5G高频特性将使GaN技术使用领域延伸
相较目前主流的硅晶圆（si），第三代半导体材料sic与gan（氮化镓）具备耐高电压特色，并有耐高温与适合在高频环境下优势，其可使芯片面积大幅减少，并简化周边电路设计，达成减少模块、系统周边零组件及冷却系统体积目标，gan应用范围包括射频、半导体照明、激光器等领域。
现行gan功率元件以gan-on-sic及gan-on-si两种晶圆进行制造，其中gan-on-sic强调适合应用在高温、高频的操作环境，因此在散热性能上具优势，其以5g基地台应用最多，预期sic基板未来在5g商用带动下，具有庞大市场商机。
5g高频特性，使gan技术有伸展空间
目前基地台用功率放大器（power amplifier，pa）主要为基于硅的横向扩散金属氧化物半导体（laterally diffused metal oxide semiconductor，ldmos）技术，不过ldmos技术仅适用于低频段，在高频应用领域存在局限性。
由于ldmos功率放大器的频宽会随着频率增加而大幅减少，运用于3.5ghz频段的ldmos制程已接近限制，性能开始出现下滑，在考虑5g商用频段朝更高频段发展下，过去ldmos将逐渐难以符合性能要求，因此第三代半导体材料gan技术崛起；由于gan技术支援更高资料容量之多资料传输，同时搭配5g高速网络，不论在频宽、性能、容量、成本间可做出最佳成效。
换言之，gan优势在于更高功率密度及更高截止频率（cutoff frequency，输出讯号功率超出或低于传导频率时输出讯号功率的频率），尤其在5g多输入多输出（massive mimo）应用中，可实现高整合性解决方案，例如模块化射频前端元件，以毫米波（millimeter wave，mmwave）应用为例，gan高功率密度特性可有效减少收发通道数及尺寸，实现高性能目标，然短期ldmos会与gan共存，主要原因在于低频应用仍会采用ldmos，例如2ghz以下应用领域。
5g基地台的功率放大器将以砷化镓与gan制程为主
从qorvo产品应用来看，采用gan技术将天线阵列功耗降低40%，透过整合式多通道模块、3～6ghz及28/39ghz频段在射频前端产品的布局，更加强调高性能、低功耗、高整合度、高易用性等目标达成。
其中gan可达ldmos原始功率密度4倍，每单位面积功率提高4～6倍，即在相同发射功率规格下，gan裸片尺寸为ldmos裸片尺寸的1/6～1/4。由于gan具有更高功率密度特性，能实现更小元件封装，满足massive mimo和主动天线单元（active antenna unit，aau）技术下射频前端高度整合需求。
目前gan运用以5g基础设施（如基地台）为主，手机较难采用gan技术，主要挑战包括：（1）gan成本高；（2）gan供电电压高；较不符合手机需求，不过若未来透过改进gan射频元件特性，仍有可能应用于手机，例如加入新的绝缘介质与沟道材料，使其适应低电压工作环境。无论如何，gan已成为高频、大功耗应用技术首选，包括需高功率水平的传输讯号或长距离应用，例如基地台收发器、雷达、卫星通信等。
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换言之，gan优势在于更高功率密度及更高截止频率（cutoff frequency，输出讯号功率超出或低于传导频率时输出讯号功率的频率），尤其在5g多输入多输出（massive mimo）应用中，可实现高整合性解决方案，例如模块化射频前端元件，以毫米波（millimeter wave，mmwave）应用为例，gan高功率密度特性可有效减少收发通道数及尺寸，实现高性能目标，然短期ldmos会与gan共存，主要原因在于低频应用仍会采用ldmos，例如2ghz以下应用领域。
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其中gan可达ldmos原始功率密度4倍，每单位面积功率提高4～6倍，即在相同发射功率规格下，gan裸片尺寸为ldmos裸片尺寸的1/6～1/4。由于gan具有更高功率密度特性，能实现更小元件封装，满足massive mimo和主动天线单元（active antenna unit，aau）技术下射频前端高度整合需求。
目前gan运用以5g基础设施（如基地台）为主，手机较难采用gan技术，主要挑战包括：（1）gan成本高；（2）gan供电电压高；较不符合手机需求，不过若未来透过改进gan射频元件特性，仍有可能应用于手机，例如加入新的绝缘介质与沟道材料，使其适应低电压工作环境。无论如何，gan已成为高频、大功耗应用技术首选，包括需高功率水平的传输讯号或长距离应用，例如基地台收发器、雷达、卫星通信等。
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