GaN如何在电子工程行业掀起一场革命

氮化镓 (GaN) 晶体管于 20 世纪 90 年代亮相，目前广泛应用于商业和国防领域，但工程应用可能大相径庭。不相信？可以理解。但在您阅读本文之后，可能会成为忠实支持者。   GaN 的普及根植于其高电源和高电压功能。这些特性使其适用于许多应用，包括微波射频 (RF) 和功率开关应用。   GaN 独特的材料属性使其成为许多应用全新首选技术，如 5G 通信、汽车、照明、雷达和卫星应用。但 GaN 制造商和开发人员并不止步于此。他们继续通过技术革命来推进 GaN 的发展。这些创新将在未来继续开拓新的应用领域。   阅读本文之后，您将了解 GaN 如何在电子工程行业掀起一场革命，及其如何继续保持这一势头。  

  傻瓜式假设

之前提到，大多假设已不再关乎使用，尽管如此，我们仍然做出以下假设。我们主要假设您是技术或半导体行业的利益相关者，并且长期关注 GaN 等技术。您可能是工程师、设计架构师、技术员、技术主管、销售人员、技术学员或投资者。我们还假设您对半导体技术有一定的了解。   氮化镓 (GaN) 技术是一项相对较新的半导体技术，正在彻底改变当今世界。GaN 的优势源于其独特的材料属性 ：宽带隙、高击穿电压、高热导率、高电子迁移率和高饱和电子速度。   首先介绍关于 GaN 及其优势的一些基本事实，然后对使用 GaN 的行业和应用进行调查。  

GaN：过去和现在

  20 世纪 90 年代初，人们首次认识到 GaN 作为一种大功率和高频半导体晶体管材料的潜力，并开始不断探索。到 2000 年代中后期，GaN 就已经用于国防和航天领域的生产应用，以及固态照明发光二极管 (LED) 的商业应用。

  自那时起，GaN 逐渐被射频 (RF) 电子领域接受，并广泛部署于 5G 等商业无线应用。GaN 材料的改进可实现高功率密度、高效率射频放大器，并推动了射频技术的应用。   像砷化镓 (GaAs) 和磷化铟镓 (InGaP) 一样，GaN 是一种 III-V 直接带隙半导体技术。III-V 化合物半导体是一种含有元素周期表中 III 和 V 族元素的合金。   许多半导体市场分析师仍将 GaN 描述为一项相对较新的技术。然而，在短短的几年时间里，GaN 已经从新秀一跃成为许多应用领域的领跑者。GaN 不仅取代了根深蒂固的现有硅技术，如横向扩散金属氧化物半导体 (LDMOS)，而且在与 GaAs 等其他技术组合使用时，还有助于提高整体系统性能。   GaN 能够补充 GaAs 等现有技术的不足，从而有助于加快其在国防与商业应用领域的普及。GaN 还有助于提高系统性能，以满足下一代系统对更高功率、频率和效率的要求。因此，它开始成为带宽更宽、频率更高的全新射频应用的首选技术。  

编辑：黄飞