5G时代来临，氮化镓（GaN）具有高频、高功率、较宽带宽等特性，成为半导体界的宠儿。然而氮化镓除了应用于5G产品射频之外，在电源管理上也具有体积小、高功率的优势，可发展快充；市场研究公司Yole预估，2024年，氮化镓电源市场产值将超过3.5亿美元。
由于2月13日小米在新品发布会中，除了推出小米10系列外，更宣布采用氮化镓（GaN）作为原料的充电器，一时间原本GaN在射频领域热烧的话题，快速燃烧至电池产业。
GaN是极为稳定的化合物，又是坚硬和熔点高的材料，其熔点为高达1700℃。同时，GaN有较高的电子密度和电子速度，其高电离度也是在三五族化合物中最高的，因此受到高频、高功率类别电子产品的青睐。
GaN目前主要的应用就在微波射频、电力两大领域。具体而言，微波射频包含5G通信、雷达预警、卫星通信等应用；电力则包含智能电网、高速轨道交通、新能源汽车、消费电子等。
射频：GaN能应用于5G小基地站与卫星通信
GaN的射频零部件具有高频、高功率、较宽带宽、低功耗、小尺寸的特点，能有效在5G时代中节省PCB的空间，特别是手机内部空间上，且能达到良好的功耗控制。
在5G产品中，GaN主要应用在Sub-6GHz基站和毫米波（24GHz以上）的小基地站。Yole预估，GaN射频市场将从2018年的6.45亿美元增长2024年的20亿美元，CAGR达21%，这主要受电信基础设施及国防两大领域所推动，而卫星通信、有线宽带和射频也有一定的贡献。
在要求高频高功率输出的卫星通信中，市场预估GaN将逐渐取代GaAs成为新的解决方案。而在有线电视和民用雷达市场与LDMOS或GaAs材料相比，GaN的成本仍高，短期内大量取代的情况不易见。
在GaN射频领域主要由美、日两国企业主导，其中，以美商Cree居首，住友电工、东芝、富士通等日商紧追在后，中国厂如三安光电、海特高新、华进创威在此领域虽有着墨，但与国际大厂相比技术差距大。
电力：GaN材料的电源产品更为轻薄，充电插头体积也较小
在600伏特左右电压下，GaN在电源管理、发电和功率输出方面具有明显的优势，这使GaN材料的电源产品可更为轻薄、高效率，且GaN充电插头体积小、功率高、支持PD协议，有机会在未来统一NB和手机的充电器市场。
因为材料特性的差异，硅在高于1200V的高电压、大功率具有优势，而GaN制的产品更适合40～1200V的应用，特别是在600V/3KW能发挥最大优势。因此，在服务器、马达驱动、UPS等领域，GaN可以挑战传统MOSFET或IGBT的地位。
Yole预计，2024年GaN电源市场产值将超过3.5亿美元，CAGR达85%，其中，GaN快充是推动产业高增长的主要力量。此外，GaN还有望渗透进入汽车及工业和电信电源应用中。
从生产端来看，GaN功率半导体已开始少量出货，但由于其价格过于昂贵，是影响现阶段发展受限的主要因素。价格不亲民是因为目前GaN制芯片仍以6英寸及以下的芯片厂生产为主，尚未显现规模效应，若未来成本能再大幅下降，市场需求就会爆发。
在GaN功率领域中，市场主要由Infineon、EPC、GaN Systems、Transphorm，及Navitas等公司主导，其产品是由TSMC，Episil、X-FAB进行代工。中国新兴代工厂中，三安光电和海特高新具有量产GaN功率零部件的能力。
虽然GaN有着许多优势，但因为产品价格偏高，这是现在消费性电子产品未大量采用的主因。反而在卫星、军事这类对价格敏感度低的产业，GaN零部件对其有极大的吸引力。
不过，从意法半导体与台积电之间的合作可以看出，在5G时代中，GaN已经是不可缺少的重要原料，特别是在车电领域（与手机等消费性电子相比，价格敏感度低），将是国际大厂抢进重点领域之一。