氮化镓是什么?
首先我要反对第三代半导体这个说法，一般我们说第一代，第二代之类的称呼，都是指新一代将全面替代前一代产品，并且代际之间的用途比较接近，比如第一代苹果手机，第三代战斗机，基本上功能类似，后一代全面取代前一代。
但是氮化镓的用途只是功率和射频，比如充电器，信号基站等等，相比于所谓第一代半导体硅的全面功能（数字，存储，功率，射频。。。），实在只能做个弟弟，还是小弟弟。所谓的“第三代”半导体完全是营销概念，氮化镓不能全面取代硅，也不能一己之力使得我国半导体产业弯道超车。
很多答主都已经说了，氮化镓是一种新型半导体材料。最开始氮化镓的主要用途是蓝光LED，就是我们电视，手机，显示屏的哪个LED，也是汽车华丽灯组里的LED。正因为我国成为世界第一的LED大国，才有了充足的氮化镓生产能力，即将孕育出新一代氮化镓功率和射频器件产业。
能用来干什么
上文已经提到了，氮化镓可以用来做各种充电器。但其实氮化镓只是充电器其中的一小部分。氮化镓会被做成一个晶体管，负责高速的开关，使得原本的直流电变成交流电，而交流电可以很容易的转换电压，并且频率越高，转换电压需要的线圈体积就越小，于是氮化镓晶体管的一个重要发展方向就是提高开关频率，最终可以实现缩小充电器的体积，因为充电器里最占地方的就是线圈及其配套组件。
这是一只65W手机快充的电路板，红圈里面是一个氮化镓芯片
如上图所示，氮化镓只是一个充电器中的一部分，通常情况下其成本占总成本的10%-20%. 最近因为氮化镓产品价格战开打，可能实际成本还要再下降一点。
你能想到的各种充电器，包括手机，电脑，电动车，电瓶车，几乎所有需要变压器的地方，都可以用氮化镓，但是因为成本比硅基的要高一点儿，所以很多时候能不用就不用。我们公司甚至也调研了最近大火的电动滑板车市场，不过因为过于小众，产量不足以收回成本而放弃。
另一方面，氮化镓除了所谓功率器件，还可以作为射频器件，当然同样利用其晶体管的开关性质。不过这次，这只开关需要实现从关断到打开之间的连续变化，从而放大产生无数正弦波组成的信号。我们的手机和基站都是由晶体管把电路中由数字芯片产生的微弱的信号放大发射出去，再用晶体管把天线接收的微弱信号放大再转换成数字信号输入给数字芯片。一般来说，信号频率越高，晶体管放大器的效率越低，大部分能量都会浪费产热。4G时代的信号大多数集中在600-800MHz，而到了5G时代信号频率会增加到6GHz 甚至30GHz以上，当前的硅基器件基本上都不能实现这么高平率的高效信号转换。氮化镓在这方面会比硅好一些，具体原因下面讨论。因此氮化镓在未来的射频领域会有非常重要的作用。
为什么能比硅好
这里就不得不祭出这张图了。
在晶体管中，电阻和最大耐压是一对冤家，想要电阻小，就必须缩小栅极和漏极之间的距离，但是这两者距离越小，耐压能力越差，这个关系就是上图中的三条直线，分别代表了硅，氮化镓和碳化硅的电阻与耐压之间的限制关系。我们可以发现，在同样的耐压下，氮化镓和碳化硅可以实现比硅小三个数量级的最小电阻，因此可以大大提高器件的工作效率，也就是可以减小器件的损耗。
对于射频器件，那就要祭出下面这张图了。
这张图里总结了当下一些常见的射频放大器的工作频率与最高耐压之间的关系，可以看出在同一材料下这二者也是一对冤家，耐压越大，工作频率就越低，而氮化镓相比硅而言可以在相同耐压下频率提高一个数量级（十倍），相对于手机中常用的所谓第二代半导体GaAs 和InP 也可以提高3-5倍。
有关晶体管结构和工作原理在我另一篇专栏里有更为详细的介绍，感兴趣的读者请移步。
为什么芯片上的晶体管越做越小 https://zhuanlan.zhihu.com/p/264747511
由此可见，在功率和射频领域，氮化镓都具有相当明显的性能优势，这也是为什么最近一段时间这个领域如此之火热的原因。
作为从业者我非常欣喜这个一直不温不火的领域终于开始获得市场的认可，但同时也希望市场不要过热，半导体始终是一个需要精耕细作的领域，泡沫式的发展最终会带来的只是一地鸡毛。
我个人估算氮化镓的功率和射频市场满打满算总和应该在20亿美元左右的市场，然而相对于硅基半导体动辄4000亿美元的市场来看，连小弟弟的都算不上。希望今后少点炒作“第三代半导体”，多一点踏踏实实的产品开发工作，毕竟我们器件工程师要靠最后的产品养活。
参考文献
https://dspace.mit.edu/handle/1721.1/87927
https://www.ednchina.com/news/202004201131.html
本文转自知乎本人的一篇回答。
