RF GaN正快速成长 它未来会在手机中实现吗？

如今，宽禁带半导体已成为一个热门话题。

碳化硅（SiC）正成为业者瞄准的下一个战略目标，并且正在电动汽车和其他系统中获得发展。另外，还有就是氮化镓（GaN）。它是一种二元III-V材料，其击穿电场强度是硅的10倍，电子迁移率是硅的两倍。

GaN用于LED，电力电子设备和RF。在基于GaN的功率半导体升温的同时，GaN的RF版本正在起飞。根据Strategy Analytics的数据，2018年，支持RF GaN的设备的销售额增长了近22％。据该公司称，到2023年，RF GaN器件市场将超过17亿美元。Cree，Qorvo和Sumitomo都是RF GaN的主要供应商。

多年来，RF GaN一直是军事/航空航天界（即雷达）使用的面向利基市场的技术。

然后，该技术悄悄地进入了商业市场。Strategy Analytics分析师Eric Higham表示：“ GaN的首批商业应用是在2010年代初应用于CATV放大器。” “这个数量不是很高，所以GaN的第一个实质性商业规模始于2014年的基站应用。这是受到中国广泛的LTE部署的强劲推动。”

多年来，基站一直使用基于横向扩散金属氧化物半导体（LDMOS）器件的RF功率放大器（PA），这是一种平面双扩散MOSFET技术。

在基站中，RF GaN也用于功率放大器。随着时间的流逝，RF GaN一直在取代基站中的LDMOS。Higham说：“ LDMOS仍然占基站PA收入的绝大部分。” GaN的收入增长率要快得多。预计随着5G部署频率的提高，RF GaN将变得越来越普遍。氮化镓基站功率收入将在未来几年内超过LDMOS收入。”

5G对RF GaN意味着什么？他说：“在<6GHz范围内，随着大型MIMO天线中辐射器数量的增加，硅（SiGe和/或CMOS）将扮演越来越重要的角色。” 

由于5G的频率更高（> 6GHz），因此LDMOS将无法满足要求。“因此，这将为GaN带来更多机会，而竞争者将是SiGe和CMOS。所有这些因素将导致GaN超越LDMOS，但是LDMOS的价格将继续使其成为某些基站PA的正确技术。因此，LDMOS的份额将下降，但我认为它不会很快消失。”

这是个大问题：新5G手机的功率放大器是否已使用RF GaN？在智能手机中，功率放大器通常基于GaAs设备。几家OEM厂商正在探索将RF GaN用于智能手机的功率放大器。他说：“手机中的GaN这一想法不会消失。” “我仍然不相信GaN将在不久的将来进入手机。我听说在较低的功率水平下，GaN失去了与其他技术相比的一些效率优势。”

价格也是一个问题。对于手机功率放大器来说，砷化镓接近于商品，甚至不是商品。而且，如果您与同时使用GaN和LDMOS技术的设备制造商交谈，您将听到从GaN与LDMOS相当的信息，到GaN仍是LDMOS价格的倍数。”

随着5G手机的频率越来越高，GaN业者希望采取行动。他补充说：“除非GaN的单价与GaAs和/或硅非常接近，否则手机中的GaN仍然存在许多障碍。”