1、氮化镓：板块介绍

GaN属于第三代半导体材料（又称为宽禁带半导体材料）。GaN的禁带宽度、电子饱和迁移速度、击穿场强和工作温度远远大于Si和GaAs，具有作为电力电子器件和射频器件的先天优势。目前第三代半导体材料以SiC和GaN为主。相较于SiC，Ga材料的优势主要是成本低，易于大规模产业化。尽管耐压能力低于SiC器件，但优势在于开关速度快。同时，GaN如果配合SiC衬底，器件可同时适用高功率和高频率。

半导体材料的发展主要体现在三个方面：1）衬底及外延材料向大直径发展；2）材料质量和器件性能的提升；3）成本和价格的下降推动产业发展。在衬底方面，日本多家公司已在出售2~3英寸GaN衬底；在外延片方面，4~6英寸Si衬底 GaN外延片的材料已经实现量产。在电力电子器件方面，目前Si衬底上 GaN电力电子器件产品的耐压为600V，实验室耐压已经超过2000V，达到了市电应用要求，展现出巨大的实用潜力。

2、氮化镓：氮化镓领域发展历程与性能

目前半导体材料已发展到第三代，第一代为硅（Si），锗（Ge）为代表，第二代为化合物半导体材料，如砷化镓（GaAs）,第三代为以碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）为代表的宽禁带半导体材料。

氮化镓最早应用于光电领域，用做LED芯片材料。当前氮化镓开始应用于射频领域与功率器件。在射频领域，氮化镓目前主要用在5G通信基站，未来有望用到手机射频器件里。在功率器件领域，当前用于消费电子的快充，未来可用在激光雷达、数据存储及新能源汽车等领域。

GaN-on-Si主要应用于电力电子领域，用作高功率开关，快充是目前看来产业化最快的领域。GaN-on-SiC 主要应用于射频领域，得益于SiC的高导热率以及低射频损耗，适用于5G中功率较大的宏基站。小基站射频器件对功率要求较低，GaN-on-Si有望凭借其低成本的优势在未来大规模应用。

3、氮化镓：氮化镓射频器件市场空间

全球氮化镓射频器件的市场空间。根据YOLE最新的统计，到2018年底，全球RF GaN（射频氮化镓）市场规模接近6.45亿美元，其总体规模将在2024年底扩大3.1倍达到20亿美元左右，2018-2024年期间的复合年增长率达到21%。其中，通讯用氮化镓市场（基站）规模在 2018年达到3.04亿美元，预计2024年达到7.522亿美元，复合年增长率达到16.3%，而5G将成为未来通讯领域的主力。5G宏基站之外，还需要建设更多的5G微基站。伴随5G频谱频率上升，单个宏基站的覆盖范围大幅缩小，单一宏基站无法实现区域覆盖，需配合微基站弥补市内信号衰减问题，需要的微基站数量为宏基站的4到1倍。单个微基站采购金额较宏基站大幅下降，微基站射频器件的市场规模为宏基站射频市场 30%左右。苏州能迅预测，2022年中国5G基站射频功率器件的市场空间为200亿人民币，氮化镓器件为主要的市场参与者。

4、氮化镓：氮化镓功率器件在快充率先起飞

GaN-on-Si主要应用于电力电子领域，用作高功率开关。氮化镓在电力电子器件中最先产业化的是消费电子快速充电器。随着电子产品的续航能力不断优化、充电效率不断提高，充电器的功率也随之增大，氮化镓技术目前是最快的功率开关器件，可以实现在高速开关的情况下保持高效率水平，且能够应用于更小的元件中，应用在充电器时能有效缩小产品尺寸。

GaN-on-Si器件属于平面型器件，成本低、工作速度快, 可用于中低压(<1200V)通用电源，是中等功率、高效率电力电子器件的理想材料，适用于数据中心服务器电源、通信基站电源、新能源光伏逆变、机载电源和消费电子产品电源。而碳化硅材料适合高压(>1200V)大电流领域，如新能源汽车、高铁、智能电网等。在更低的电压领域，氮化镓相对硅的优势并不明显。目前氮化镓功率器件应用于消费电子快充市场，应用于商业与车辆领域尚需提高器件稳定性。

5、氮化镓：氮化镓国内外技术对比及全球产业链

氮化镓领域的专利申请量，从1996年全球和美国才开始飞速增长；2012中国的申请量超过美国。氮化镓大规模的产业化尝试都在2010年以后。机构认为氮化镓领域，国内和海外的技术代差并不大（5-10年），弯道超车更容易。