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近几年，环境问题愈发严峻，新能源汽车和再生能源备受推崇，5G 商用推进，高功率挑战重重，这也为新材料应用创造了大量的需求，GaN 以其禁带更宽和更高的输出阻抗被业界重视，尤其是高性能射频微波领域，如基站、卫星通信等。据权威机构预测，这一市场份额大约 97 亿美元。
硅基 GaN：成本下降，性能超越 SiC 基 GaN
对于消费电子市场来说，目前硅基半导体可以为大部分应用提供足够的性能，而且价格比 GaN 便宜，因此 GaN 的大范围推广受到极大的挑战。除此之外，SiC 在中低功率市场也与 GaN 形成竞争。
芯片价格决定于晶圆尺寸，晶圆尺寸越大芯片价格越低，产品也就越有竞争力。目前市场上的硅基 LDMOS 产品可以做到 8 寸晶圆，SiC 和 GaN 大部分采用 4 寸晶圆。如果想要降低 GaN 的价格就需要扩大晶圆尺寸。
MACOM 公司无线产品中心资深总监成钢解释，“我们努力把硅基 GaN 的晶圆尺寸做到 8 寸，这样 MACOM 的单个产品功率密度是 LDMOS 的 4 到 5 倍，这就意味着单品价格会下降 5 倍，实现了用大量晶圆平均成本。对比 SiC，其外延材料品质还达不到 6 寸或者 8 寸晶圆的要求，因此成本还会居高不下。”
成钢强调，“我们的硅基 GaN 性能和 SiC 基 GaN 的性能相当，第四代硅基 GaN 的峰值效率可以提供到 70%，LDMOS 产品只有 60%；在基站上的平均效率可达到 60%，LDMOS 产品只有 54%，SiC 基的 GaN 目前效率可达到 58%-59%，由此可见 MACOM 研发的硅基 GaN 性能已经超过了 SiC 基 GaN 的产品性能，总之，我们用 LDMOS 的硅基成本结构来提供 GaN 的性能。未来 MACOM 的硅基 GaN 会替代 SiC 基 GaN 产品。”
MACOM 公司无线产品中心资深总监成钢
4G 到 5G 的转变，少不了 GaN 的一笔
4G 已经商用，5G 也在路上。由于全世界都需要高速移动 / 远程宽带接入，大量增设无线基站成为必然趋势。据统计，随着 GaN 技术在射频 RF 中的应用逐渐增多以及 LTE 基站在中国的广泛部署，射频 GaN 的市场规模在 2015 年增长近 50%，预计到 2020 年达到 6.9 亿美元。但是运营商又希望在提高数据容量的同时，不要能大幅度增加硬件成本。成钢指出，“与 LDMOS 想比，我们的硅基 GaN 技术封装更小，功率和能效更高，从而可以提高数据容量，削减运营成本。”
以基站为例，MACOM 的硅基 GaN 产品可以帮助目前的 300 万个 4G 基站一年节约 23 亿人民币的电费；由于体积变小，未来的基站可以安装到街灯上，运营商的成本也会大幅度缩减。在 5G 通信中，无线基础架构的频宽会扩大到原来的 200 倍，因此相应的半导体元件能效需要大幅度提高；在 5G 时代，智能手机支持的制式越来越多，射频前端走向集成化已成为必然，GaN 将成为最适合 PA 的材料，尤其在 28GHz 以上的频谱。因为毫米波的功率要求非常高，GaN 小体积、大功率的特性，未来将有可能应用在 PA 芯片上。
射频能量：一个让 GaN 兴奋的市场
GaN 也将在射频能量市场有很多应用。比如在固态烹饪市场，越来越多设备开始采用电磁加热，如微波炉、电饭煲、电磁炉等，还有工业照明市场，这些产品数量将会远远超过基站。而 SiC 因为晶圆尺寸小，成本高而无法支持这样的市场需求，现有的解决方案的痛点是使用寿面有限，这也给 GaN 带来新的市场机遇。
成钢表示，“在固态烹饪方面，GaN 射频晶体管取代现有的磁控管，可明显延长系统使用寿命，稳定输出功率并实现区域可控的加热；在等离子照明方面，基于固态射频能量的等离子照明显著延长了光源的使用寿命，与传统技术相比，能够以更低的成本提高可控性，如现有的路灯灯具、接线和灯架完全兼容基于射频等离子的照明技术。”
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