2021年全球氮化鎵（GaN）外延片市場銷售額達到了4.2億美元，預計2028年將達到15億美元，年復合增長率（CAGR）為21.2%（2022-2028）。

氮化鎵外延片工藝介紹

氮化鎵外延片生長工藝較為復雜，多采用兩步生長法，需經過高溫烘烤、緩沖層生長、重結晶、退火處理等流程。兩步生長法通過控制溫度，以防止氮化鎵外延片因晶格失配或應力而產生翹曲，為目前全球氮化鎵外延片主流制備方法。

什么是外延片

外延片指在單晶襯底上生長一層新單晶形成的產品，外延片決定器件約70%的性能，是半導體芯片的重要原材料。

外延片作為半導體原材料，位于半導體產業鏈上游，是半導體制造產業的支撐性行業。外延片制造商在襯底材料上通過CVD（Chemical Vapor Deposition，化學氣相沉積）設備、MBE（Molecular Beam Epitaxy，分子束外延）設備等進行晶體外延生長、制成外延片。外延片再通過光刻、薄膜沉積、刻蝕等制造環節制成晶圓。晶圓再被進一步切割成為裸芯片，裸芯片經過于基板固定、加裝保護外殼、導線連接芯片電路管腳與外部基板等封裝環節，以及電路測試、性能測試等測試環節最終制成芯片。上述芯片生產環節均需與芯片設計環節保持互動，以確保最終芯片滿足芯片設計需求。

氮化鎵外延片的應用

基于氮化鎵的性能，氮化鎵外延片主要適用于高功率、高頻率、中低電壓下的應用場合。

具體體現在：

1）高禁帶寬度：高禁帶寬度使得氮化鎵器件耐壓水平提高，可以輸出比砷化鎵器件更高功率，特別適合5G通訊基站、軍用雷達等領域；

2）高轉換效率：氮化鎵開關電力電子器件的導通電阻比硅器件低3個數量級，能明顯降低開關導通損耗；

3）高熱導率：氮化鎵的高熱導率使其具備優良散熱性能，適合用于大功率、高溫度等領域器件的生產；

4）擊穿電場強度：雖然氮化鎵的擊穿電場強度與氮化硅接近，但受半導體工藝、材料晶格失配等因素影響，氮化鎵器件的電壓耐受能力通常在1000V左右，安全使用電壓通常在650V 以下。

氮化鎵外延片分類

氮化鎵作為第三代半導體材料，具有耐高溫、兼容性高、熱導率高、寬帶隙等優勢，在我國應用較為成熟。按照襯底材料不同，氮化鎵外延片又可分為氮化鎵基氮化鎵、碳化硅基氮化鎵、藍寶石基氮化鎵以及硅基氮化鎵四類。硅基氮化鎵外延片生產成本低且生產技術較為成熟，為目前應用最廣泛的產品。

文章整合自雪球、華經市場研究中心