根據阿里巴巴達摩院發布的《2021十大科技趨勢》預測的第一大趨勢是“以氮化鎵（GaN）、碳化硅（SiC）為代表的第三代半導體迎來應用大爆發”。

　　達摩院指出，近年來第三代半導體的性價比優勢逐漸顯現，正在打開應用市場：SiC元件已用作汽車逆變器，GaN快速充電器也大量上市。

　　目前正處于第三代半導體材料時代，已經從第一代的硅，第二代的砷化鎵發展到現在的碳化硅，氧化鋅以及氮化鎵。

　　氮化鎵產業鏈包括襯底、外延、芯片設計、芯片制造、封測、下游應用等垂直分布環節。

　　氮化鎵（GaN）是最具代表性的第三代半導體材料，成為高溫、高頻、大功率微波器件的首選材料之一，是迄今為止理論上電光、光電轉換效率最高的材料體系。

　　氮化鎵優異特性：

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　　資料來源：品利基金

　　目前GaN器件有三分之二應用于軍工電子，如軍事通訊、電子、干擾、雷達等領域；在民用領域，氮化鎵主要被應用于通訊基站、功率器件等領域。

　　作為第三代半導體材料，氮化鎵的應用前景廣泛，在數據中心，新能源汽車等領域都有運用。而國產企業實現“氮化鎵芯片”崛起，躋身全球第三，并打破了美國技術壟斷。

　　其中國產企業英諾賽科打破美國技術壟斷，實現了國產氮化鎵芯片的崛起。目前英諾賽科的氮化鎵功率芯片出貨量躋身世界前三，而且英諾賽科在蘇州還擁有一座第三代半導體生產基地，可實現8英寸硅基氮化鎵晶圓的大規模量產。

　　產能滿載的情況下每月可生產6.5萬片晶圓。這座半導體生產基地集合了研發、設計、制造于一體，為英諾賽科提供很大的市場競爭優勢。

　　目前全球絕大多數半導體元件，都是以硅作為基礎功能材料的硅基半導體，不過，在高電壓功率元件應用上，硅基元件因導通電阻過大，往往造成電能大量損耗，且在高頻工作環境下，硅元件的切換頻率相對較低，性能不如寬頻化合物半導體材料。

　　雖然GaN相比于Si等材料更節能、更快，具備更好的恢復特性，但是仍然談不上徹底取代。由于若干原因，GaN并不常用于晶體管中，因為GaN器件通常是耗盡型器件，當柵極 － 源極電壓為零時它們會產生導通，這是一個問題。

　　其次，GaN器件極性太大，難以通過高摻雜來獲得較好的金屬－半導體的歐姆接觸，這是GaN器件制造中的一個難題，現在最好的解決辦法就是采用異質結，首先讓禁帶寬度逐漸過渡到較小一些，然后再采用高摻雜來實現歐姆接觸，但這種工藝很復雜。

　　硅基半導體受限硅材料的物理性質，而氮化鎵、碳化硅則因導通電阻遠小于硅基材料，導通損失、切換損失降低，可帶來更高的能源轉換效率。挾著高頻、高壓等優勢，加上導電性、散熱性佳，元件體積也較小，適合功率半導體應用，近來在 5G、電動車等需求推升下，氮化鎵等材料崛起成為半導體材料明日之星。

　　氮化鎵充電器為何越來越火？

　　我們平時使用的充電器基礎材料是“硅”，在這么多年的研究開發后，基本已經沒有突破的空間了。而相比第一代半導體材料硅，氮化鎵具有禁帶寬度大、導通電阻低、開關頻率高等特點。禁帶寬度大意味著充電器能夠承載較高的電壓和溫度，因此能承受相比普通充電器更高的充電功率；導通電阻低就比較好理解了，可以避免充電過熱的情況發生，提升充電過程的安全性。

　　目前來說，氮化鎵充電器最主要缺點就是成本高，這或許是唯一的缺點了。

　　文章綜合自樂晴智庫、妙語侃科技、今日半導體、齊齊數碼寶貝