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半导体

IC China2019丨苏州能讯高能半导体有限公司董事总经理任勉:5G和高频应用让氮化镓大有用武之地

编者按:日前,第二届全球IC企业家大会在上海举办。作为六个分论坛之一的化合物半导体产业趋势论坛同期举办,分论坛由赛迪智库集成电路研究所、中国宽禁带功率半导体及应用产业联盟承办,主题为《迎接化合物半导体的产业化浪潮》,与会专家就化合物半导体材料、芯片、设备等发展现状及未来趋势进行了研讨。

苏州能讯高能半导体有限公司董事总经理任勉:

氮化镓产品类型和对应的市场不断发生变化,5G和高频应用让氮化镓大有用武之地。3.5GHz是一个分水岭,3.5GHz及以上频率,氮化镓工艺有全面的优势,无论是带宽、线性度、增益还是效率,硅器件都无法与氮化镓竞争。氮化镓可以减小Massive MIMO基站的体积,氮化镓的功率密度比当前LDMOS技术高20多倍,每单位面积可将功率提高7到10倍;氮化镓裸片尺寸为LDMOS裸片尺寸的1/7至1/10,寄生电容大幅减少,可以更好地发挥射频特性;氮化镓具有更高功率密度特性,能够实现更小器件封装,因而非常适用于Massive MIMO天线系统;氮化镓的大带宽特性能够使得单个氮化镓射频功率器件替代LDMOS器件组合,使基站的体积不断减小,成本不断下降。

氮化镓非常适合于制造5G和毫米波射频前端系统,如大带宽和高效率功率放大器(PA)、大功率大带宽开关(RF SWITCH)、低噪声高功率压控振荡器(VCO)、高可靠大带宽低噪声放大器(LNA)。

GaN高频芯片相比低频芯片,还有一些技术难题需要突破:首先,高频条件下,缺陷的释放时间要求更加严格,因此芯片的效率显著下降;其次,高频条件下寄生电容和电阻的影响增加,因此缩小栅长不能有效提升增益;再次,高频器件有严重的短沟道效应,影响功率增益和效率;最后,亚微米栅会增加栅极边缘电场,造成更高的漏电,降低击穿电压并引入可靠性问题。上述4个问题,涉及器件本身加工,同时也涉及PDK、建模以及与上游其他相关方合作,若解决这些问题,需要业内同行加大投入,齐心协力做好氮化镓产业。

责任编辑:马利亚


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