我們大多數(shù)的工藝使用硅作為襯底(又是摩爾定律),，也有針對專門應(yīng)用的復(fù)雜變體，如絕緣體上硅(SOI)或藍(lán)寶石上硅(SOS),。道理很明顯,，自從20世紀(jì)60年代和70年代硅替代鍺作為半導(dǎo)體首選材料以來，人們對硅的研究,、分析和理解已經(jīng)深入到方方面面,。硅不僅有幸運的電氣特性，還有MEMS設(shè)計可以充分利用的良好機械特性,，而且它是一種很常見的材料,。它在這一點上已取得了相當(dāng)大的成功，以致工程師甚至非技術(shù)人員都經(jīng)常將“硅”當(dāng)作“芯片”和IC的代名詞,。

圖：我們所依賴的IC(和分立器件)的物理基礎(chǔ)可以在經(jīng)典的元素周期表的多個行列中找到，特別是第13組和第14組(以前稱為第三主族和第四主族),。

試圖去使用其它材料很難真正獲得人們的關(guān)注,，原因有很多(想想SiGe吧)，但也有取得成功的,。砷化鎵(GaAs)被用于微波IC,、紅外發(fā)光二極管、激光二極管和太陽能電池,；其中有些是大批量,、較低成本的應(yīng)用，但很多不是,。也有GaAs的變體得到了應(yīng)用,，比如砷化鎵銦(InGaAs)器件就被廣泛用于領(lǐng)先的測試與測量供應(yīng)商開發(fā)的35GHz示波器的模擬前端中。

現(xiàn)在輪到氮化鎵(GaN)了,，它開始在功率產(chǎn)品中獲得越來越多的關(guān)注,。最近華爾街日報上發(fā)表了一篇標(biāo)題為《節(jié)能材料獲得推崇（Energy-Saving Material Gets a Boost）》的、簡短但文筆流暢,、研究深入的文章,，這篇文章說得更清楚(不好意思，這篇文章可能要付費才能看到),。文章指出,，許多重大投資開始進(jìn)入GaN領(lǐng)域，而資金是將基于GaN的功率器件轉(zhuǎn)向大眾市場,、大批量高良率工藝所需的一個重要推手,。可以肯定的是,，這與“又一個智能手機應(yīng)用”有很大的不同,。

已經(jīng)有這么多基于硅的IC可用作標(biāo)準(zhǔn)器件，何苦還要用氮化鎵(GaN)呢,？畢竟硅基工藝已經(jīng)非常成熟,，也容易理解，而且已經(jīng)有龐大的多層面的基礎(chǔ)設(shè)施支持它,。答案很簡單：效率,。GaN器件有可能將效率提高幾個百分點，因此可以開發(fā)出更小的封裝,、封裝更容易散熱的設(shè)計,、更長的運行時間和更小的損耗——所有這些都是好事。鑒于這些特性的重要性在提升,，不管是出于性能要求還是環(huán)境/法規(guī)強制要求,，更高價格的GaN(在一定程度上)也許是可以接受的,。

氮化鎵(GaN)會在市場中成功地大放異彩嗎？我不知道,；這當(dāng)然也取決于對“成功”的定義,。GaN很可能達(dá)不到兆硅數(shù)字處理器IC的有源器件密度，但對功率相關(guān)產(chǎn)品來說沒有必要達(dá)到這個密度,，因為這種產(chǎn)品中每個IC的有源器件數(shù)量通常只有個位數(shù),。當(dāng)然，有多家供應(yīng)商提供基于GaN的器件總歸是件好事——不管是從競爭力,、市場增長還是后備或替代來源的前景來說,，都會受到設(shè)計師和采購部門的歡迎。另外,，硅基世界也沒有止步不前，仍在持續(xù)改進(jìn),，雖然對功率器件來說可能已經(jīng)達(dá)到了收益遞減點,。

在任何相對較新的工藝和器件進(jìn)入多樣化市場的時候，供應(yīng)商的現(xiàn)場應(yīng)用工程師(FAE)和OEM設(shè)計師都會面臨一個更大的挑戰(zhàn),。每種新工藝及其特殊器件都有已知和未知的特異性以及微妙的二階和三階特性,；這些都是每個人都必須去發(fā)現(xiàn)的“個性化”特質(zhì)，以避免后面花整晚/漫長的周末時間來解決那些難以捉摸的故障,，并防止發(fā)生似乎隨機的現(xiàn)場問題,。

你用過任何GaN功率器件嗎？你有可能尋找使用它們嗎,？你對用非硅工藝進(jìn)行器件設(shè)計或?qū)⑺鼈兞腥肽愕牟牧锨鍐问菬嵝?、冷淡還是害怕呢？