GaN-on-Si（氮化镓-on-硅） 是指将 GaN（氮化镓）薄膜生长在 Si（硅）基底上。这项技术结合了
GaN 的电性能优势 与
硅的低成本、高成熟度的制造平台，是当前推动 GaN 大规模商业化的关键路径之一，尤其在电源、5G、快充等应用中尤为重要。
???? GaN-on-Si 的优势
| 类别 |
优势说明 |
| 成本 |
硅基片便宜，尺寸大（可达8英寸、12英寸），比 GaN-on-SiC 或 GaN-on-sapphire 成本低 3~10 倍 |
| 工艺兼容性 |
可与现有 CMOS 工艺兼容，有利于与硅IC系统集成 |
| 大尺寸晶圆 |
易于扩产、提高良率、适合自动化量产 |
| 热性能 |
Si 导热性较好（150 W/mK），比蓝宝石强，但低于 SiC |
| 应用广泛 |
快充、电源转换器、电动汽车、数据中心、服务器等领域广泛应用 |
???? GaN-on-Si vs 其他 GaN 衬底方案
| 指标 |
GaN-on-Si |
GaN-on-SiC（碳化硅） |
GaN-on-Sapphire（蓝宝石） |
| 成本 |
★★★★★（最低） |
★★★（高） |
★★★★（中） |
| 散热性 |
★★★★ |
★★★★★（最优） |
★★ |
| 工艺兼容性 |
★★★★★ |
★★ |
★★ |
| 频率/功率表现 |
中高 |
高 |
低中 |
| 主流应用 |
电源、快充、消费电子 |
高端RF（雷达、卫星）、军用 |
早期照明/LED |
???? 技术挑战
虽然 GaN-on-Si 成本低，但也存在以下技术挑战：
| 问题 |
说明 |
| 晶格失配 |
GaN 与 Si 晶格常数差异较大（17%），易产生应力和位错，影响器件可靠性 |
| 热膨胀系数不匹配 |
导致晶圆翘曲或裂片，需要复杂的缓冲层设计（如AlGaN缓冲层） |
| 漏电控制 |
GaN-on-Si 容易出现栅极漏电，需要优化外延结构和终端处理 |
| 边缘终端设计复杂 |
高压器件要求更好的场控设计，避免击穿或电击穿通道 |
