50多年前硅（Si）集成電路的發明意義重大，為我們當前所享受的現代計算機和電子產品時代鋪平了道路。但現在面臨的問題是一個芯片上集成的晶體管數量大約每兩年翻一番，對于傳統的硅計算來說，封裝如此大量晶體管而導致的散熱問題，以及工藝持續縮放而帶來泄漏問題，摩爾定律不可能無限期持續。同樣，在功率電子領域，為滿足市場需求，使用硅的新器件年復一年地實現更大的功率密度和能效，已經越來越成為一個巨大的挑戰。從本質上講，芯片的演進已經接近其基礎物理極限。
寬帶隙（WBG）半導體，即碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）的興起，已經成為高功高溫硅市場的更好方案，在藍光、紫光和紫外光電子器件，高頻、高溫、高功率電子器件及場發射器件方面應用廣泛。
之所以被稱為WBG材料，主要是因為較之于常見硅，它們的能量帶隙相對更寬。硅具有1.1電子伏特（eV）的帶隙，而SiC和GaN則分別具有3.3 eV和3.4 eV的帶隙。
因為具備比硅（Si）高出約10倍的傳導和開關特性，WBG材料是功率電子的更好選擇，可以生成更小、更快、更高效的器件，相對于硅器件，這種WGB器件承受的電壓和溫度都更高。這些特性，連同更好的耐用性和更高的可靠性一起，促使WBG功率器件成為當前重要新興應用的關鍵助燃劑，如混動汽車、電動汽車以及可再生能源發電和存儲。 WBG功率器件還可以提升現有應用表現，特別是在效率增益方面。
碳化硅（SiC）是最成熟的WBG寬帶隙半導體材料， 它已經廣泛用于制造開關器件，例如MOSFET和晶閘管。氮化鎵（GaN）具有作為功率器件半導體的潛力，并且在射頻應用中是對硅的重大改進。
Cree推出了首款商用碳化硅 SiC 功率MOSFET，并確認這種WBG材料具有更高的熱導率，可以在較小的封裝中提供更高的電流，以及更高的臨界擊穿場，從而可以實現更低的導通狀態漏-源電阻。
Microchip和ROHM已發布了新的SiC MOSFET和二極管，我們還看到了英飛凌，意法半導體和安森美半導體的投資，特別是在汽車電源設計方面。
ADI公司已經生產出用于高頻應用的GaN器件，并相信這種材料將有助于設計人員減小尺寸和重量，同時實現更高的效率和擴展帶寬。
相關研究公司發布了有關寬帶隙半導體的市場研究報告，預測未來八年的復合年增長率將達到22％，其中最強勁的發展將發生在亞太和北美市場。
這種增長的很大一部分將由混合動力/電動汽車部門推動，但諸如電源，電動機驅動器和風力渦輪機等應用也將占主導地位。
在這一點上，看來WBG半導體確實將改變電氣工程師設計電路的方式。SiC和GaN器件正變得越來越便宜且得到越來越廣泛的應用，它們提供的性能是硅，硅鍺或砷化鎵無法實現的。