パワーデバイスとしては特異な横構造を採る窒化ガリウム（GaN）。材料として類まれな特性の良さからアルミニウムとの混晶や縦型化といった幅広いデバイスの研究が活発だ。「高耐圧はSiC、低耐圧はGaN」というすみ分けはもはや通用しなくなりそうだ。車載や再生可能エネルギーといった高耐圧のアプリケーション、さらには第6世代移動通信システム（6G）を見据えた高出力の高周波デバイスが本命用途となる。
小型電源やLiDAR（レーザー光による測距技術）への採用が進む窒化ガリウム（GaN）パワーデバイス。社会実装が始まってからまだ日が浅いが、現在の「横型GaN」（AlGaN/GaN HEMT）と呼ばれるデバイスの次を見据えた開発が早くも活況を迎えている。その有力候補が、横型GaNの兄弟ともいえる一連の“GaNファミリー”だ。
“GaNファミリー”は、ガリウム（Ga）とアルミニウム（Al）を混晶化した窒化アルミニウムガリウム（AlGaN）、横型・縦型などがあり、種類に広がりを持つのが特徴である（図1）。現在の技術的な成熟度から予測すると、2段階で発展していきそうだ。
第1段階は、（1）GaN基板を用いて縦に大電流を流す縦型GaN、（2）AlN基板上にAlGaNを形成する横型AlGaN（AlN/AlGaN HEMT）、（3）AlGaN/GaN HEMTのAlGaNをAlNに置き換えた特殊なGaN HEMT（GaN on AlN）。これらよりも技術的ハードルが高いのが第2段階のデバイス群で、こちらは（1）横型AlNパワーデバイス、（2）縦型AlGaNである。
こうした“GaNファミリー”は、現在のGaNよりも適用領域がずっと広い。そのほとんどの製品が耐圧650V以下の現在の横型GaNに対し、耐圧1000V～数千Vが視野に入る横型AlGaNや縦型GaNは、電気自動車（EV）や再生可能エネルギーなど、幅広い分野での需要が見込める。今後の展開によっては、シリコン（Si） IGBTや炭化ケイ素（SiC）、酸化ガリウム（Ga2O3）と競合することもあり得る。
さらにパワーデバイス用途のみならず、高周波デバイスの高出力化にもつながる。数百GHz～1THzの動作周波数が求められる第6世代移動通信システム（6G）用素子にまず使える。よりハイパワーなレーダーや衛星通信は、GaNでは対応しにくく、AlGaNのような高耐圧の材料の方がデバイス性能を上げられる。
