性能優異， GaN 功率器件更能滿足高頻應用

　　GaN 材料具有 3 倍于 Si 材料的禁帶寬度、10 倍于 Si 的臨界擊穿電場和2.5 倍于 Si 的飽和漂移速度，特別是基于 GaN 的 Al GaN/GaN 結構具有更高的電子遷移率，使得 GaN 器件具有低導通電阻、高工作頻率，能滿足下一代電子裝備對功率器件更大功率、更高頻率、更小體積和更惡劣高溫工作的要求。

GaN 功率器件結構圖

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　　光電/射頻領域應用普及， GaN 材料/工藝成本逐年下降

　　GaN 材料原先被用為如藍色 LED 等 LED 類產品的主要原料，但是由于 GaN具有高硬度與高能隙的特性，并且 GaN 功率元件可以在硅基質(siliconsubstrates)上成長，在面積與整體成本考量上，也具有比碳化硅元件更劃算的可能性，因此也被運用在高功率半導體元件中。

　　隨著 GaN 材料在光電器件領域的廣泛應用，加速了 GaN 材料的發展，特別是大直徑硅襯底 GaN 外延生長技術的進步以及逐步商業化，使得 GaN具有更低廉的成本價格，有力地促進了 GaN 功率半導體器件的發展。預計到 2020 年， Si 基 GaN 元件售價會和 Si 基 MOSFET 以及 Si 基 IGBT售價相當。

GaN 更適用于中低壓/高頻領域

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已應用 GaN 功率器件的產品

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　　國際廠商開始發力，角逐 GaN 功率器件市場

　　基于 GaN 器件的優異性能，眾多國際廠商如 Infineon、 ST、 NXP(已被高通收購)等近年來競相追逐此領域市場，雖然從目前來看， GaN 器件成本相對于 Si、 SiC 仍然較高，但得益于 GaN 材料在其他領域的普及應用，使得成本下降成為必然趨勢， GaN 產品未來長期前景看好。目前基于 GaN 的功率開關器件主要包括 Al GaN/GaN HEMT（HFET）、 GaN基 MOSFET 和 MIS-HEMT 等結構。其中， Al GaN/GaN HEMT 具有工藝簡單、技術成熟、優良的正向導通特性和高的工作頻率等優點，成為 GaN 功率開關器件中最受關注的結構。目前基于 6 英寸硅基 GaN 平臺， IR 公司和 EPC 公司分別推出了 30V 和100V/200V 的 GaN 場效應電力電子器件， 600V-900VGaN 器件在近期也將推向市場。以歐洲微電子研究中心為代表的研發機構正開展 8 英寸硅基GaN 電力電子器件研究。

GaN 功率器件領域主要廠商

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各廠商 GaN 器件不同類型及工藝

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　　2020年GaN器件市場規模可能達到6億美元

　　市場規模方面，2020年GaN器件市場整體規模有可能達到約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的設想來看，GaN器件的數量將從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。

　　從最近的報道來看，GaN行業正隨著合并、收購及授權協議的敲定而逐漸形成。包括古河電氣工業與美國Transphorm公司簽訂知識產權組合排他性授權協議，以及美國Transphorm公司與富士通最近簽訂的協議，都表明GaN技術正在向整個價值鏈擴展。這將強化主要企業在市場上的地位，也會淘汰最沒有競爭力的企業。因此，日本企業現在正在與德國英飛凌科技、美國國際整流器公司（IR）及美國宜普電源轉換公司（EPC）等功率器件廠商競爭，全力進軍該領域。

　　關于2014年的市場規模，Yole預計GaN器件的銷售額與研發協議等加起來也只有1000萬～1200萬美元。在這種規模不大的業務中，只有最強的企業能存活。并且，在早期涉足的企業中也會出現現金流銳減的情況。

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