氮化镓在微波和射频行业发展评估

件，更不用说其在系统层面上的优势;在量产层面上，第四代氮化镓能够提供比性能相仿但更加昂贵的碳化硅基氮化镓晶圆低得多的成本。更重要的是，行业发展已为硅基氮化镓在商业化规模量产、库存维护、适应需求激增等方面打下了坚实的基础，缓解了供应短缺的担忧。只要碳化硅基氮化镓继续依赖耗时、高成本的制造工艺，这种担扰就将持续下去。

氮化镓技术路线图和氮化镓供应链的并行优势实现了氮化镓加速向商业领域渗透所需的制造规模和成本结构。针对客户基于性能和成本的指标来评价氮化镓适用性的情况，第四代氮化镓在模式上做出了较大的改变。

封装和生产效率

对氮化镓封装的选择是其价值定位的一个重要组成部分，这也对产品的性能、成本和生产效率都产生了影响。

鉴于氮化镓器件必须严密封装，因此，陶瓷仍然是氮化镓器件的封装首选，这样可以确保氮化镓器件长期稳定运行。陶瓷封装氮化镓器件还能够适应高功耗水平。不过，利用陶瓷封装氮化镓组件的明显缺点是较高的封装成本和繁琐的组装过程。这种额外地借助人工带来了相当大的额外成本。

随着塑料封装氮化镓功率晶体管的引入，氮化镓器件市场发生了巨变;塑料封装氮化镓器件可以成为陶瓷封装氮化镓器件经济高效的替代品，并成为实现新一代高功率超小型功率模块的关键所在。塑料封装、大功率氮化镓器件使设计人员能够采用传统的表面贴装生产方法及其相关的生产效率。这样，采用塑料封装氮化镓进一步助推了供应链成本的下降。

射频能量的潜力

氮化镓的性能结合硅成本结构将加速射频领域的创新，为市场打开新的商机。其中，最主要的将是射频能量应用，射频能量应用采用可控的电磁辐射来加热物品或为各种工序提供动能。现阶段，这种能量一般由磁控管产生。而将来会由全固态射频半导体链产生。

固态射频能量具有诸多其他解决方案不具备的优势：低电压驱动、半导体式可靠性、较小外形因子及"全固态电子"的占用空间。固态射频能量最引人注目的特性，尤其是其快速的频率、相位、功率捷变，辅之以超高的精度。总体而言，这些技术特性产生了前所未有的过程控制范围，甚至是能量分配，以及对不断变化的负载条件的快速适配。

经证实，射频能量是一种高效、精确的热源和电源，可进行广泛的商业应用，例如：微波炉、汽车点火、照明系统，以及包括射频等离子照明、材料干燥、血液和组织的加热和消融等在内的工业、科学和医疗(ISM) 领域的应用。支持这些系统的射频器件必须达到性能、电源效率、精小外形和可靠性的最佳平衡，且价位适合进行主流商业推广，硅基氮化镓正是理想之选。凭借高达300W 的功率输出能力和坚固的塑料封装，第四代氮化镓功率晶体管无疑已成为具有高成本效益的可信赖解决方案。

市场的指数级增长

在短期内，无线基站市场将继续推动氮化镓市场的显著增长。当前出现的另一个商机是氮化镓已逐渐成为射频能量领域的主流应用。

射频能量应用的整个目标市场范围非常庞大。拿微波炉市场为例，MACOM 估计每年全球微波炉的销量在7000万台以上。消费品微波炉的传输功率范围大致在600W 与1500W 之间，微波炉的总射频功率需求范围为42GW 至105GW。按照目前主流的半导体价格结构，对应的微波炉市场盈利空间大致为40 至90 亿美元。

自从DARPA 提出WBST 计划以来，氮化镓已经走过了较长的发展历程，现在已成为微波和射频行业的前沿。它的成本结构已经与传统半导体技术持平，当两种竞争性技术成本相同的时候，性能高者将主宰市场。

MACOM等企业对这一曾经的新兴技术及其供应链生态系统的大规模资金投入已经为氮化镓的主流商业应用奠定了坚实的基础，这将在未来几十年对我们的行业及其它行业带来革命性的影响。