氮化镓|华为小米都在追赶的半导体材料“风口”：氮化镓何以成为行业新宠？( 二 )
从这里我们可以知道，半导体的禁带不能太窄，否则只需很小的能量就能让所有电子自由移动。半导体就变成了导体，上面的电流不再可控。
更关键的是，这种情况是不可逆的，所有电子成为自由电子后，化学键就破裂了，材料本身发生了变性。一旦化学键破裂，就会和环境中的其他原子，例如氧，形成新的化学键，就不再是晶体了。
反过来，禁带宽的好处有很多。比如和前面说的相反，禁带越宽，意味着这个材料本身越难成为导体，可以承受的电压也就越高，用它制作半导体器件也就能承受更高的功率和温度。
进而，相对于原来的硅器件，同样电压等级下，宽禁带半导体的die(从晶圆上切割下的芯片)可以做得更小，从而让干扰半导体元件性能的寄生参数更小，发热更小。寄生参数小则带来导通速度快、反向恢复电流小、开关损耗小、承受温度高等优势。
从具体指标上可以看出，第3代半导体几乎全面领先硅和砷化镓：
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从4000万到20亿美金的市场
在氮化镓和碳化硅中，碳化硅热导率较高，使得其在高功率应用中占据统治地位;由于氮化镓具有更高的电子迁移率，具有更高的开关速度，在高频率应用领域，氮化镓具备优势。
今年4月20日，国家发改委宣布“新基建”的范围，第3代半导体赫然在列。
在第3代半导体中，碳化硅相对氮化镓发展更早一些，技术成熟度也更高一些，其优势在高温和1200V以上的大电力领域，包括电力、高铁、电动车、工业电机等。不过，近年来氮化镓适合的高频小电力领域，例如通信基站、毫米波等产业开始兴起，碳化硅未来市场广大。
当然，在消费者领域，和氮化镓耐高压、高温、大电流特性最匹配的，无疑就是用在快充上了。其功率密度更大，因此功率密度/面积远超硅基，此外由于使用氮化镓芯片后还减少了周边的其他元件的使用，电容，电感，线圈等被动件比硅基方案少的多，进一步缩小的体积。
小米1月发布的65W快充，尺寸仅为56.3mm x 30.8mm x 30.8mm，体积比小米笔记本标配的65W适配器小了约48%，约为苹果61W快充充电器的三分之一。
从总体产业格局看，氮化镓产业链和传统半导体产业类似，包括单晶衬底制造→氮化镓材料外延→氮化镓器件设计→氮化镓器件制造这4个环节。各环节相关企业来看，基本以欧美企业为主，中国企业已经有所涉足。
氮化镓器件主要分成射频器件和功率器件以及光电器件三大方面。氮化镓光电器件已经是成熟市场，规模也不大，为了这个领域的发展将主要集中在射频器件和功率器件上。
根据Yole的统计，2018年，氮化镓功率和射频相加仅仅4000万美金的市场规模，但业内认为，随着5G基站的建设高潮，汽车电子、激光雷达以及消费电子的快速增长，无论是功率领域还是射频领域，氮化镓器件市场未来都会出现较大增长。
Yole预测，氮化镓射频器件市场预计到2024年成长至20亿美元;同时，氮化镓功率器件市场规模预计到2022年将增长到4.6亿美元。
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【氮化镓|华为小米都在追赶的半导体材料“风口”：氮化镓何以成为行业新宠？】
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