开发氮化镓器件的主要方向之一是微波功率器件。微波器件的功率特性经常以器件每单位栅极宽度所对应的输出功率来表示和进行比较。微波晶体管的源-漏电流靠栅极来控制。为提高输出功率和工作频率,其栅极要尽可能宽(垂直于电流方向的尺寸)而短(沿电流方向的尺寸)。栅极宽可允许通过更大的电流,提高输出功率;栅极短则可缩短电子在器件中的渡越时间,提高工作频率。2004年,康奈尔大学和加州大学的氮化镓功率器件研究小组同时研制出10GHz频率下功率密度达到或超过10W/mm的GaN晶体管。与之相比,其他材料的能力相差甚远。众所周知,普通硅管只能有效放大最高2-3GHz频率的信号。碳化硅微波器件有可能在功率密度上接近GaN的这个水平,但相应的工作频率不超过3.5GHlz;或者频率能达到10GHz,但功率密度不到GaN的一半。砷化镓微波晶体管的频率可以达到10GHz,但相应的功率密度不到1W/mm。SiGe/Si异质结微波晶体管的频率可以更高,但跟砷化镓一样无法实现较高的功率密度。