嘿丝儿科技|突围还要蓄力，红出圈的氮化镓（GaN）：爆发前的黎明集微网报道9月初的股市

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集微网报道9月初的股市，并没有秋后的天高气爽之势，反而是不断滑落的大盘指数带给股民阵阵凉意。然而，有一个板块却逆势而动，在破万亿成交额的护航下一路飘红。
这就是第三代半导体板块。在整个产业即将进入国家战略规划消息的鼓舞下，第三代半导体技术再次成为了网红。作为行业双星之一的氮化镓（GaN），也因为在5G和功率市场的表现而再受瞩目。
破圈的2020年
小米在2020年初的一场发布会改变了GaN的命运。雷军展示了小米研发的65WGaN充电器， GaN材料也因此破圈成名。尽管已被业界内看做天选之子， GaN可从未获得如此高的待遇。
在媒体一轮又一轮的密集轰炸之下， GaN的优势已经人尽皆知：更大的禁带宽度更大，更高的临界击穿电场，更高的热导率更高，更高的饱和电子速率和电子迁移率等。因为性能上较第一、二代半导体材料有质的飞跃， GaN成为制作短波长发光器件、光电探测器以及高温、高频、大功率电子器件的不二之选。
LED照明、激光器与探测器方向是目前GaN最大的应用市场，在2019年就达到了400亿美元的营收规模。但是，业界更希望GaN在5G射频和功率器件两个方向实现突破，因为那里有更大的市场空间。
5G系统需要更高的峰值功率、更宽的带宽以及更高的频率，这些因素都促成了对GaN器件的接受。业内人士告诉采访人员，凭借高频下更高的功率输出和更小的占板面积， GaN已经在射频领域赢得良好的口碑。根据Yole预测， GaN射频市场将从2018年的6.45亿美元增长到2024年的约20亿美元，这主要受电信基础设施和国防两个方向应用的推动。
商业化GaN射频器件产品目前有三大类:一种是应用于4G宏基站等系统的大功率PA（功率放大器），饱和功率等级为100～300W甚至更大;另一种是应用于0.5～6GHz的5G宏基站的GaNPA ，单模块输出平均功率为5～10W ，要求高集成、小体积；第三种是应用于5G高频频段的GaN单片集成电路(MMIC) ，饱和输出功率为2～10W ，主要用于人员密集的场所。
PA是射频系统中的关键组成，目前以GaAs（砷化镓）PA为主流。但随着5G的到来， GaAs器件将无法满足在如此高的频率下保持高集成度， GaN得以大展身手。
5G宏基站以64通道的大规模阵列天线为主，按三个扇区计算，单基站PA需求量将高达192个。根据拓墣产业研究院的预测，国内5G宏基站建设将于2023年左右达到高峰，年新增115万个以上，对应PA需求高达2.21亿个。随着GaN器件成本的下降和工艺的成熟， GaNPA渗透率将不断提升，拓墣产业研究院估计2019年5G宏基站PA中GaN占比在50%左右，预计到2023年GaN占比将达到80% 。
相较光电和射频， GaN在功率器件中的应用爆发最晚，可谓是厚积薄发。 “从过去三年来看，成本每年以20%～30%的比重在下降，终于让GaN接近爆发式增长的关键节点。 ”纳微（Navitas）中国区总经理查莹杰这样认为。
GaN功率器件开关频率高、导通电阻小、电容小，可在高频情况下保持高效率水平。并且，由于是平面架构， GaN功率器件可以集成外围驱动和控制电路，将IC体积做小，显著降低成本。
在苹果、三星、华为、小米等手机厂商均入局GaN电源适配器的形势下，预计2024年全球GaN功率半导体市场规模将超过7.5亿美元。
从光电到射频器件，再到功率器件， GaN在应用上经历了一个不断扩展，层层突破的过程。
全面爆发？还要等等
“第三代半导体现在是一片欣欣向荣的景象，走到哪里都能收到这方面的BP（项目计划书）。 ”担任芯力量·云路演点评嘉宾的盛世投资管理合伙人陈立志曾发出这样的感慨。
媒体热捧、资本追逐、项目遍地开花，无论是GaN还是SiC ，都给人以行业进入“井喷状态”的印象。