氮化镓GaN将逐步巩固半导体产业地位，商机持续扩大中

半导体产业一直依赖硅生产芯片，但随着芯片短缺带来的效应，越来越多的公司正转向使用氮化镓（GaN），让其电子装置达到更环保、更高效率、且更小的好处。例如：Navitas半导体公司已经为Anker、Aukey、Belkin、戴尔、Hyper、联想、OPPO、RAVPower、Verizon等数十家公司提供GaN芯片。

GaN的重要性日益增加，因为与传统硅技术相比，它能够在广泛的应用中显著的改进性能，同时减少实现该性能所需的能量和物理空间。从环保观点来看，采用GaN设计功率芯片已被证明可以比硅功率芯片的碳足迹低十倍以上。根据预估，全球从硅转向使用GaN的数据中心，将减少30至40%的能量损失，因此到2030年将可节省超过100 TWHr和1.25亿吨二氧化碳排放量。

根据统计，镓每年全球生产超过300吨，估计全球储量超过100万吨。由于它是加工副产品，因此成本相对较低，约每公斤为300美元，比黄金低200倍。

此外，GaN长期以来一直用于生产LED和RF组件，但现在愈来愈多的电源开关和转换应用正逐渐采用GaN芯片。在手机和笔记型电脑中，GSM和Wi-Fi信号都是使用GaN射频设备传输和接收，而为这些设备供电的充电器和变压器也愈来愈多采用GaN芯片。GaN功率半导体也被部署在数据中心服务器、混合动力和电动车之中。例如，加拿大的GaN系统（GaN Systems）供应商宣布出货量达到2000万颗GaN功率晶体管，与合作伙伴台积电预计在2021年能够完成40倍的产能扩张计划。

更重要的是，从硅芯片的缺货可以看出GaN不易缺货的价值。与某些硅器件需要52周以上才能交货相比，GaN具有非常快的12周交货时间优势，备用容量可以快速增加。而且GaN可以比硅更有效地生产，并且制造过程更加灵活，使得GaN不会像硅一样受到缺货影响。

不过，GaN不会全面取代硅。一般来说，GaN使用250-350纳米CMOS设备进行处理，因此可以取代需要较大尺寸的功率处理芯片。至于CPU、GPU所使用的约1伏特的硅，是使用低于10纳米的制程设备，而获得非常精细尺寸。因此， GaN的最佳使用是在“功率转换”方面，而硅则仍会在“数据处理”上具有优势。

即使如此，凭借创纪录的性能，GaN功率IC仍是电力电子领域第二次革命的催化剂。目前GaN涵盖在80-900伏特的器件电压范围，未来随着研发工作持续进行，其发展空间仍在持续增加，绝对是未来明星的产业之一。