上月中旬，中瓷電子（003031）發(fā)布公告稱，擬購買中電科技十三所氮化鎵通信基站射頻芯片業(yè)務(wù)等，一時間第三代半導(dǎo)體氮化鎵GaN在射頻領(lǐng)域的話題再度被點燃。GaN是極為穩(wěn)定的化合物，又是堅硬和熔點高的材料，其熔點為高達1700℃。同時，GaN有較高的電子密度和電子速度，其高電離度，也是在三五族化合物中最高的，因此受到高頻、高功率類別電子產(chǎn)品的青睞。
GaN目前主要的應(yīng)用就在微波射頻、電力兩大領(lǐng)域。微波射頻具體而言，包含5G通訊、雷達預(yù)警、衛(wèi)星通訊等應(yīng)用；電力則包含智慧電網(wǎng)、高速軌道交通、新能源汽車、消費電子等。高穩(wěn)定、高頻率、低功耗、小尺寸特性適合5G市場
在穩(wěn)定性與耐高溫、耐高壓之外，GaN同樣擁有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性，因此在技術(shù)容許之后，能夠有效減少尺寸，進而縮小GaN相關(guān)產(chǎn)品的大小。另外，相較于硅基元件，GaN擁有更高的電子密度和電子速度，元件的切換速度是硅基元件的10倍以上，這讓GaN格外適合高頻率、高效率的電子產(chǎn)品。GaN適合電壓40V至1200V的應(yīng)用產(chǎn)品，尤其是汽車、工業(yè)、電信、特定的消費電子產(chǎn)品所需要的100V至600V電壓范圍，GaN正好能夠發(fā)揮最大的優(yōu)勢。正因為如此，當(dāng)5G追求高速度、低延遲，以及小型基地站時，擁有一定發(fā)展基礎(chǔ)的GaN取代了第二代半導(dǎo)體GaAs，成為新的趨勢。此外，GaN的射頻零組件具有小尺寸的特點，能有效在5G世代中節(jié)省PCB的空間，特別是手機內(nèi)部空間上，且能達到良好的功耗控制。Yole預(yù)估2018-2024年增長率21%
在5G產(chǎn)品中，GaN主要應(yīng)用在Sub-6GHz基地臺和毫米波(24GHz以上)的小基地站。Yole預(yù)估GaN射頻市場將從2018年的6.45億美元成長2024年的20億美元，CAGR達21%，這主要受電信基礎(chǔ)設(shè)施及國防兩大領(lǐng)域所推動，而衛(wèi)星通信、有線寬頻和射頻也有一定的貢獻。
Qorvo?2.5-5GHz GaN RF Transistor在要求高頻高功率輸出的衛(wèi)星通訊中，市場預(yù)估GaN將逐漸取代GaAs成為新的解決方案。而在有線電視和民用雷達市場與LDMOS或GaAs材料相比，GaN的成本仍高，短期內(nèi)大量取代的情況不易見。在GaN射頻領(lǐng)域主要由美、日兩國企業(yè)主導(dǎo)，其中，以美商Wolfspeed居首，住友電工、東芝、富士通等日商緊追在后，國內(nèi)廠商如三安光電、海特高新、華進創(chuàng)威在此領(lǐng)域有涉足，但與國際大廠等相比技術(shù)差距大。氮化鎵(GaN)技術(shù)不斷發(fā)展，通過不斷提高的功率密度、可靠性和縮小尺寸的增益，突破了可能的極限。GaN不再是僅用于國防/航空航天應(yīng)用的技術(shù)，它在更復(fù)雜的應(yīng)用中實現(xiàn)越來越高的頻率，例如相控陣、雷達、5G基站收發(fā)器、有線電視(CATV)、VSAT和國防通信。原文始發(fā)于微信公眾號（艾邦陶瓷展）：一文看懂第三代半導(dǎo)體氮化鎵GaN在射頻的應(yīng)用
