氮化镓（GaN）是Ⅲ-Ⅴ族化合物中具有最高电离度、出色化学稳定性和强大原子键的一种化合物，同时具有高热导率。因此，与Si和GaAs器件相比，GaN器件具有更强的抗辐射能力。由于GaN是一种高熔点材料，并具有高热传导率，通常使用具有更佳热传导性能的SiC作为衬底，以实现高结温，使其能够在高温环境下工作。
随着5G通信频段向更高频段迁移，GaN在高功率、高频率射频市场上显示出明显的优势。相比Si的横向扩散金属氧化物半导体（LDMOS）和GaAs射频器件，GaN器件能够更有效地满足5G基站对高功率、高通信频段和高效率的需求。目前，我国4G网络通信频段主要集中在2.6GHz，而工信部发布的5G系统频率使用规划逐步覆盖3-5GHz（中频段）以及6GHz以上的高频段。因此，GaN射频器件在5G基站市场中具有重要意义。
目前应用于3G和LTE基站市场的功率放大器主要有Si LDMOS和GaAs。然而，LDMOS功率放大器的带宽随频率增加而显著减少，只在不超过约3.5GHz的频率范围内有效。虽然GaAs功率放大器能够满足高频通信需求，但其输出功率相对于GaN器件较低。尽管移动终端领域尚未大规模应用GaN射频器件，这主要是由于生产成本较高和供电电压方面的考量。然而，在高功率、高频率射频市场中，GaN将发挥重要作用。
下图展示了锗化硅和氮化镓在毫米波5G基站MIMO天线方案中的比较。左侧是锗化硅基MIMO天线，拥有1024个元件，裸片面积为4096平方毫米，辐射功率为65dBm。与之形成鲜明对比的是右侧的氮化镓基MIMO天线，尽管价格较高，但功耗降低了40%，裸片面积减少了94%。
根据Yole的预测，2018年GaN射频器件市场规模达到4.57亿美元，未来5年复合增长率预计将超过23%。在整个射频应用市场中，GaN器件的市场份额将逐渐增加。从长期来看，在宏基站和回传领域，凭借其高频高功率性能优势，GaN将逐步取代LDMOS和GaAs，占据主导地位。而在射频能量领域，LDMOS凭借高功率低成本的优势，有望占据主要市场份额。对于输出功率要求相对较低的领域，将形成GaAs和GaN共同主导的市场格局。
在微波射频领域，由于技术水平要求较高，专利壁垒也相对较大，因此该领域的公司数量相对于电力电子和光电子领域并不算多。然而，大多数这些公司都拥有强大的科研实力和市场运作能力。Qorvo、CREE和MACOM等公司在微波射频市场占据重要地位。这些公司的产品中，73%的输出功率集中在10W至100W之间，最大功率可达到1500W（由Qorvo生产，工作频率为1.0-1.1GHz），主要采用GaN/SiC GaN技术路线。此外，还有一些公司提供GaN射频模组产品，目前有4家企业向外界销售GaN射频放大器，其中Qorvo的产品具有最广泛的工作频率范围，最高可达到31GHz；而Skyworks的产品则主要集中在0.05-1.218GHz之间。
在中国大陆，GaN射频器件产业链的重点公司以及产品进展如下：
由于欧美国家对中国技术发展速度的担忧和试图遏制我国新材料技术的发展，他们试图在第三代半导体材料领域对我国实施了几乎全面的技术封锁和材料封锁。在这种情况下，中国科研机构和企业单位立足于自主创新并已经取得了一些显著成果。在军事国防和民用通信两个领域，中国在GaN微波射频领域取得了突破并涌现出了一些重要公司，如中电科13所、中电科55所、中兴通信和大唐移动等。同时还有一些中国移动和中国联通等大客户。
尽管面临困难和挑战，中国的GaN射频器件产业正不断成长，并且在科研实力和市场运作能力方面取得了重要进展。中国正在加大投入，通过自主创新来缩小与欧美国家之间的差距，并致力于打造自己的射频芯片行业，为推动国内射频领域的发展做出贡献。
