氮化镓和碳化硅同属于一类被称为宽禁带（wide-bandgap，WBG）半导体材料。价带的最高能量占用状态与导带的最低未占用状态之间的能量差称为带隙，以表示材料的电导率。通俗来讲，带隙所代表的能量差，即让一个半导体从绝缘到导电所需的最低能量。较大的带隙意味着需要更多的能量才能将价电子激发到导带。相反，当价带和导带像金属一样重叠时，电子可以很容易地在两个带之间跳跃，这意味着该材料被归类为导体。
导体、绝缘体和半导体之间的区别可以通过带隙宽度来表示。绝缘体的带隙宽度通常大于5eV；半导体的带隙宽度通常小于5eV；在导体中，价带和导带重叠，使它们的带隙为零。
半导体的带隙，只允许材料的少量价电子进入导带。这种特性使其导电性介于导体和绝缘体之间，这也是半导体材料适合做电路的部分原因，因为它们不会像导体那样引起短路。硅与砷化镓的带隙宽度分别为1.1eV和1.4eV，而碳化硅和氮化镓带隙宽度分别达到3.2eV和3.4eV。宽禁带半导体（2~4eV）制作的功率器件往往能够在高电压、高温和高频率下工作。
五大性能参数对比
除带隙宽度外，其余重要材料性能参数分别是：临界击穿场强、饱和电子漂移速率、电子迁移率和热导率。
临界击穿场强，是在器件发生雪崩击穿前可以施加其上的最大电压。当电场强度大到足以将价电子从其母原子上撕裂时，就会发生雪崩击穿。碳化硅和氮化镓的击穿场强都比较高，分别为3.0MV/cm和3.5MV/cm。这意味着碳化硅和氮化镓耐受高电压的能力是硅的十倍以上，或者是它们也能够用更小尺寸的器件支持较低的电压。
饱和电子漂移速率是半导体材料中电子在高电场下所能达到的最大速度。更高的饱和电子漂移速率意味着给定的器件可以在更高频率下工作并实现更快速地切换。
电子迁移率是电子在单位电场作用下的平均速度，是衡量电子在被电场拉动（或推动）并穿过半导体时速度的量度。电子迁移率越大，电阻率越小；通过相同电流时，功耗会越小，也意味着电流承载能力越大。
氮化镓和碳化硅显著区别之一就是电子迁移率。首先，硅的电子迁移率为1450 cm2/Vs，氮化镓为2000 cm2/Vs，这意味着氮化镓的电子移动速度比硅快30%以上。而碳化硅的电子迁移率却只有900 cm2/Vs，占氮化镓的45%。凭借高电子迁移率和高饱和电子漂移速率，氮化镓成为了高频器件的首选材料。
热导率表征了材料通过自身传递热量的能力。考虑到半导体材料的应用环境，热导率直接影响材料温度。在大功率应用中，材料的低效率往往会产生热量，从而提高材料温度，并随后改变其电气特性。氮化镓的热导率为1.3 W/cmK，比硅还差。然而，碳化硅的热导率为3.8 W/cmK，使其在提高传递热负荷能力方面表现非常突出。这一特性使碳化硅在高功率器件、高温应用中极具优势。
除了以上介绍的五大材料性能参数外，与硅相比，制造成本限制了氮化镓和碳化硅的规模效益，使得这两种材料在短期内更加昂贵。碳化硅或许是能够实现快速突破成本制约的材料，因为它比氮化镓更容易制造更大、更均匀的单晶片。氮化镓由于考虑到成本因素，通常选择硅为衬底。不过，由于硅和氮化镓之间的热失配和晶格失配很严重，这种低适配性导致硅衬底上无法直接长氮化镓外延层，需要生长多道缓冲层（氮化铝）来过渡，因此外延层质量就比碳化硅差不少，良率也低。
不过，随着时间的推移，鉴于其更高的电子迁移率，氮化镓将在小型高频产品中找到自己的位置。碳化硅则在高功率产品中更为可取，因为它拥有比氮化镓更好的导热性。综合来看，氮化镓和碳化硅在材料性能上各有优劣，在应用领域上也是各有侧重且互补。
目前氮化镓器件常用于如充电器、基站、5G通讯相关的高频产品。碳化硅则是在电动车、电动车充电基础设施、太阳能及离岸风电等绿色能源发电设备上应用潜力巨大。这两种材料实际上有不同的最佳电压等级。硅基氮化镓（GaN-on-Si）可以利用现有的硅晶圆制造设备，但电压通常限制在650V以内。目前主要是用来做小功率射频器件，特别是在消费电子快充产品中得到广泛应用，大有替代Si MOSFET的趋势。由于5G基站会用到多发多收天线阵列方案，氮化镓射频器件对于整个天线系统的功耗和尺寸都有巨大的改进，因此5G通信将是氮化镓射频器件市场的主要增长驱动力。
相比之下，碳化硅器件设计用于650V及以上电压。特别是在高于1200V电压下，碳化硅成为各种应用领域的最佳解决方案。像太阳能逆变器、电动车充电器和工业AC-DC等应用，从长远来看都将迁移至碳化硅。其中，新能源汽车是碳化硅功率器件市场的主要增长驱动力，主要应用方向是牵引逆变器，高低压DC-DC转换器和车载充电器等。
目前正处于宽禁带半导体产业的前期发展阶段，不过随着近年来全球对于城市基础设施建设、新能源、节能环保等方面的政策支持，对高性能功率器件的需求势必会增大。因此相信在未来，无论是碳化硅还是氮化镓一定都能扮演比现在更重要的角色并融入各自的商业市场中。