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氮化鎵是一種寬能隙材料，它能夠提供與碳化硅（SiC）相似的性能優(yōu)勢，但降低成本的可能性卻更大。業(yè)界認為，在未來數(shù)年間，氮化鎵功率器件的成本可望壓低到和硅MOSFET、IGBT及整流器同等價格。你怎么看？讓金譽半導體帶大家了解一下，再判定不遲。

氮化鎵（GAN）在T=300K時為，是半導體照明中發(fā)光二極管的核心組成部分。

氮化鎵電力電子器件具有更高的工作電壓、更高的開關(guān)頻率、更低的導通電阻等優(yōu)勢，并可與成本極低、技術(shù)成熟度極高的硅基半導體集成電路工藝相兼容，在新一代高效率、小尺寸的電力轉(zhuǎn)換與管理系統(tǒng)、電動機車、工業(yè)電機等領(lǐng)域具有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/span>

由于對高速、高溫和大功率半導體器件需求的不斷增長，使得半導體業(yè)重新考慮半導體所用設(shè)計和材料。隨著多種更快、更小計算器件的不斷涌現(xiàn)，硅材料已難以維持摩爾定律。由于氮化鎵材料所具有的獨特優(yōu)勢，如噪聲系數(shù)優(yōu)良、最大電流高、擊穿電壓高、振蕩頻率高等，為多種應用提供了獨特的選擇，如軍事、宇航和國防、汽車領(lǐng)域，以及工業(yè)、太陽能、發(fā)電和風力等高功率領(lǐng)域。

由于氮化鎵光電半導體在軍事、宇航、國防和消費電子的使用，使得光電半導體成為全球氮化鎵半導體器件市場的主要產(chǎn)品類型，并占據(jù)絕對優(yōu)勢地位。其中功率半導體器件將隨著工業(yè)應用對大功率器件需求的增長成為未來增長速度最快的器件。

氮化鎵（GaN）材料優(yōu)勢

對于GaN的功率器件發(fā)展而言，市場需求牽引力至關(guān)重要。從（2020年將支配市場的）電源和PFC（功率因數(shù)校正）領(lǐng)域，到UPS（不間斷電源）和馬達驅(qū)動，很多應用領(lǐng)域都將從GaN-on-Si功率器件的特性中受益。

市場調(diào)查公司Yole Developpement)認為，除了這些應用，2020年以后純電動汽車（EV）和混合動力汽車（HEV）也將開始采用這些新材料和新器件。市場規(guī)模方面，2020年GaN器件市場整體規(guī)模有可能達到約6億美元。屆時，一塊6英寸晶圓可加工出大約58萬個GaN。按照EV和HEV從2018年或2019年開始采用GaN的設(shè)想來看，GaN器件的數(shù)量將從2016年開始顯著增加，一直到2020年都將以80％的年均增長率（CAGR）增長。

再隨著5G技術(shù)的逐漸成熟，帶給射頻前端(RF Front End)晶片市場商機，未來射頻功率放大器(RF PA)需求將持續(xù)成長，其中傳統(tǒng)金屬氧化半導體(Laterally Diffused metal Oxide Semiconductor，LDMOS；LDMOS具備低成本和大功率性能優(yōu)勢)制程逐步被氮化鎵(Gallium Nitride，GaN)取代，尤其在5G技術(shù)下需要支援更多元件、更高頻率，另砷化鎵(GaAs)則相對穩(wěn)定成長。透過導入新的射頻技術(shù)，RF PA將以新的制程技術(shù)實現(xiàn)，其中GaN的RF PA將成為輸出功率3W以上的主流制程技術(shù)，LDMOS市占率則逐漸降低。

因為5G技術(shù)涵蓋毫米波頻率和大規(guī)模MIMO(Multi-Input Multi-Output)天線運用，以實現(xiàn)5G無線整合及架構(gòu)上的突破，未來如何大規(guī)模采用Massive-MIMO及毫米波(mmWave)回程系統(tǒng)將是發(fā)展關(guān)鍵。由于5G頻率高，因此對于高功率、高性能、高密度的射頻元件需求增加，其中氮化鎵(GaN)符合其條件，即GaN市場更具有潛在商機。

了解了這些之后，你怎么看？