第三代半导体材料氮化镓（GaN）或引发充电革命？

就整个消费电子行业的情况来看，GaN已经在全球主流的消费电子厂商中得到了关注和投入，GaN也正在伴随充电器快速爆发。今年一月，在美国举办的CES展会上，参展的GaN充电器已经多达66款，其中涵盖了18W、30W、65W、100W等多个功率以及全新品类超级扩展坞，满足手机、平板、笔电的全方位充电需求。综合性能和成本两个方面，GaN也有望在未来成为消费电子领域快充器件的主流选择。

随着用户对充电器通用性、便携性的需求提高，未来GaN快充市场规模将快速上升，预计2020年全球GaN充电器市场规模为23亿元，2025年将快速上升至638亿元，5年复合年均增长率高达94％。

值得一提的是，在这样的市场趋势下，一些重要的半导体行业也大举切入到GaN市场。GaN不仅仅只在充电器领域，凭借GaN的功率性能、频率性能以及优秀散热性能，它还可用于5G基站、自动驾驶、军用雷达等众多功率和频率有较高要求的场。

GaN的应用不仅仅止于充电领域

但在手机领域，GaN之所以越来越出名，绝不仅仅是因为快充，而是5G时代的到来。5G将带来半导体材料革命性的变化，随着通讯频段向高频迁移，因此基站及通信设备对射频器件高频性能的要求也在不断提高。不仅如此，5G所需要的多重载波聚合以及基站的功率放大器，GaN都可以占据一席之地，通吃5G的上下游产业链。

在此背景下，GaN的优势将逐步凸显，使得GaN成为5G的关键技术。随着今年5G手机的大规模推出和各国5G基站的铺设，和现有的硅、砷化镓的解决方案比起来，GaN则能提供更好的功率以及能耗比，也更能适用于5G时代的需求。

· 在5G的关键技术Massive MIMO应用中，基站收发信机上使用大数量（如32/64等）的阵列天线实现更大的无线数据流量和连接可靠性，这种架构需要相应的射频收发单元阵列配套。因此射频器件的数量将大为增加，器件的尺寸大小很关键，利用GaN的尺寸小、效率高和功率密度大的特点可实现高集化的解决方案，如模块化射频前端器件。

· 除了基站射频收发单元陈列中所需的射频器件数量大为增加，基站密度和基站数量也会大为增加，因此相比3G、4G时代，5G时代的射频器件将会以几十倍、甚至上百倍的数量增加，因此成本的控制非常关键，而硅基氮化镓在成本上具有巨大的优势，随着硅基氮化镓技术的成熟，它能以最大的性价比优势取得市场的突破。

同时在5G毫米波应用上，GaN的高功率密度特性在实现相同覆盖条件及用户追踪功能下，可有效减少收发通道数及整体方案的尺寸，实现性能成本的最优化组合。