AI核心世界 - 技术:硅基GaN,艾迪安剑在5G时代。

热门新闻 2018-11-07 13:36:06

  

   几十年来,横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS)技术一直主导着RF半导体市场的商业应用。如今,这种平衡发生了变化,GaN-on-Si技术已成为取代传统LDMOS技术的首选技术。与LDMOS相比,硅基GaN的性能优势已得到确立。——提供超过70%的功率效率,每单位面积的功率增加4到6倍,并且可以扩展到高频。同时,全面的测试数据证实,硅基氮化镓符合严格的可靠性要求,其射频性能和可靠性与昂贵的GaN-on-SiC替代技术相当甚至超越。硅基GaN器件工艺能量密度高达、高可靠性,晶圆可制成非常大,目前8英寸,未来可以10英寸、12英寸,晶圆的长度可以延长到2米。硅基GaN器件具有高击穿电压、低导通电阻、快速开关速度、零反向恢复电荷、小尺寸和低能耗、抗辐射优势。从理论上讲,在相同击穿电压和导通电阻下的芯片面积仅为硅的千分之一,目前可以实现十分之一。如果硅基GaN器件存在任何缺点,那么单个产品的价格就很昂贵。但是,据我们所知,使用该器件后,所需外围电子元件、冷却系统的成本大大降低。尽管GaN在单个器件成本方面比硅基器件更昂贵,但是系统的总成本,GaN和硅基器件之间的成本差距非常小,并且在大规模生产之后可以实现比硅器件更高的性能。 。更低的花费。鉴于5G基础设施的扩建将以前所未有的速度和规模进行,人们越来越关注GaN基GaN和GaN基GaN的成本结构,以及、制造和快速响应能力以及供应链的灵活性和固有性可靠性。作为下一代无线基础设施独有的杰出半导体技术,硅基GaN有望通过LDMOS成本结构和支持大规模需求的商业扩展功能实现卓越的GaN性能。最近,意法半导体和MACOM联合宣布计划将硅基GaN技术引入主流RF市场和应用,标志着GaN供应链生态系统的重要转折点。此次合作预计将使硅GaN技术经济高效地部署和扩展到4G LTE基站和大规模MIMO 5G天线。天线配置的绝对密度对于功率和热性能非常有价值,特别是在较高频率时。通过适当的开发,硅基GaN的功率效率优势将对无线网络运营商基站的运营成本产生深远的影响。巧合的是,STMicroelectronics和CEA Tech的研究机构STMicro宣布联合开发硅基氮化镓(GaN)功率开关器件制造技术。基于硅的GaN功率技术将使ST能够满足高性能、高功率应用,包括混合动力和电动车充电器、无线充电和伺服。此次合作的重点是开发和验证功率二极管和晶体管,用于在200mm晶圆上制造先进的硅基氮化镓结构。研究公司HIS预测,到2024年,市场将保持20%以上的复合年增长率。意法半导体和Leti利用IRT纳米电子学研究所的框架计划,在Leti的200mm研发线上开发工艺技术,并期望到2019年完成可验证的工程样品同时,意法半导体还将建立包括GaN / Si异质外延工艺在内的高质量生产线,并计划到2020年在法国的前晶圆工艺厂首次生产。硅基GaN的开发从早期开发到商业规模应用无疑是最具颠覆性的技术创新过程,为射频半导体产业开辟了一个新时代。