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6月27日电 据中国国防科技信息网报道，随着军事应用持续推动GaN器件市场，其商业应用已经形成，这将帮助加速GaN市场增长。美国战略预测公司最近发布的《2012～2017年GaN微电子市场》总结说，2012年整个GaN微电子器件市场收入略低于1亿美元。该报告还预测，商业的射频与功率管理应用在预测期内将开始大幅增长， 中新网
6月27日电 据中国国防科技信息网报道，随着军事应用持续推动GaN器件市场，其商业应用已经形成，这将帮助加速GaN市场增长。美国战略预测公司最近发布的《2012～2017年GaN微电子市场》总结说，2012年整个GaN微电子器件市场收入略低于1亿美元。该报告还预测，商业的射频与功率管理应用在预测期内将开始大幅增长，这将推动GaN整体市场到2017年略高于3.34亿美元。 该公司砷化镓和化合物半导体技术服务部主管Eric Higham指出，“许多年来，GaN器件市场一直在准备起飞。根据我们最近的研究，似乎一些细分的商业市场，比如有线电视和无线基础设施等，将出现大幅增长，但更广泛的商业市场还未完全进入生产阶段。我们期待看到更多这样的商业领域促进GaN市场增长。”
战略技术部主任Asif Anwar补充说，“尽管商业应用领域将快速增长，但军事应用仍将占据2
017年GaN器件市场收入的一半以上。GaN器件在军事领域的优势是显而易见，这将持续不断地推动GaN市场规模。”
该报告还讨论了GaN技术优势、挑战和趋势，以及商用和军用细分市场的差异，总结了GaN研究项目细节及其对当前技术发展的贡献。（工业和信息化部电子科学技术情报研究所 胡开博）
氮化镓
不存在于自然界,只能在最先进的实验室中制成。1998-09-01，美国研制出氮化镓晶体管
. 它是直接带隙半导体
材料,在室温下有很宽的带隙(3.39eV).它在光电子器件
如蓝光、紫外、紫光等光发射二极管和激光二极管
方面有着重要的应用.作为第三代半导体材料
的代表。氮化镓
（GaN）基材料可制成高效蓝、绿光发光二极管
和激光二极管
LD（又称激光器
），并可延伸到白光，将替代人类沿用至今的照明系统
。氮化镓（GaN）基材料还将带来IT行业存储技术
的革命。奠定了解决白发光二极管
的基础，将改写人类照明历史。氮化镓蓝光LED相关材料及器件广泛应用于全大屏幕显示器，高亮度LED交通信号
和指标灯，以氮化镓为基础的高亮度半导体LED具有体积小、寿命长、功耗低等优点，并向着高亮度、全彩、大型化方向发展。同时，氮化镓应用领域是广泛的。可以将阳光引进室内,缓解季节性压抑
,辅助癌症手术,将CD无烟抛光剂缩减到1英寸宽。 蓝绿光LED编辑
rbd-312用于氮化镓研究的衬底材料比较多，但是能用于生产的衬底目前只有二种，即蓝宝石Al2O3和碳化硅SiC衬底。 氮化镓衬底
用于氮化镓生长的最理想的衬底自然是氮化镓单晶材料，这样可以大大提高外延片膜的晶体品质，降
LED外延片
低位元错密度，提高器件工作寿命，提高发光效率，提高器件工作电流密度。可是，制备氮化镓体单晶材料非常困难，到目前为止尚未有行之有效的办法。有研究人员通过HVPE方法在其他衬底(如Al2O3、SiC、LGO)上生长氮化镓厚膜，然后通过剥离技术实现衬底和氮化镓厚膜的分离，分离后的氮化镓厚膜可作为外延用的衬底。这样获得的氮化镓厚膜优点非常明显，即以它为衬底外延的氮化镓薄膜的位元错密度，比在Al2O3、SiC上外延的氮化镓薄膜的位元错密度要明显低;但价格昂贵。因而氮化镓厚膜作为半导体照明的衬底之用受到限制。
蓝宝石Al2O3衬底
目前用于氮化镓生长的最普遍的衬底是Al2O3，其优点是化学稳定性好、不吸收可见光、价格适中、制造技术相对成熟;不足方面虽然很多，但均一一被克服，如很大的晶格失配被过渡层生长技术所克服，导电性能差通过同侧P、N电极所克服，机械性能差不易切割通过雷射划片所克服，很大的热失配对外延层形成压应力因而不会龟裂。但是，差的导热性在器件小电流工作下没有暴露出明显不足，却在功率型器件大电流工作下问题十分突出。
SiC衬底
除了Al2O3衬底外，目前用于氮化镓生长衬底就是SiC，它在市场上的占有率位居第2，目前还未有第三种衬底用于氮化镓LED的商业化生产。它有许多突出的优点，如化学稳定性好、导电性能好、导热性能好、不吸收可见光等，但不足方面也很突出，如价格太高、晶体品质难以达到Al2O3和Si那麼好、机械加工性能比较差。 另外，SiC衬底吸收380 nm以下的紫外光，不适合用来研发380 nm以下的紫外LED。由于SiC衬底优异的的导电性能和导热性能，不需要像Al2O3衬底上功率型氮化镓LED器件采用倒装焊技术解决散热问题，而是采用上下电极结构，可以比较好的解决功率型氮化镓LED器件的散热问题。目前国际上能提供商用的高品质的SiC衬底的厂家只有美国CREE公司。
Si衬底
在硅衬底上制备发光二极体是本领域中梦寐以求的一件事情，因为一旦技术获得突破，外延片生长成本和器件加工成本将大幅度下降。Si片作为GaN材料的衬底有许多优点，如晶体品质高，尺寸大，成本低，易加工，良好的导电性、导热性和热稳定性等。然而，由于GaN外延层与Si衬底之间存在巨大的晶格失配和热失配，以及在GaN的生长过程中容易形成非晶氮化硅，所以在Si 衬底上很难得到无龟裂及器件级品质的GaN材料。另外，由于硅衬底对光的吸收严重，LED出光效率低。
ZnO衬底
之所以ZnO作为GaN外延片的候选衬底，是因为他们两者具有非常惊人的相似之处。两者晶体结构相同、晶格失配度非常小，禁带宽度接近(能带不连续值小，接触势垒小)。但是，ZnO作为GaN外延衬底的致命的弱点是在GaN外延生长的温度和气氛中容易分解和被腐蚀。目前，ZnO半导体材料尚不能用来制造光电子器件或高温电子器件，主要是材料品质达不到器件水准和P型掺杂问题没有真正解决，适合ZnO基半导体材料生长的设备尚未研制成功。今后研发的重点是寻合适的生长方法。但是，ZnO本身是一种有潜力的发光
材料。 ZnO的禁带宽度为3.37 eV，属直接带隙，和GaN、SiC、金刚石等宽禁带半导体材料相比，它在380 nm附近紫光波段发展潜力最大，是高效紫光发光器件、低阈值紫光半导体雷射器的候选材料。ZnO材料的生长非常安全，可以采用没有任何毒性的水为氧源，用有机金属锌为锌源。
ZnSe衬底
有人使用MBE在ZnSe衬底上生长ZnCdSe/ZnSe等材料，用于蓝光和绿光LED器件，最先由住友公司推出，由于其不需要荧光粉就可以实现白光LED的目标，故可降低成品，同时电源回路构造简单，其操作电压也比GaN白光LED低。但是其并没有推广，这是因为由于使用MOCVD，p型参杂没有很好解决，试验中需要用到Sb来参杂，所以一般采用MBE生长，同时其发光效率较低，，而且由于自补偿效应的影响，使得其性能不稳定，器件寿命较短。
实现发光效率的目标要寄希望于GaN衬底的LED，实现低成本，也要通过GaN衬底导致高效、大面积、单灯大功率的实现，以及带动的工艺技术的简化和成品率的大大提高。半导体照明一旦成为现实，其意义不亚于爱迪生发明白炽灯。一旦在衬底等关键技术领域取得
突破，其产业化进程将会取得长足发展管式热交换器
目前功率半导体的主流材料还是硅。作为下一代材料，能够实现比硅元件损耗更低的SiC和GaN功率元件备受关注。SiC功率元件已率先实现实用化，并被用于铁路车辆逆变器及光伏逆变器等，应用领域开始扩大。而生产GaN功率晶体管的企业，在2013年猛增，还出现了采用GaN功率元件的终端厂商，关注度越来越高。
英飞凌是功率半导体行业运用新技术的先锋。该公司于2001年率先生产出了SiC二极管。在Si功率元件方面，也率先开始使用直径为300mm的晶圆进行量产。
但英飞凌对GaN功率元件却始终保持谨慎态度，这从文章开篇那段话也可以看出来。其中所说的“未知的部分”，包括故障的机理等。英飞凌还指出，结晶缺陷多也是该公司对GaN功率元件持谨慎态度的一大原因。目前，为了削减成本，GaN功率元件的制作还在Si晶圆上进行。而Si和GaN属于不同的材料，因此，缺陷容易增加。
另一方面，英飞凌对SiC功率元件却抱有很高的期望。这当然是因为英飞凌是最早生产出SiC功率元件的企业，除此以外，SiC功率元件的实用化也经历了10多年的考验，已被用于铁路等特别重视可靠性的基础设施上。这也是英飞凌对SiC充满期待的原因。
虽然SiC功率元件用途广泛，但在成本方面却存在课题。因此，英飞凌准备通过增大SiC晶圆口径的方法来提高生产效率。将把目前采用的100mm晶圆换成150mm晶圆。
通过采用SiC功率元件，还可以削减系统成本。MarkMuenzer在演讲中指出，如果将EV逆变器使用的功率元件由Si制IGBT换成SiCMOSFET可使能量损失降低50%，由此可降低电池成本120欧元。
超过85%的商用GaN晶圆采用HVPE生产，由日本公司主导
当下，所有的商用GaN晶圆都是采用氢化物气相外延(HVPE)生产，但是生长工艺的细节和分隔技术(separation)各有不同，比如三菱化学采用氨热法，Soraa则用新的酸性氨热法。钠通量(Na-flux)液相外延生长值得期待，但基于这种衬底的GaN器件不多，需要时间去说服器件生产商。
非极性和半极性衬底广受关注，但是衬底尺寸仍很小，因此不适合大批量生产。
目前，GaN衬底市场非常集中，87%兑换券制作的市场份额被日本公司占据。非日本公司目前是小批量生产或处于研发阶段，要撼动市场领先企业仍为时过早。如无意外，明年日本将继续
主导块体或无支撑GaN市场。
块体GaN衬底之功率电子应用非常具有挑战性
精轧管GaN功率器件行业2012年的营收低于250万美元。但，GaN营收还有其他来源，包括研发合同、认证测试和样品。20家现有的功率电子公司中，已有16家公司已经介入GaN功率电子产业或将进入这个产业。
在许多GaN功率器件衬底中，块体GaN性能上有优势。但是，它要想广泛应用，需要在2020年前将4寸晶圆的成本降至1500美元范围。
主要原因是GaN功率器件是高成本效益解决方案，居于现有持续增长的硅技术和碳化硅技术之间。如果不能达到水上步行器1500美元的成本范围，块体
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