儘管GaN與GaAs的競爭趨於白熱化，但GaN仍在SWaP-C需求(尺寸、重量、功率、成本)日漸嚴苛的局面下持續勝出，在寬頻和窄頻應用的全頻譜範圍內都是如此。
隨著功率與頻率不斷提高，GaN明顯從眾多競爭技術當中脫穎而出。以X頻段為基準，通訊晶片業者的目標是在輸出功率、增益、功率增進效率上實現卓越效能，同時運用其專為商業、軍事用途雷達和通訊系統、電子作戰等應用所設計的功率放大器產品組合，將產品尺寸縮到最小。圖1顯示這些應用支援的功率等級範圍。
GaN提升設計彈性和效益
GaAs在X頻段功率的基準測試達到25W，具備多級增益和30%左右的功率增進效率，較低功率的選項則可達到40%的效率。達到此效能的條件為改採高電壓pHEMT技術，在最高15V的汲極電壓下作業。這項技術關聯的功率密度略高於1W/mm。雖然優於標準的0.25μm pHEMT技術，卻未如預期帶動系統設計的改變。
但GaN的確帶來了變化和更多選項，讓系統設計人員能靈活達到新一代的效能、縮小外型尺寸，或同時實現這些優點。這項技術一開始將重點放在縮小外型尺寸，同時維持或提高功率效能。但在X頻段市場轉移至GaN後，使用者開始注意到它的效率並未優於先前的GaAs解決方案。雖然這並非GaN技術的缺點，而是產品本身的開發重點所導致。若以高功率和最小尺寸為目標，勢必無法達到最佳效率。表1比較使用GaAs和GaN的基準X頻段功率放大器。
如表1所示，在特定的功率等級下，PAE大致上不變，GaN稍微勝出。不過，選用GaN的解決方案尺寸縮小大約70%。能縮小如此高比例的尺寸，是因GaN擁有更高的功率密度，加上更好的熱管理能力。因為GaN在接面(Tj)溫度提高時，具有較佳的可靠度。GaAs在1E6 MTTF下的Tj基準測試為150℃，GaN的溫度結果則延伸到200℃。這能為系統設計帶來更多彈性和成本效益，是舊型GaAs解決方案無法達到的水準。
GaN有效縮小晶片面積
另一項市場趨勢則是改變高功率放大器的封裝，從大尺寸凸緣式封裝轉為表面黏著技術(SMT)。對大尺寸的GaAs放大器來說，這項轉型的難度更高。晶片尺寸變大，會導致熱膨脹係數(CTE)不匹配敏感度、出現孔洞及其他機械耐用度等問題，從而提高品質風險。使用GaN則能縮小晶片面積，進而改用尺寸較小的SMT封裝，因此更能支援高功率。但是，將更高的功率密度納入更小的尺寸中，會大幅提高散熱系統所需管理的熱通量，連帶影響系統層級的熱管理效能。
因此，在X頻段效率大致不變的情況下，為了實現目標效能，系統層級的熱設計變得越來越重要。在不同的程度上，氣冷和水冷系統搭配各種專有技術，都能有效達到上述效果。更加瞭解系統設計的限制後，還必須調整元件開發的重心，才能滿足系統需求。
降低汲極電壓，或調整放大器設計的效率負載目標，都可以逐漸改善PAE。不幸的是，這會減損功率密度的效益，有違GaN的開發宗旨。依此方向發展，終將提高晶片尺寸，並進而減弱GaN所帶來的優勢。降低汲極電壓，也可能因I2R耗損提高而使系統效率下降，但這卻可能是最好的妥協方案。
藉由降低汲極電壓，放大器設計人員可以設定更高的效率負載目標。為了滿足目標的功率等級，將需要更多FET周緣，因而加大晶片尺寸。加大晶片尺寸以達到特定功率等級，將可減少散熱系統需要管理的熱通量，但缺點是會增加元件尺寸和成本。為了更有效管理系統熱負載並達成預期的射頻效能，顯然放大器開發人員需要在輸出功率、PAE和外型尺寸間找出適當平衡。牽涉到的設計因素則因應用的頻率及頻寬，以及目標輸出功率而有所不同。
不只是X頻段的問題，當系統開發人員更深入瞭解其設計限制時，為了在整個頻譜內達成系統效能與成本目標，元件效率對於功率和增益規格也即將變得同等重要。事實證明，高效率的GaN解決方案可為整個系統帶來顯著的成本效益。除了縮小系統設計，也能降低散熱系統的複雜度，這一點有利於熱管理選項有限的應用，例如航空系統。
GaN逐漸成為整個頻率範圍和各市場最佳技術選擇。最初GaN產品開發重點在提高輸出功率和縮小外型尺寸。但隨著出現系統層級的熱限制後，重心轉移到改善效率平衡，這有助整個系統降低功耗和減輕熱負載。在GaN引領下，新一代的系統逐漸實現。
