总结
我国GaN产品逐步从小批量研发、向规模化、商业化生产发展。GaN单晶衬底实现2-3英寸小批量产业化，4英寸已经实现样品生产。GaN异质外延衬底已经实现6英寸产业化，8英寸正在进行产品研发。GaN材料应用范围仍LED向射频、功率器件不断扩展。
射频器件方面，GaN受到5G推动。GaN射频器件衬底主要采用SiC衬底。Cree拥有最强的实力，在射频应用的GaNHEMT、尤其是GaN-on-SiC技术方面，该公司处于领先地位，远远领先日系厂商住友电工和富士通。国内主要的厂商是海威华芯、三安集成和华进创威。
功率器件方面，快充将成为最大推动力。年OPPO、小米在新机型中采用了GaN快充器件，随着终端客户积极推进，消费级GaN手机电源市场起量。除消费电子领域外，欧洲车企积极采纳，车规级GaN充电市场迎来需求增长。
一、GaN产业格局初成，国内厂商加速布局
1.1化合物衬底的功率半导体对比
GaN具备带隙大（3.4eV）、绝缘破坏电场大（2×V/cm）及饱和速度大（2.7×cm/s）等Si及GaAs不具备的特点。由于容易实现异质结构，因此在LED、半导体激光器、高频及高功率元器件等领域的应用不断扩大。
1.2GaN结构特性
GaN作为一种宽禁带材料，和硅等传统半导体材料相比，能够在更高压、更高频、更高温度的环境下运行。从结构上看，Si是垂直型的结构，GaN是平面型的结构，这也使得GaN的带隙远大于Si。
SiC相比，GaN在成本方面表现出更强的潜力，且GaN器件是个平面器件，与现有的Si半导体工艺兼容性强，这使其更容易不其他半导体器件集成。
二、器件发展，材料先行
2.1GaN应用发展历程
LED：GaN不可替代；以蓝宝石为衬底；发展至今，年推出蓝光LED
射频：GaN不硅基材料拉锯；以SiC衬底为主；注重性能、稳定性；年PA中GaN超过硅基使用量；
功率器件：GaN参不竞争；以Si衬底为主；成本敏感，注重实用、美观；年打开快充市场；
2.1GaN衬底与应用相关
衬底的选择根据应用的需求而变化。目前市场上GaN晶体管主流的衬底材料为蓝宝石、SiC和Si，GaN衬底由于工艺、成本问题尚未得到大规模商用。蓝宝石衬底一般用于制造蓝光LED，通常采用MOCVD法外延生长GaN。
SiC衬底一般用于射频器件，Si则用于功率器件居多。除了应用场景外，晶格失配度、热膨胀系数、尺寸和价格都是影响衬底选择的因素之一。
2.2GaN衬底发展历程
SiC衬底应用较广。SiC衬底在4G时代被逐步推广和应用，由于5G频率高于4G，我们预计GaN-on-SiC将在Sub-6GHz得到广泛应用。目前SiC衬底主要以4寸、6寸为主，随着8寸SiC晶圆生产工艺成熟，未来有望降低SiC衬底的使用成本。GaN-on-Si主要用于功率器件，年Q1GaN-on-Si仍处于小规模量产，但因为硅片尺寸已经达到12寸，未来有望依靠成本优势得到大规模推广。
三、5G、快充推动GaN放量
3.1蓝光LED原理
LED最基本的结构就是p-n结，由p型GaN和n型GaN组成。目前，商业化的GaN基蓝光LED多采用InGaN/GaN多量子阱结构。在蓝宝石衬底上先生长一层无掺杂的GaN作为缓冲层，再生长一层Si掺杂的GaN层作为n型区，紧接着生长多个周期的InGaN/GaN多量子阱作为复合发光区域，再生长p型AIGaN作为EBL，然后再用Mg掺杂GaN层作为p型区，最后在p型层和n型层两端分别形成两个电极。
3.1MicroLED未来可期
MicroLED市场规模将不断扩大，全球市场收入快速增长。据Statista预测，年全球MicroLED出货量将达到0.15亿片，年全球MicroLED市场收入将达到亿美元。Mini/MicroLED将成为LED未来的发展方向。MicroLED适用于极小间距、高对比度和高刷新率的场景，例如智能手表、AR、VR等智能穿戴领域。
全球抢占MicroLED布局。晶电与环宇-KY合资设厂，而后与利亚德合资建立Mini/MicroLED量产基地，同时京东方与美国Rohinni合资的BOEPixey正式成立，将共同生产显示器背光源的MicroLED。国内三安光电、华灿光电等在MiniLED芯片外延，国星光电、瑞丰光电等在封装等环节均有布局。上下游技术整合，MicroLED进展有望实现突破。
3.2GaN工艺改进带来新增长点
5G通信对射频前端有高频、高效率等严格要求，数据流量高速增长使得调制解调难度不断增加，所需的频段越多，对射频前端器件的性能要求也随之加高；载波聚合技术的出现，更是促使移动基站、智能手机对射频前端器件的需求翻倍，给GaN发展带来新契机。
目前在射频前端应用电路中，硅基LDMOS器件和GaAs仍是主流器件，但在工作频率、带宽、功率等关键指标上明显逊于GaN。虽然GaAs放大器在线性和失真度上有一定优势，但GaN器件可通过数字预失真等技术进行优化，且随着GaN技术向更小的工艺尺寸演进，未来GaN将挑战GaAs器件、硅基LDMOS器件主导地位。
3.2GaN通信基站
GaN射频器件主要为三种：（1）4G宏基站及CATV的大功率功放管；（2）Sub-6GHz5G基站PA模块；（3）5G高频频段的GaNMMIC。GaN的高频、高功率、高效率、宽禁带等特性能很好满足5G基站及通信系统的需求。随着5G的高速収展，通信频段不断向高频拓展，基站和移动终端的数据传输速率加快，调制技术所需的频谱利用率更高，以及MIMO技术广泛应用，对于半导体材料提出了更高的要求。
3.2GaN包络跟踪技术
GaN器件具有较低的寄生电容和优良的热性能，适合高频应用，其中应用于5G的包络跟踪技术将加速GaN的发展。5G通信对频谱利用率要求高，5G基站部署密度大，因而对射频信号的峰值平均功率比（PAPR）要求更高。但PAPR的增大会降低PA的效率，可通过包络跟踪技术改善这一问题——调制线性功放(LPA)的电源电压以跟踪射频信号的包络，仍而提高漏极能效，这对于包络跟踪的电源性能构成相当的挑戓，为了提高能效，使用开关式转换器代替线性转换器，考虑到所跟踪的无失真包络信号的带宽非常宽，因而需要极高开关频率的转换器，传统硅基功率开关损耗高、能效低，很难达到要求。
3.2GaN基站应用市场预期
GaN在基站中的应用比例持续扩大，市场增速可观。预计年全球4G/5G基站市场规模将达到16亿美元，值得