GaN(氮化镓)射频器件市场分析

机遇与挑战：

   氮化镓将逐渐替代以往的晶体管技术以及某些特定应用中的真空管

 氮化镓晶体管技术最有可能的长期客户是国防市场和卫星通信市场

 市场数据：

  预计国防市场的价值将2012年达到4000万美元

  卫星通信市场的估值在100万美元

  氮化镓并非革命性的晶体管技术，这种新兴技术逐渐用于替代横向扩散金属氧化物硅半导体（SiLDMOS）和砷化镓（GaAs）晶体管技术以及某些特定应用中的真空管。

  与现有技术相比，氮化镓（GaN）的优势在于更高的漏极效率、更大的带宽、更高的击穿电压和更高的结温操作，这些特点经常作为推动其批量生产的重要因素，但在价格、可用性和器件成熟度方面还需加以综合考量。

  氮化镓（GaN）适合的应用有：

  1.无线通信应用

  ?LTE（长期演进，0.7到2.6GHz）

  ?3GBTS[基站](0.8到2.7GHz)

 ?Wi-MAX(2.3to5GHz)

 2.国防应用

  ?雷达

 ?电子对抗

3.数据广播应用

 ?有线电视（CATV）（小于1GHz）

 ?卫星通信（13GHz到14GHz）

 ?甚小孔径终端（VSAT）（12GHz到40GHz）

 氮化镓（GaN）器件市场预计在2007年会到达1600万美元，其中的70%用于研发项目和技术评估。国防项目占其市场总额的11%，这在很大程度上归因于美国国防部（DOD）或者美国国防部高级研究计划局（DARPA）的合同，以及欧洲航天局（ESA）的研发合同。整体市场有望在2008年翻一番。

 乐观人士预计，到2012年，这一市场将增至1.7亿美元，主要因为：

 ?氮化镓（GaN）全面进入3G基站市场，取代横向扩散金属氧化物硅半导体（SiLDMOS）。

?国防市场保持热度并继续为新的氮化镓（GaN）研发项目提供资金

?Wi-MAX产业广泛采用氮化镓（GaN）技术，随着2010年LTE网络推出，这一情况进一步加强。

这种预测基于一个错误的假设，即横向扩散金属氧化物硅半导体（SiLDMOS）和砷化镓（GaAs）技术的发展停滞不前。在民用市场，横向扩散金属氧化物硅半导体（SiLDMOS）在价格和性能上可能会对氮化镓（GaN）造成强有力的挑战，例如LTE和CATV市场，如果Wi-MAX继续限定在3.5GHz子频谱上，那么氮化镓（GaN）在Wi-MAX市场前景黯淡。对于甚小孔径终端（VSAT）应用，砷化镓（GaAs）在价格和性能上可能会对氮化镓（GaN）造成强有力的挑战。这些因素相结合，可能令2012年氮化镓（GaN）市场的乐观预计下降达50%。

氮化镓（GaN）晶体管技术最有可能的长期客户是国防市场和卫星通信市场。这两个市场目前正在全球资助研发项目，并且愿意支付额外经费，确保氮化镓（GaN）拥有更成熟的半导体技术，从而获得可靠的益处。预计国防市场的价值将2012年达到4000万美元，而卫星通信市场的估值在100万美元。

公布的氮化镓（GaN）器件性能

在MTT-S国际微波研讨会(IMS2008)上，许多公司都宣布经过证实的性能记录，作为当今器件基准：

这些记录是：

1.RFMD推出了400W、2.9到3.5GHz的氮化镓（GaN）高电子迁移率晶体管（HEMT），用于雷达系统中的批量发射机。该公司宣称其在200C结温下的可靠性为1E6小时，特别适合用于替换行波管的固态设计。

2.东芝推出了一系列50WX频带窄带器件，其工作频率在8到12GHz的频带范围内。东芝还推出了用于卫星通信的50WKu频带器件，采用14.0GHz到14.5GHz的频带。东芝宣称其2010年产品研发路线图包括推出一个150WC频带器件，一个100WX频带器件，一个100WKu频带器件和一个10WKa频带器件（18到42GHz）。

3.松下宣布针对未来毫米波通信系统的接收机开发氮化镓（GaN）集成电路（IC）。已经开发出的放大器IC可在26GHz频率下达到22dB的增益，在如此之高的频率上，这个增益值创造了氮化镓（GaN）类IC的世界记录。

4.CREE公司宣称实现了最高的漏极效率，即在500MHz到2.5GHz范围内对于90W的器件漏极效率可达55%。

来自CREE、Nitronex、RFMD和Eudyna这些关键厂商的现成商业器件性能可靠，并且针对低频（小于6GHz）的国防应用或窄带无线通信应用经过优化。有了适当的结合技术，例如MILMEGA公司使用的技术，它们展现出将来有能力在X频带和Ku频带建设高功率固态发射机结构，类似于目前在L、S和C频带。