氮化鎵 (GaN) 技術是一項相對較新的半導體技術，氮化鎵(GaN)晶體管于20世紀90年代才被發現。前面金譽半導體講過，它與半導體材料中第一代的Si以及第二代的GaAs等相比，GaN功率器件的性能具有明顯優勢。GaN器件是平面器件，與現有的Si半導體工藝兼容性強，因此更容易與其他半導體器件集成，進一步降低用戶的使用門檻，并在不同應用領域展現它的屬性和優勢，很有可能徹底改變世界。

GaN能應用在哪些領域?

1、新型電子器件

GaN材料系列具有低的熱產生率和高的擊穿電場，是研制高溫大功率電子器件和高頻微波器件的重要材料。目前，隨著 MBE技術在GaN材料應用中的進展和關鍵薄膜生長技術的突破，成功地生長出了GaN多種異質結構。用GaN材料制備出了金屬場效應晶體管（MESFET）、異質結場效應晶體管(HFET)、調制摻雜場效應晶體管（MODFET）等新型器件。調制摻雜的AlGaN/GaN結構具有高的電子遷移率(2000cm2/v·s)、高的飽和速度(1×107cm/s)、較低的介電常數，是制作微波器件的優先材料；GaN較寬的禁帶寬度(3.4eV) 及藍寶石等材料作襯底，散熱性能好，有利于器件在大功率條件下工作。

2、光電器件

GaN材料系列是一種理想的短波長發光器件材料，GaN及其合金的帶隙覆蓋了從紅色到紫外的光譜范圍。自從1991年日本研制出同質結GaN藍色 LED之后，InGaN/AlGaN雙異質結超亮度藍色LED、InGaN單量子阱GaNLED相繼問世。目前，Zcd和6cd單量子阱GaN藍色和綠色 LED已進入大批量生產階段，從而填補了市場上藍色LED多年的空白。

3.無人駕駛技術中的應用

我們知道激光雷達使用激光脈沖快速形成三維圖像或為周圍環境制作電子地圖，速度與精確都是重要指標。要實現傳感器和攝像頭之間的最佳搭配，尋求成本控制與可以大批量生產的前提下，最大限度的提升對周圍環境的感知和視覺能力，GaN的應用能夠起到良好效果。

GaN場效應晶體管相較MOSFET器件而言，開關速度快十倍，這就能夠讓LiDAR系統具備優越的解像度及更快速反應時間等優勢，可實現優越的開關轉換，因此可推動更高準確性。這些性能推動全新及更廣闊的LiDAR應用領域的出現，包括支持電玩應用的偵測實時動作、以手勢驅動指令的計算機及自動駕駛汽車等應用。

4.在國防工業中的應用

GaN近年來已經成為在軍事應用中啟用更高性能系統的關鍵組件，例如有源電子掃描陣列(AESA)雷達和電子戰系統，都需要更大功率、更小體積和更有效的熱管理。美國的雷神(Raytheon)、諾斯洛普·格魯門(Northrop Grumman)、洛克希德馬丁(Lockheed Martin)等，歐洲的UMS、空中客車(Airbus)、薩博(Saab)等，以及中國電子科技集團公司(CETC)，都在推動GaN的應用。

此外，GaN在水下通信、激光顯示、醫療方面等都具有重要應用價值。

GaN 獨特的材料屬性使其成為許多應用全新首選技術，如5G通信、汽車、照明、雷達和衛星應用。但 GaN 制造商和開發人員并不止步于此。他們繼續通過技術革命來推進 GaN 的發展，這些創新將在未來繼續開拓新的應用領域。

審核編輯：湯梓紅