GaN即氮化镓，属于第三代半导体材料，六方锌结构。GaN具有带隙大、热导率高、耐高温、抗辐射、耐酸碱、强度高、硬度高等特点，是世界上最令人感兴趣的半导体材料之一。

　　以碳化硅、氮化镓为代表的第三代半导体即宽带隙半导体，具有高频、高效率、高功率、耐高压、耐高温、抗辐射等优异性能，满足了节能减排等国家重大战略需求，智能制造和信息安全，是支持新一代移动通信、新能源汽车、高铁列车、能源互联网和其他行业自主创新和发展、转型升级的关键核心材料和电子部件，已经成为全球半导体技术和产业竞争的焦点。

　　第三代半导体材料在高功率、高温、高频、高功率、高功率和高功率的领域中具有比第一代和第二代半导体材料更好的性能，抗辐射微电子和短波长光电子学。

　　01.转换效率高

　　与硅相比，GaN具有三倍的带隙、大的带隙（3.4eV）、高的热导率（1.3W/cm-K），因此工作温度高，击穿电压高，抗辐射能力强。带隙是半导体的一个重要特征参数，为了使束缚电子成为自由电子或空穴，它必须获得足够的能量从价带过渡到导带，而这种能量的最小值就是带隙度。

　　这意味着GaN可以承受更高的电压，并且具有更好的导电能力。因此，在相同体积下，GaN比硅更有效。如果氮化镓取代所有现有的电子设备，它可以将电子产品的耗电量再减少10%或25%。

　　02.工作频率高

　　类似地，与硅器件相比，GaN的工作频率大约是硅的20倍。在数据方面，GaN可以在高频带中工作，这将整个电路的开关频率从50-60kHz增加到200-500kHz及以上。开关频率是指充电头内的电子元件（如晶闸管、晶闸管和其他电子元件）每秒可完全打开和断开的次数。高开关频率减小了变压器和电容器的尺寸，有助于减小充电头的尺寸和重量。

　　03、工艺兼容性强

　　GaN器件是与现有Si半导体工艺高度兼容的平面器件，使其更容易与其他半导体器件集成。一些制造商已经实现了驱动器IC和GaN开关晶体管的集成，进一步降低了用户的门槛。

　　GaN材料系列具有低热发生率和高击穿电场，是开发高温高功率电子器件和高频微波器件的重要材料。目前，随着MBE技术在GaN材料应用中的进展和关键薄膜生长技术的突破，已经成功地生长了多种GaN异质结构。GaN材料已用于制备新器件，如金属场效应晶体管（MESFET）、异质结场效应晶体管、调制掺杂场效应晶体管。

　　综合第三代半导体产业观察和科学指南针

　　审核编辑：郭婷