ガリウム（Ga）と窒素（N）で構成する化合物半導体。バンドギャップが3.45eV（光の波長で約365nmに相当）とSiより3倍広い。この特性を生かして，主に光デバイスでの応用例が多い。インジウム（In）やアルミニウム（Al）を混ぜてバンドギャップを調整することで， LEDや青紫色半導体レーザといった発光デバイスが既に実用化している。
GaNはバンドギャップが広いため，青色や緑色といった比較的短い波長の光を発生できる。青色LEDや青紫色半導体レーザでは，GaNにInを加えたInGaNを用いている。バンドギャップの広さ以外にも，GaNは絶縁破壊電界が高い，電界飽和速度が大きい，熱伝導率が高いといった，半導体材料として優れた特性を備える。さらに，HEMT（high electron mobility transistor）構造を取るGaN系半導体素子はキャリア移動度が大きく，高周波素子に適する。「2次元電子ガス層」と呼ばれる，高速に電子が流れる領域が発生するからだ。しかも，絶縁破壊電界はSiやGaAsより大きいので，耐圧が高く，より高い電圧を印加できる。このため，携帯電話基地局などの高周波パワー・アンプ回路にGaN系HEMTを利用すると，電力付加効率が向上し，消費電力を抑制できる。
最近では，インバータやコンバータといった電力変換器などで用いるパワー素子としても期待を集めている。Si製パワー素子と比較して，電力損失を大幅に低減できるためだ。絶縁破壊電界が高く，素子を薄くしてオン抵抗を小さくできるので，導通損失が低減する。
GaN系パワー素子は，電力変換器の小型化にも向く。Si製パワー素子に比べて，高いスイッチング周波数で動作可能で，周辺部品を小型化できるためである。加えて，熱伝導率が高いため，冷却機構を小さくできる。こうした理由から，サーバー機や，ハイブリッド車や電気自動車，白物家電を手掛けるメーカーなどが，GaN系パワー素子に注目している。サーバー機の電源には，2011年にも搭載されそうだ。
