相對(duì)于第一代（硅基）半導(dǎo)體，第三代半導(dǎo)體禁帶寬度大，電導(dǎo)率高、熱導(dǎo)率高。第三代半導(dǎo)體的禁帶寬度是第一代和第二代半導(dǎo)體禁帶寬度的近3倍，具有更強(qiáng)的耐高壓、高功率能力。
氮化鎵(GaN)和碳化硅(SiC)并稱為第三代半導(dǎo)體材料的雙雄，由于性能不同，二者的應(yīng)用領(lǐng)域也不相同。
氮化鎵具備高電流密度等優(yōu)勢(shì)，可顯著減少電力損耗和散熱負(fù)載，迅速應(yīng)用于變頻器、穩(wěn)壓器、變壓器、無(wú)線充電等領(lǐng)域，是未來(lái)最具增長(zhǎng)潛質(zhì)的化合物半導(dǎo)體。
與GaAs和InP等高頻工藝相比，氮化鎵器件輸出的功率更大；與LDCMOS和SiC等功率工藝相比，氮化鎵的頻率特性更好。
隨著行業(yè)大規(guī)模商用，氮化鎵生產(chǎn)成本有望迅速下降，進(jìn)一步刺激氮化鎵器件滲透，有望成為消費(fèi)電子領(lǐng)域下一個(gè)殺手級(jí)應(yīng)用。
氮化鎵（GaN）主要應(yīng)用于生產(chǎn)功率器件，目前GaN器件有三分之二應(yīng)用于軍工電子，如軍事通訊、電子干擾、雷達(dá)等領(lǐng)域。
在民用領(lǐng)域，氮化鎵主要被應(yīng)用于通訊基站、功率器件等領(lǐng)域。氮化鎵基站PA的功放效率較其他材料更高，因而能節(jié)省大量電能，且其可以幾乎覆蓋無(wú)線通訊的所有頻段，功率密度大，能夠減少基站體積和質(zhì)量。
氮化鎵在光電子、高溫大功率器件和高頻微波器件應(yīng)用方面有著廣闊的前景。隨著5G高頻通信的商業(yè)化，GaN將在電信宏基站、真空管在雷達(dá)和航空電子應(yīng)用中占有更多份額。
根據(jù)Yole估計(jì)，大多數(shù)Sub6GHz的蜂窩網(wǎng)絡(luò)都將采用氮化鎵器件，因?yàn)長(zhǎng)DMOS無(wú)法承受如此之高的頻率，而砷化鎵對(duì)于高功率應(yīng)用又非理想之選。
同時(shí)，由于較高的頻率會(huì)降低每個(gè)基站的覆蓋范圍，需要安裝更多的晶體管，因此市場(chǎng)規(guī)模將迅速擴(kuò)大。
Yole預(yù)測(cè)，GaN器件收入目前占整個(gè)市場(chǎng)20%左右，到2025年將占到50%以上，氮化鎵功率器件規(guī)模有望達(dá)到4.5億美元。
從產(chǎn)業(yè)鏈方面來(lái)看，氮化鎵分為襯底、外延片和器件環(huán)節(jié)。
盡管碳化硅被更多地作為襯底材料（相較于氮化鎵），國(guó)內(nèi)仍有從事氮化鎵單晶生長(zhǎng)的企業(yè)，主要有蘇州納維、東莞中鎵、上海鎵特和芯元基等。
從事氮化鎵外延片的國(guó)內(nèi)廠商主要有三安光電、賽微電子、海陸重工、晶湛半導(dǎo)體、江蘇能華、英諾賽科等。
從事氮化鎵器件的廠商主要有三安光電、聞泰科技、賽微電子、聚燦光電、乾照光電等。
GaN技術(shù)的難點(diǎn)在于晶圓制備工藝，歐美日在此方面優(yōu)勢(shì)明顯。由于將GaN晶體熔融所需氣壓極高，須采用外延技術(shù)生長(zhǎng)GaN晶體來(lái)制備晶圓。
其中日本住友電工是全球最大GaN晶圓生產(chǎn)商，占據(jù)了90%以上的市場(chǎng)份額。GaN全球產(chǎn)能集中于IDM廠商，逐漸向垂直分工合作模式轉(zhuǎn)變。美國(guó)Qorvo、日本住友電工、中國(guó)蘇州能訊等均以IDM模式運(yùn)營(yíng)。
近年來(lái)隨著產(chǎn)品和市場(chǎng)的多樣化，開(kāi)始呈現(xiàn)設(shè)計(jì)業(yè)與制造業(yè)分工的合作模式。
尤其在GaN電力電子器件市場(chǎng)，由于中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)的臺(tái)積電公司和世界先進(jìn)公司開(kāi)放了代工產(chǎn)能，美國(guó)Transphorm、EPC、Navitas、加拿大GaNSystems等設(shè)計(jì)企業(yè)開(kāi)始涌現(xiàn)。
在射頻器件領(lǐng)域，目前LDMOS（橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體）、GaAs（砷化鎵）、GaN（氮化鎵）三者占比相差不大，但據(jù)Yoledevelopment預(yù)測(cè)，至2025年，砷化鎵市場(chǎng)份額基本維持不變的情況下，氮化鎵有望替代大部分LDMOS份額，占據(jù)射頻器件市場(chǎng)約50%的份額。
GaAs芯片已廣泛應(yīng)用于手機(jī)/WiFi等消費(fèi)品電子領(lǐng)域，GaNPA具有最高功率、增益和效率，但成本相對(duì)較高、工藝成熟度略低，目前在近距離信號(hào)傳輸和軍工電子方面應(yīng)用較多。
經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，國(guó)內(nèi)擁有昂瑞微、華為海思、紫光展銳、卓勝微、唯捷創(chuàng)芯等20多家射頻有源器件供應(yīng)商。
根據(jù)2019年底昂瑞微董事長(zhǎng)發(fā)表的題為《全球5G射頻前端發(fā)展趨勢(shì)和中國(guó)公司的應(yīng)對(duì)之策》的報(bào)告顯示，截至報(bào)告日，國(guó)內(nèi)廠家在2G/3G市場(chǎng)占有率高達(dá)95%；在4G方面有30%的占有率，產(chǎn)品以中低端為主，銷售額占比僅有10%。
目前我國(guó)半導(dǎo)體領(lǐng)域?yàn)橹忻揽萍嫉阮I(lǐng)域摩擦中的卡脖子方向，是中國(guó)科技崛起不可回避的環(huán)節(jié)，產(chǎn)業(yè)鏈高自主、高可控仍是未來(lái)的重點(diǎn)方向。第三代半導(dǎo)體相對(duì)硅基半導(dǎo)體偏低投入、較小差距有望得到重點(diǎn)支持，并具備彎道超車的可能。
