曾经有一段时间，军迷们对美国的宙斯盾驱逐舰非常羡慕，最感兴趣的还是它装备的相控阵雷达和发射系统。长时间以来，相控阵雷达一直令我们望眼欲穿，但由于雷达技术和加工工艺的差距，我们很难生产出适于用于舰艇、飞机(歼20、歼10、预警机)等设备的小型相控阵雷达，军队的工作人员只能默默地进行相关技术和工艺的攻关。
而在新中国早期时候，我国科学家临危受命地开启了相控阵雷达的研制技术，当时这项技术在世界上属于最尖端的科技，只有美苏两国才能掌握。由于没有任何技术信息，所以就只能从最基本的雷达技术开始研究。在这样艰苦的条件下，仅用七年时间，相控阵雷达的研制就取得了全面突破，进入了安装、调试的全面阶段。
而且在研发成功的第二年，中国第一代超远程陆基战略预警雷达正式投入使用，7010也成为当时亚洲最大的相控阵雷达基地。7010位于河北宣化地区，由8976个馈源组成，探测距离最远可达3000公里，能连续追踪10多次以上的目标，使我国的国防建设迈上了一个新的台阶。
而在今年年初时候，好消息再次传来，我国相控阵雷达领域又有喜讯，那就是我国“氮化镓技术”取得突破。事实上，氮化镓并不是那么令人难以置信，简单地说，这是半导体材料中的一种，叫做 GaN，实际上，现在很多民用手机充电器都号称采用了氮化镓技术。
就专业领域而言，氮化塔(GAN)器件比现有的砷化塔(GAAS)器件具有更强的功率和更好的耐热性能，是新一代主动相控阵雷达的首选。有些人曾这样描述过 GAN器件的重要性，如果说雷达在2020年后进入有源相控阵时代，那么2025年后就是有源相控阵时代过渡到GAN时代。
实际上！在此之前，中电国睿14所参与开发的一个重大项目曾获国家科技进步一等奖，这是中电第16次获此殊荣。当时研发成功初期，如果问哪个项目获得了大奖，得到的回答是“因为太先进了，不方便展示”。但基于该单位一直是中国军事雷达研发基地，自然而然就是雷达核心技术取得了革命性的技术突破。而在今年五月中旬，国内的“NetAgain”团队获得了“国家创新竞赛奖”，进一步证实了这个推测，因为 NetAgain技术被认为是未来相控阵雷达应用的核心技术。
那氮化镓技术，即 GaN的研发成功对相控阵雷达有何突出进步呢？事实上！目前先进探测雷达一般都是从无源相控阵转向有源相控阵。然而有源相控阵虽然性能良好，但在增大探测距离的同时缺点也十分明显，即发热量大，同时雷达体积大。由于增加相控阵雷达的探测距离，无非是增加天线和 T/R组件的功率，而 T/R组件的功率越大，所需转换的热能也就越大，所以我们看到第一代中华神盾都是圆弧形凸起的风冷式散热罩，下面还有大的散热管，后面又换了液冷才变平。
据介绍，相控雷达增加的探测距离有天线增益和 T/R组件增益两种途径， T/R组件增益越大，所需转换的热能就越多，严重限制了雷达的性能。采用 T/R组件可以很好地解决这一问题，因为这种器件体积更小，功率更高，同样体积下的耐热性更好，能够使雷达在更大功率下稳定运行，而不需要增加散热条件，同样口径的雷达探测距离可以成倍增加。
威力较大的雷达，探测距离远，抗干扰能力强，可大大提高武器命中率。有关的中国研发单位获奖，表明该领域已取得重大突破，在第三代半导体核心材料——氮化镓的大规模生产和应用方面首次处于世界领先地位。用 GAN制造的器件不仅体积小，而且功率更高，耐热性也更好，这样可以使雷达在更大功率下稳定工作，而不增加散热条件，简直是有源相控阵雷达的理想材料。
实际上！对雷达而言， GAN器件带宽较大，增益较高，带宽越大，雷达分辨率越高，探测目标越小，国内外雷达业界普遍认为，到2020年以后，战场上的隐身目标会更广泛，对雷达的探测能力要求也越高，这就是有源相控阵雷达 GAN化的一个重要原因。此外，较大的带宽也意味着更好的雷达抗电子干扰能力，这对于现代战场上越来越激烈的电子战来说，显然是非常宝贵的。
当然，这个装置如果用于055大驱和歼20的雷达，也是另一回事。对主动相控阵雷达而言，氮化镓将带来革命性的进步。外部人士曾猜测国产055驱逐舰上的舰载有源相控阵雷达，很可能采用了基于 GAN器件的 T/R组件，以获得更大的功率、增益和带宽。
雷达探测距较远，灵敏度较高，能较好地检测隐身目标。这种技术的应用使055型驱逐舰的作战能力大大提高。此外，国产新一代预警机、机载火控雷达、防空雷达等也有可能已经或即将应用 GAN器件，为雷达性能的提升奠定了坚实的基础。
而且，据有关报道，中国的战机也开始装备有源相控阵雷达，准确地说，中国在进入新世纪之后，许多技术随着国力的增长投入不断增加，许多原本没有钱做的事情，后来得到了大量的资金支持，这也为中国技术的爆发打下了坚实的基础。
总而言之，中国在相控阵雷达领域明显领先于美国，这让美国这个几十年来一直拥有雷达技术优势的国家措手不及，
核心观点
产业发展包括三个周期：技术突破红利期、应用实现扩张期和同质竞争普及期。随着技术普及化和应用层面红利开发殆尽，IT产业已经进入同质化竞争的阶段。氮化镓作为一种应用面广泛的“神奇材料”，或将开启IT产业新时代。
技术突破引领产业新周期
产业发展周期一般包括三个阶段。
第一阶段由技术突破开始。这里所说的技术是广义的概念，包括 科技 、材料、生产工艺等的进步和迭代。技术的突破，意味着原来无法满足的需求可以变成现实，或者以更高效、低成本的方式替代既有的方法来满足需求。在这一阶段，谁拥有“核心 科技 ”就能领先市场。当然，技术突破需要大量的研发投入和可行性实验，一旦方向出错可能导致企业之前的积累化为乌有。
相对安全的是第二个阶段，当新技术已经被验明能够创造新需求（或者提高效率），基于新技术和用户使用场景开发出应用（不仅是APP）就成为主要的扩张模式。无论是早年的Wintel联盟，还是开创移动互联网的苹果公司，都是这一阶段收获最多的公司。
到了第三阶段，技术成熟、场景相对固定，拥有成本优势、营销能力和销售能力的公司将成为主流。这一阶段的竞争也更加激励，消费者可以用最低的价格买到产品和服务，甚至享受到“免费的午餐”。而作为供给端的企业，只能在外观、颜色、尺寸、形状等维度进行微创新，激发用户潜在的非刚性需求了。
至此，产业要想继续发展，需要新一轮技术突破来驱动。而此时市场也呼唤新技术早日成熟，以便为用户创造更多的价值。
IT产业面临瓶颈
2007年，在信息技术（特别是移动信息技术）积累到即将突破时，苹果开创了全新的模式，无论是人机交互、APP，或者APP Store生态，都给用户带来了全新的体验和无限的惊喜。直到2014年iPhone 6和iPhone 6 Plus的出现，将之前IT产业积累的技术红利完全释放。期间，海量用户从PC转移到手机，通讯从2G进入到4G，内容服务从门户到分发……作为用户，在这一期间的感觉是生活欣欣向荣，充满了刺激感和新鲜感。
而此后的五年（2014-2019），随着技术普及，应用层面红利开发殆尽，产业进步的发展速度也慢了下来。企业和用户都感觉好像是下了高铁上了公交，内心充满了焦灼的感觉，期盼产业能够更加快速的迭代。
氮化镓或开启IT产业“新风口”
IT产业的发展方向有两个维度，一是速度越来越快，二是成本越来越低。下一次技术突破，将在这两个方向同时取得进步，释放巨大的技术红利，形成新的风口。
新风口源自一种第三代半导体材料——氮化镓（GaN）。这种“神奇材料”由于其自身具备的材料特性，可广泛应用于芯片制造、通讯、快速充电、无线充电、激光雷达（自动驾驶）以及制作Micro LED显示屏等多个方面。
在芯片领域，最新一代的氮化镓芯片，能够以传统芯片一半的体积，实现三倍的性能。
在通讯领域，为了实现更快的速度和更宽的带宽，通讯频段不断向高频迁移，氮化镓器件能够提供高频通讯网络所需要的功率和效能，并以更小的体积、更快的开关速度、更好的散热能力、更高的温度耐受力、更低的能耗成为新一代通讯器件的基础性材料。
在充电领域，氮化镓拥有远快于现代产品的开关速率，并且在高速开关的情况下保持高效率水平，可以将充电器的体积减少一半以上，而且发热量极大的降低。
无线充电也是氮化镓即将实现突破的重要领域。在使用谐振式耦合线圈驱动的无线充电解决方案中，基于氮化镓的器材能够在高频、高压及高功率下工作，而且具有低功耗、低电磁干扰、尺寸纤薄等特点。无线充电100W的技术方案已经成熟，随着供应链和产业链的成熟，即将进入大规模商用阶段。更有甚者，据公开报道，有公司实验成功了300W的无线充电，如果能够规模应用，将让我们全面进入“无线”时代。
氮化镓制作的器件，在无人驾驶领域也拥有广泛的应用前景。激光雷达（LiDAR）是实现无人驾驶的关键设备，它的原理是发出激光脉冲，并接收从物体上反射的激光，再基于全球定位系统(GPS)和惯性导航系统(INS)在几百米的范围内建立周围环境的模型，尺寸可以精确到厘米级。越快的激光脉冲频率能实现更高的分辨率，而更高的脉冲电流让激光雷达看得更远。氮化镓材器件制作的激光雷达系统能够在极小尺寸上实现以上功能，大大提高了建模的精准度。而且，氮化镓制作的处理器，能够快速地收集、整合、处理来自多个雷达和传感器输入的信号，从而使无人驾驶安全可靠。此外，氮化镓器件还广泛运用于电动 汽车 的 *** 作控制、电压转换、直流交流变频、高强度车灯和充电设备等方面，为实现全方位的无人驾驶提供全面的支持。
利用氮化镓制作的Micro LED显示器材，能够由“花粉粒”大小的芯片，精确控制每个像素独立发光，从而实现在任何角度和任何条件下，屏幕都具有极强的可读性、完美的色彩和均匀自然的亮度（亮度较OLED产品提高30倍），同时还能提供更好的稳定性和更低的能耗。随着Micro LED成本的不断降低，未来将“处处皆是屏幕、时时可以交互”，极大的改变人们获取信息的方式，丰富人们与各种设备交互的场景，真正做到万物互联。
氮化镓器件除了具有卓越的特性，更加重要的是，它可以采用与当前半导体产业链相适应的平面封装结构，随着制造工艺的成熟，总体成本将按照摩尔定律快速降低，性能则翻倍提升。有分析预测，氮化镓器件的成本很快将与传统的硅料器件相当，2019年可能就会迎来这一市场拐点。之后，氮化镓将迅速普及，极大的改变IT产业的“基础设施”。
无论是芯片、通讯器件还是显示器材，氮化镓以一己之力，几乎可以实现整个产业的升级。此外，它还将引领无人驾驶、快速充电产业的迭代，从而实现IT产业外延的扩展。随着新材料的广泛应用，人与人之间、人与万物之间将建立起“即时”的连接，我们正处在这场技术革命的最前沿。
随着市场对半导体性能的要求不断提高，第三代半导体等新型化合物材料凭借其性能优势开始崭露头角，成为行业未来重要增长点。
相对于第一代（硅基）半导体，第三代半导体禁带宽度大，电导率高、热导率高。第三代半导体的禁带宽度是第一代和第二代半导体禁带宽度的近3倍，具有更强的耐高压、高功率能力。
氮化镓(GaN)和碳化硅(SiC)并称为第三代半导体材料的双雄，由于性能不同，二者的应用领域也不相同。
氮化镓、高电流密度等优势，可显著减少电力损耗和散热负载，迅速应用于变频器、稳压器、变压器、无线充电等领域，是未来最具增长潜质的化合物半导体。
与GaAs和InP等高频工艺相比，氮化镓器件输出的功率更大；与LDCMOS和SiC等功率工艺相比，氮化镓的频率特性更好。
随着行业大规模商用，GaN生产成本有望迅速下降，进一步刺激GaN器件渗透，有望成为消费电子领域下一个杀手级应用。
GaN主要应用于生产功率器件，目前氮化镓器件有三分之二应用于军工电子，如军事通讯、电子干扰、雷达等领域。
在民用领域，氮化镓主要被应用于通讯基站、功率器件等领域。氮化镓基站PA的功放效率较其他材料更高，因而能节省大量电能，且其可以几乎覆盖无线通讯的所有频段，功率密度大，能够减少基站体积和质量。
氮化镓在光电子、高温大功率器件和高频微波器件应用方面有着广阔的前景。随着5G高频通信的商业化，GaN将在电信宏基站、真空管在雷达和航空电子应用中占有更多份额。
根据Yole估计，大多数Sub 6GHz的蜂窝网络都将采用氮化镓器件，因为LDMOS无法承受如此之高的频率，而砷化镓对于高功率应用又非理想之选。
同时，由于较高的频率会降低每个基站的覆盖范围，需要安装更多的晶体管，因此市场规模将迅速扩大。
Yole预测，GaN器件收入目前占整个市场20%左右，到2025年将占到50%以上，氮化镓功率器件规模有望达到4.5亿美元。
从产业链方面来看，氮化镓分为衬底、外延片和器件环节。
尽管碳化硅被更多地作为衬底材料（相较于氮化镓），国内仍有从事氮化镓单晶生长的企业，主要有苏州纳维、东莞中镓、上海镓特和芯元基等。
从事氮化镓外延片的国内厂商主要有三安光电、赛微电子、海陆重工、晶湛半导体、江苏能华、英诺赛科等。
从事氮化镓器件的厂商主要有三安光电、闻泰 科技 、赛微电子、聚灿光电、乾照光电等。
GaN技术的难点在于晶圆制备工艺，欧美日在此方面优势明显。由于将GaN晶体熔融所需气压极高，须采用外延技术生长GaN晶体来制备晶圆。
其中日本住友电工是全球最大GaN晶圆生产商，占据了90%以上的市场份额。GaN全球产能集中于IDM厂商，逐渐向垂直分工合作模式转变。美国Qorvo、日本住友电工、中国苏州能讯等均以IDM模式运营。
近年来随着产品和市场的多样化，开始呈现设计业与制造业分工的合作模式。
尤其在GaN电力电子器件市场，由于中国台湾地区的台积电公司和世界先进公司开放了代工产能，美国Transphorm、EPC、Navitas、加拿大GaN Systems等设计企业开始涌现。
在射频器件领域，目前LDMOS（横向扩散金属氧化物半导体）、GaAs（砷化镓）、GaN（氮化镓）三者占比相差不大，但据Yoledevelopment预测，至2025年，砷化镓市场份额基本维持不变的情况下，氮化镓有望替代大部分LDMOS份额，占据射频器件市场约50%的份额。
GaAs芯片已广泛应用于手机/WiFi等消费品电子领域，GaN PA具有最高功率、增益和效率，但成本相对较高、工艺成熟度略低，目前在近距离信号传输和军工电子方面应用较多。
经过多年的发展，国内拥有昂瑞微、华为海思、紫光展锐、卓胜微、唯捷创芯等20多家射频有源器件供应商。
根据2019年底昂瑞微董事长发表的题为《全球5G射频前端发展趋势和中国公司的应对之策》的报告显示，截至报告日，国内厂家在2G/3G市场占有率高达95%；在4G方面有30%的占有率，产品以中低端为主，销售额占比仅有10%。
目前我国半导体领域为中美 科技 等领域摩擦中的卡脖子方向，是中国 科技 崛起不可回避的环节，产业链高自主、高可控仍是未来的重点方向。第三代半导体相对硅基半导体偏低投入、较小差距有望得到重点支持，并具备弯道超车的可能。
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