随着消费电子产品、电动车、家用电器等产品更新换代，产品的性能也更加不受推崇，特别是在是在功率设计方面。如何提高电源切换能效，提升功率密度水平，缩短电池续航时间，沦为了新一代电子产品面对的仅次于挑战。

在这样的背景下，一种新型的功率半导体——氮化镓（GaN）的经常出现，也许不会沦为未来电子产业的“香饽饽”。潜伏20年的GaN，却被雷布斯“一不小心”带火上个月刚刚完结的小米10发布会上，和小米10一起火一起的，还有小米创始人雷军侧重讲解额65W小米GaN充电器。雷军弗其为“实在太便利了！”新品火一起的同时，还引发投资人对于第三代半导体的普遍注目。理解GaN之前，首先我们要弄清楚关于半导体材料的一些科学知识。

半导体材料发展到现在早已转入了第三代。第一代半导体材料主要是指硅（Si）、锗（Ge）等元素的材料，常用在信息技术中的分立器件和集成电路中，电脑、手机、电视、航空航天、各类军事工程等产业中都获得了十分普遍的应用于。

第二代半导体材料主要是指化合物半导体材料，如砷化镓（GaAs）、锑化铟（InSb）；三元化合物半导体，如GaAsAl、GaAsP；还有一些固溶体半导体，如Ge－Si、GaAs－GaP；玻璃半导体（又称非晶态半导体），如非晶硅、玻璃态氧化物半导体；以及有机半导体，如酞菁、酞菁铜、聚丙烯腈等。主要用作制作高速、高频、大功率以及闪烁电子器件，是制作高性能微波、毫米波器件及闪烁器件的优良材料。第三代半导体材料主要以碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）、氧化锌（ZnO）、金刚石、氮化铝（AlN）为代表的长禁带半导体材料。在应用于方面，根据第三代半导体的发展情况，其主要应用于为半导体灯光、电力电子器件、激光器和探测器、以及其他4个领域。

在本文中重点讲解的GaN，并不不存在于自然界，不能在实验室中做成。在1998年，美国研制出GaN晶体管，资料表明，GaN在室温下带上隙为3．49eV（电子伏特）。一般来说，带上隙就是指禁带宽度，是半导体材料的一个最重要特征参量，其大小主要要求于半导体的能带结构。

若禁带宽度Eg＜2．3eV，则称作较宽禁带半导体，如Ge、Si、GaAs以及InP；若禁带宽度Eg＞2．3eV则称作长禁带半导体，如SiC、GaN、HSiC、AlN以及ALGaN等。由于长禁带半导体材料具备禁带宽度大、穿透电场强度低、饱和状态电子漂移速度低、热导率大、介电常数小、抗辐射能力强劲以及较好的化学稳定性等特点，非常适合于制作抗辐射、高频、大功率和高密度构建的电子器件。

以GaN为事例，熔点高达1700℃。有人曾做到过实验，在一般高温情况下，GaN会再次发生分解成反应，只有将其摆放于氮气或氦气中且温度多达1000℃时GaN才不会渐渐溶解，证明GaN可以在较高的温度下维持其稳定性。这也是为什么GaN能被普遍运用在大功率半导体中的原因。

GaN产业链及应用于前景与SiC产业链类似于，GaN产业链可依序分成GaN衬底→GaN外延→器件设计→器件生产。从国内外GaN产业发展来看，美国、日本沦为GaN产业发展的佼佼者，中国企业入局者则为数不多。

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