金剛石氮化鎵技術的應用，對射頻和功率器件的發展意義重大。金剛石&氮化鎵的結合，被認為是支撐未來高功率射頻和微波通訊、宇航和軍事系統以及5G和6G行動通訊網路和更復雜的雷達系統的核心技術。
目前，GaN基器件已廣泛用於光電子、射頻和汽車領域。但GaN 基功率器件的高頻高功率效能優勢因為有源區結熱問題而未能充分發揮，傳統襯底及封裝散熱技術難以解決“熱”瓶頸難題。金剛石是一種效能優異的寬禁帶半導體材料，作為新型熱管理材料，其具有超高熱導率，因此在高頻、大功率GaN 基高電子遷移率電晶體（HEMT）和電路的散熱方面極具應用潛力，近幾年來一直是國際研究的熱點。
自2003年美國Felix Ejeckam發明了金剛石上的GaN，以有效地從GaN電晶體中最熱的位置提取熱量，至今已過去十餘年，GaN&Diamond結合經過多種探索和研究，歸納起來有三種方式（如下圖）：(1) 將金剛石鍵合到 GaN 晶片或直接鍵合到有/沒有粘附層的 HEMT 器件；(2) 在單晶或多晶金剛石襯底上的 GaN 外延生長，然後製造 HEMT 器件， (3) 在 GaN 或 HEMT 器件的正面或背面上生長奈米晶或多晶金剛石。
用於 HEMT 器件的金剛石基 GaN 晶片的製造。 S：源極，D：漏極，G：柵極。
在金剛石氮化鎵的應用早期都圍繞著蜂窩基站和軍事通訊展開，國際上開展此項研究的不乏通訊射頻領域的巨頭企業，就美日韓而言，對於金剛石氮化鎵的應用研究已歷經近20年的時間，而曾經的實驗室研究型材料已經走向商業化和產業化。
美國
AkashSystems公司專注於開發和供應小型衛星(CubeSat)以及RF功率放大器。該公司生產GaN-on-Diamond 晶圓、GaN-on-Diamond RF 器件、金剛石基 GaN MMIC 和放大器等適用於衛星通訊系統的產品。
Qorvo，全球領先的RF廠商，佈局天線、功率放大器晶片、濾波器和射頻開關等產業。應用GaN-on-Diamond技術使新一代射頻放大器的體積縮小了三倍，且功率是目前GaN解決方案的三倍。Qorvo與 美國國防高階研究計劃局 (DARPA)合作，力求金剛石氮化鎵技術領域取得新突破。
Lockheed Martin,全球知名的安全和航空航天公司，該公司使用的ICECool技術非常適用於GaN-on-Diamond，致力於消除器件熱阻以利用GaN的全部射頻功率處理能力,在電子戰、雷達、高效能計算機和資料伺服器中均有應用。
日本
三菱電機（Mitsubishi Electric）在工業及重電裝置、衛星、行動通訊裝置及尖端半導體等領域佔據領先地位，其生產直接鍵合在金剛石襯底上的多單元結構GaN HEMT，旨在提高行動通訊基站和衛星通訊系統中高功率放大器的功率附加效率。
韓國
RFHIC是一家全球領先的設計和製造射頻和微波器件的綜合產品組合的綜合服務商。生產GaN/Diamond epitaxial wafer（外延片）和GaN/Diamond HEMT用於功率放大器、發射器，目標市場是高功率國防武器、ISM(工業、科學和醫療)以及高功率5G無線通訊。
國際巨頭對於金剛石氮化鎵的應用市場鎖定商用基站、軍用雷達、衛星通訊和氣象雷達等高頻高功率應用，並且已開始針對5G基站應用進行大規模生產。事實上，隨著研究的深入，金剛石氮化鎵的用武之地不限於通訊衛星和國防軍工，在電力電子、光電子等領域也具有無限可能。
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通訊衛星應用
在通訊衛星行業中，無線電通訊、電子戰、雷達和其他領域對半導體材料的頻寬和效能都提出了更高層次的要求。GaN & diamond結合，充分利用金剛石的超高熱導率（1000-2000W/m.K），可以比使用矽、碳化矽、藍寶石等其他材料更有效且高效地散熱。此外，金剛石高擊穿場、高飽和速度、出色的熱效能等特性，有助於長距離或高功率水平的訊號傳輸，這一特性促使GaN & diamond在射頻應用中脫穎而出。
此外，具備高導熱性、機械強度、電絕緣性、低重量和化學惰性等獨特特性組合的金剛石，為高頻有源半導體提供更好的電氣裝置操作、更低的操作溫度、更高的可靠性和更長的使用壽命，因此被認為是用於高功率密度/高頻裝置的絕佳材料。
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國防軍工應用
在國防軍事中，防禦裝置的響應能力、高度整合、長期可靠性等，都是考量的重要因素。由於高擊穿電壓和快速散熱能力，促使GaN on Diamond在國防工業中起到至關重要的作用。
金剛石基氮化鎵HEMT（高電子遷移率電晶體），在高頻操作中穩定可靠，且能夠更好地利用各種電磁頻譜，從而提高軍事和國防蜂窩手機、衛星和無線技術等的效能。近年來全球地緣政治緊張局勢加劇，各國政府在航空航天和國防領域的投入不斷增加的背景下，將極大推動金剛石基氮化鎵HEMT的應用和發展。
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其他應用
金剛石氮化鎵在商業領域擁有巨大的應用空間，應用領域主要在微波射頻、電力電子和光電子。微波射頻包括5G通訊、雷達預警、衛星通訊等；電力電子包括智慧電網、高速軌道交通、新能源汽車、消費電子等；光電子包括LED燈、鐳射器、光電探測器等。在這些關鍵產業的技術升級、產品迭代中，金剛石基氮化鎵或是顛覆行業的重要突破口。
化合積電為我國率先開展GaN&Diamond研究的企業，在GaN&Diamond三種結合方案中，均取得了突破性進展。現有GaN on Diamond、Diamond on GaN以及GaN&Diamond鍵合所需金剛石熱沉片，對標國際一流。化合積電現有金剛石熱沉片和晶圓級金剛石產品技術指標達到世界領先的水平，晶圓級金剛石生長面表面粗糙度Ra＜1nm，金剛石熱沉片的熱導率達1000-2000W/m.K。我們仍將持續科技創新，爭當科技進步的驅動者和貢獻者，讓前沿技術助力相關應用領域騰飛發展。
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