氮化鎵(GaN)和碳化硅(SiC)并稱為第三代半導體材料的雙雄。氮化鎵具有寬的直接帶隙、強的原子鍵、高的熱導率、化學穩(wěn)定性好（幾乎不被任何酸腐蝕）等性質(zhì)和強的抗輻照能力，在光電子、高溫大功率器件和高頻微波器件應用方面有著廣闊的前景。

氮化鎵材料特點及優(yōu)勢分析

資料來源：新思界產(chǎn)業(yè)研究中心

相較于傳統(tǒng)硅材料，碳化硅和氮化鎵更適用于高壓工作場合，其中，碳化硅更適合高溫應用場合，氮化鎵由于高速電子遷移的特點更適用于高頻工作場合。

國內(nèi)對GaN功率器件的研究起步較晚，主要由一些科研院所及高校在國家相關科技計劃的支持下開展相關研究，功率器件研究重點也更多集中在GaN微波功率器件領域。

與氮化鎵高功率半導體器件具有優(yōu)異的物理性能，其在微波集成電路領域、高壓和高功率領域得到了廣泛應用。氮化鎵高功率半導體器件也開始應用于變頻器、穩(wěn)壓器、變壓器、無線充電等領域。由于氮化鎵高功率半導體器件具有低導通損耗、高電流密度等優(yōu)異的物理特性，使得通訊系統(tǒng)可顯著減少電力損耗和散熱負載，運作成本可以大幅降低。

根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心發(fā)布的《2016-2021年中國氮化鎵功率電子分立器件市場發(fā)展投資分析報告》顯示，2016年國內(nèi)氮化鎵功率電子分立器件市場需求規(guī)模僅為0.62億元，氮化鎵功率電子分類器件相關產(chǎn)業(yè)成熟度還很低，國內(nèi)供應規(guī)模遠低于需求規(guī)模，基本產(chǎn)品全部依賴國外進口。

與SiC 器件類似，GaN 電力電子器件是半導體器件的另一研究熱點。國內(nèi)外市場上GaN功率電子分立器件產(chǎn)品類型為氮化鎵二極管和氮化鎵MOSFET。

目前，GaN功率二極管以SBD二極管為主。其中，橫向結構利用AlGaN/GaN 異質(zhì)結結構，在不摻雜的情況下就可以產(chǎn)生電流，是目前氮化鎵功率電子器件主要結構。但橫向導電結構增加了器件的面積以及成本，并且器件的正向電流密度普遍偏小。而且橫向結構一般應用于600V以下電壓環(huán)境，亟需開發(fā)新一代垂直結構GaN功率二極管。

新思界產(chǎn)業(yè)研究人員指出，90%以上的射頻GaN器件的襯底都是SiC，因為SiC和GaN的晶格匹配度非常不錯，而且SiC還有GaN需要的高熱導率的性能。目前，國內(nèi)氮化鎵器件主要有碳化硅基和硅基，MACOM公司是全球唯一在射頻領域采用硅基氮化鎵（GaN on Si）技術的供應商，其他廠商均采用碳化硅基氮化鎵（GaN on SiC）。