来源：雪球App，作者： 贝影Alpha，（https://xueqiu.com/8537206007/141543086）
一、GaAs/GaN 材料简介
二者物理性质对比
术语说：
砷化镓（GaAs）是当前最重要、技术成熟度最高的化合物半导体材料之一。GaAs 材料具备禁带宽度大、电子迁移率高的特性，且为直接带隙，发光效率高，是当前光电子领域应用的最主要材料，同时也是重要的微电子材料。
氮化镓（GaN）作为第三代半导体材料的典型代表，相较于前两代半导体材料，禁带宽度更宽，具有更高的临界击穿电场，更大的饱和电子速率和更小的介电常数，能够承受更高的工作电压，适合更高频率。GaN 成为制作短波长发光器件、光电探测器以及高温、高频、大功率电子器件的理想材料。
俗话说：禁带宽度大相当于一个球从更高空中掉下来，动能更高，对应更高频率。（高频非常实用与5G）更小介电常数（真空最小），更难被高压击穿。
二、应用
射频为当前GaAs 材料应用的最主要下游。从2017 年GaAs 衬底的出货量数据来看，四大主要应用领域中，射频、 LED、激光和光伏市场占比分别为46.52%、42.19%、10.17%和1.12%，射频和LED 是GaAs 衬底应用的最主要市场。
光电子领域：包括短波长 LED、激光器、光电探测器等，特别是 GaN基紫外光电探测器，可应用于军事、航空航天、环保、科研等多领域。
电力电子领域：包括智能电网、太阳能发电、风电领域的控制器等，节能和无损耗处理高电压操作的特点也使得 GaN 成为新能源汽车电子器件的重要材料之一，GaN 具备低损耗、高频率、高效率优势。
（例如IGBT在电动车充当能源变换与传输的核心器件，这里用到GaN。小米的快充也用到GaN作为核心部件）
微波射频领域：包括 5G 通信、卫星通讯、雷达预警（GaN 在军事领域应用的重要场景）等，GaN 具备高带宽、高效率、高功率密度等优势。
目前，GaN 的应用仍以军用为主导，并已经开始逐步向汽车无人驾驶、无线通信基站等民用领域拓展。
三、5G 对射频材料提出新的要求
5G 浪潮下，移动设备射频产业有望迎来重要发展机遇，作为器件的重要基石，上游材料的需求预计也将迎来新一轮迅猛的增长。
随着频率的提高，射频材料也面临着新的挑战。由于 5G 方案的频段相对于目前主流的 4G 频段更高、带宽更大，路径损耗相对更大，对射频前端器件的材料和工艺都提出了新的要求：
物理术语：禁带宽度更大，以运行更高的频带；临界击穿电场更高，以满足更高功率的应用；热导率更高，更易将器件中的功耗传导到周围环境，实现散热；饱和电子速率和电子迁移率更高，寄生电阻小，电子渡越时间更短，以适应更高频的工作环境。
通信术语：毫米波是未来发展的重要趋势。毫米波频段由于频率高、带宽大，可实现更快的传输速率，具备速度快、数据量大、时延小、信号分辨率高、传输安全性强的优势。
（这四个特点基本上也是半导体领域在电子应用普遍追求的特点）
5G 时代的到来，对射频器件用半导体材料也提出了新的要求。我们认为，从衬底材料的角度，当前5G 时代（Sub-6GHz）仍然是GaAs 的主场。
砷化镓（GaAs）：当前最主流，同时也是技术最成熟的化合物半导体材料。随着 5G 时代的来临，天线体积小型化、载波聚合技术、多用户多入多出技术对功率等级和线性度要求较高，
氮化镓（GaN）：理论上多项性能显著优于 GaAs，是 GaAs 器件的最大潜在竞争者。
技术成熟度和成本来看，GaN 衬底要替代GaAs 还任重道远 。
GaN 作为双主角，地位体现在哪里？
GaN 微波功率器件的应用市场包括国防、卫星通讯、无线通信基站。对于无线通信基站市场，我们认为，随着5G 时代的到来，GaAs 预计仍为室内网络系统结构的主流，但在宏基站领域，GaN 因其高功率特性，优势将得以凸显。
四、在5G建设的展望——基站：数量快速增长，GaAs、GaN 各领风骚
根据第 3 代半导体产业技术创新战略联盟于 2019 年发布的《2018年全球第3 代半导体产业发展回顾及展望》。
目前包括Qorvo、Cree、NXP 和MACOM 等企业（其中 MACOM 主要产品为 GaN-on-Si 射频器件，Qorvo、 Cree 和 NXP 主要生产 GaN-on-SiC 射频器件）对外销售 170 个类型的 GaN HEMT 射频器件，产品报价范围为 90～9000 元/只，平均价格为 23.78 元/W。
已降至Si LDMOS 平均价格（8.50 元/W）的 3 倍以内。随着GaN-on-SiC 生产的技术成熟度逐步提高，价格有望持续下行，为其在 5G 时代宏基站射频领域的大规模应用提供基础。
5G 时代将以“宏基站为主，微基站为辅”的方式实现网络覆盖，GaAs 和GaN 射频器件将各领风骚。
由于 5G 方案的频段相对于目前主流的 4G 频段更高，相应的波长就大大减小，绕射能力更差，路径损耗也越大，也即 5G相较于 4G 传输距离缩短，覆盖能力显著减弱，这一问题的解决就需要建设更多的基站数量。
同时，考虑到成本因素，“宏基站+微基站”将是理想的方案选择。射频材料的选择上，微基站相较于宏基站体积小，功耗要求也相对较小，GaAs 将成为微基站的主流，而宏基站则将以GaN 基材料为主。
五、结语
氮化镓是未来的方向，但是国内能大规模生产的厂商其实不多。至于沾边炒作的，你能赚到钱就是你厉害了。
@今日话题 @Ricky @不明真相的群众 @仓佑加错-Leo
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