Verdict結論
兩者的差異可歸結為「要成本，還是要散熱」。GaN-on-Si基板便宜、可大尺寸化至200mm，且能沿用既有的矽製造產線，因此在650V以下的功率開關與消費性用途上具成本優勢。GaN-on-SiC基板昂貴、尺寸也較小，但憑藉SiC的高熱傳導率能將熱排出，因此是基地台與國防用途高功率RF放大器的主流。
主要差異
| 比較項目 | GaN-on-Si | GaN-on-SiC |
|---|---|---|
| 基板成本 | 便宜（矽晶圓） | 昂貴（以PVT法製作的SiC基板） |
| 對應尺寸 | 150～200mm已實用，容易大尺寸化 | 以150mm為主流，正轉向200mm |
| 晶格不匹配 | 約17%，較大 | 約3.4%，較小 |
| 熱膨脹差異 | 約54%，較大，需要防裂對策 | 較小，應力管理相對容易 |
| 緩衝層 | 必須有AlN成核層＋漸變／超晶格緩衝層 | 薄AlN成核層即足夠 |
| 熱傳導率（基板） | 約150 W/m·K | 約370～490 W/m·K（有利散熱） |
| 主要用途 | 650V以下的功率開關、快充充電器、電源 | 基地台、衛星、國防用高功率RF放大器 |
| 製造產線 | 可沿用既有矽產線 | 以化合物半導體專用產線為主 |
矽基板在技術上困難的原因
GaN與矽的晶格常數相差約17%，熱膨脹係數更相差約54%。若直接成長，會產生大量差排，降溫時的拉伸應力也會使晶圓產生裂紋。為避免此問題，會先以不與矽反應的AlN成核層完全覆蓋表面（防止回熔蝕刻），再於其上疊加Al組成逐步變化的漸變緩衝層或超晶格緩衝層，形成逐步緩和應力與差排的多層結構。這套複雜的緩衝層設計本身，就是各家廠商技術差異化的所在。
散熱在RF用途中具決定性的原因
在高頻功率放大器中，單位晶片面積的發熱密度非常高。即使GaN本身性能優異，若無法將產生的熱導向基板側，通道溫度就會上升，導致輸出功率與可靠度下降。SiC的熱傳導率是矽的2～3倍，這條散熱路徑的差異會直接成為可處理輸出功率的差異，因此在基地台與衛星通訊等高功率RF用途中會選擇GaN-on-SiC。
這樣的分工今後會持續嗎
在功率開關領域，GaN-on-Si的成本與尺寸優勢明確，在快充充電器與資料中心電源中的採用持續擴大。另一方面，在高功率RF領域，SiC基板的散熱優勢難以撼動，兩者與其說是競爭，不如說是依用途分工的關係。此外，也有研究在成長後移除矽基板、只將元件層轉移到高導熱材料上的手法，正在探索改變「選擇基板」這項前提本身的方向。
常見問題
GaN自支撐基板不被使用嗎？
有使用，但用途有限。其差排密度低了好幾個數量級，能製作高性能元件，但製造困難、非常昂貴且尺寸小，因此主要用於雷射二極體等晶體品質具決定性影響的用途。多數量產元件是以異質基板上的異質磊晶成長製作。
GaN-on-Si能做高耐壓元件嗎？
目前的主戰場在650V以下。要提高耐壓必須加厚GaN層，但與矽的熱膨脹差異所造成的翹曲與裂紋，限制了厚膜化。在1,200V等級以上的高耐壓領域，SiC MOSFET被定位為有力的選項。
什麼是回熔蝕刻（melt-back etching）？
是Ga或Al在高溫下與矽形成合金，劇烈侵蝕矽表面的現象。若在成長初期矽表面裸露就會發生，因此以不與矽反應的AlN層毫無間隙地覆蓋表面，是GaN-on-Si成長的絕對條件。