第三代半導(dǎo)體材料GaN(氮化鎵)在2019年首次進(jìn)入主流消費(fèi)應(yīng)用，在2020年初小米發(fā)布會后引起極大關(guān)注。在各大手機(jī)廠商激烈競爭之下，GaN也將迎來高速發(fā)展。

　　根據(jù)顯示，今年以來GaN指數(shù)上漲了44.7%。小米GaN充電器直接引爆了A股第三代半導(dǎo)體概念股。

　　小米集團(tuán)董事長兼CEO雷軍表示，GaN是一種新型半導(dǎo)體材料，做出的充電器體積特別小，充電效率卻特別高。而早在2019年，OPPO 發(fā)布最大充電功率為65W的SuperVOOC 2.0，SuperVOOC 2.0配備的適配器就使用了GaN，這也是GaN首次進(jìn)入主流消費(fèi)應(yīng)用。有媒體稱，華為、蘋果和三星等廠商也計劃推出GaN的充電器。

　　市場調(diào)研機(jī)構(gòu)Yole Development提出一種樂觀場景，即如果蘋果等手機(jī)廠商采用GaN，無數(shù)其他公司也將跟隨并在消費(fèi)電子領(lǐng)域應(yīng)用GaN，那么到2023年，GaN電源市場規(guī)模將達(dá)到4.23億美元，復(fù)合年均增長率達(dá)93%，有極大增長空間。

　　而這只是GaN的一個應(yīng)用領(lǐng)域。康佳集團(tuán)近日也在招募GaN工程師，康佳副總裁李宏韜解釋稱，藍(lán)光、綠光Micro LED芯片也要用到GaN，招募GaN工程師是希望加快推進(jìn)。除了Micro LED芯片，今后還有其它應(yīng)用。

　　GaN是第三代半導(dǎo)體材料之一。第一代半導(dǎo)體材料以硅和鍺為主，是CPU處理器等集成電路主要運(yùn)用的材料；第二代半導(dǎo)體指一部分化合物半導(dǎo)體，包括砷化鎵(GaAs)、磷化銦(InP)等，主要特性是頻率較高，目前手機(jī)所使用的關(guān)鍵通信芯片都采用這類材料制做。

　　而第三代半導(dǎo)體材料主要是以碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)、氧化鋅(ZnO)、金剛石、氮化鋁(AlN)為代表的寬禁帶的半導(dǎo)體材料。

　　與第一代和第二代半導(dǎo)體材料相比，第三代半導(dǎo)體材料具有更寬的禁帶寬度、更高的擊穿電場、更高的熱導(dǎo)率、更大的電子飽和速度以及更高的抗輻射能力，更適合制作高溫、高頻、抗輻射及大功率器件。其中，SiC和GaN的研究和發(fā)展更為成熟。

　　GaN下游應(yīng)用豐富，主要包括無線通信、雷達(dá)預(yù)警、衛(wèi)星通信的微波射頻領(lǐng)域，消費(fèi)電子、智能電網(wǎng)、新能源汽車在內(nèi)的電力電子領(lǐng)域和LED、光電探測器等光電子領(lǐng)域。

　　蘇州能訊高能半導(dǎo)體有限公司董事、總經(jīng)理任勉在今年2月底一次氮化鎵主題報告中指出，GaN的應(yīng)用從LED的發(fā)光器件開始，逐步發(fā)展到大規(guī)模使用的射頻微波器件，并且進(jìn)入電力電子領(lǐng)域，“GaN作為LED發(fā)光器件是一種不可替代的技術(shù)，因?yàn)镚aN發(fā)出來的藍(lán)光波長范圍。當(dāng)藍(lán)光一出來，就可以迅速得到運(yùn)用?！?/p>

　　隨著無線通訊的發(fā)展，射頻微波領(lǐng)域?qū)τ赑A(功率放大器)的要求進(jìn)一步提升。3G、4G、以及現(xiàn)在的5G進(jìn)一步推動了GaN基站的應(yīng)用。

　　Yole Development數(shù)據(jù)顯示，從2017年到2023年，GaN射頻器件市場整體復(fù)合年均增長率將達(dá)23%，2017年該市場規(guī)模僅為3.8億美元，預(yù)計到2023年市場規(guī)模有望達(dá)13億美元，其中通信和國防是主要推動力。

　　隨著5G網(wǎng)絡(luò)的快速部署，射頻GaN市場將快速發(fā)展。與4G相比，5G頻段更高，需要更多收發(fā)器和天線單元，使用波束賦形信號處理將射頻能量傳遞給用戶。

　　國盛證券指出，雖然目前LDMOS(橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體)、GaAs和GaN三者份額相差不大，但GaN將占射頻器件市場的半壁江山。原先廣泛使用的LDMOS由于工作頻率存在極限，理論上有效頻率為3GHz以下；而GaAs由于期間功率較低，通常低于50W，所以在目前5G時代支持著高頻，且功率值更高的GaN將會在基站端實(shí)現(xiàn)對原先材料的替代。

　　不過，即使GaN被越炒越熱，大規(guī)模普及仍需要時間，成本是阻礙該市場發(fā)展的主要因素。

　　賽迪顧問產(chǎn)業(yè)大腦平臺集成電路產(chǎn)業(yè)首席分析師李丹告訴第一財經(jīng)，“從全球角度看，目前GaN整個產(chǎn)業(yè)鏈成熟，已經(jīng)商用且用在消費(fèi)電子端，但是成本的下調(diào)空間還很大，而且國內(nèi)的產(chǎn)業(yè)鏈也不夠成熟，有些環(huán)節(jié)國內(nèi)還做不了?！?/p>

　　（文章來源：第一財經(jīng)）