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高功率元件應用研發聯盟

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MACOM發佈第四代氮化鎵技術

至今為止,半導體材料大致可以分為三代。第一代半導體是矽,主要解決資料運算、儲存的問題;第二代半導體以砷化鎵為代表,被應用於光通訊,主要解決資料傳輸的問題;第三代半導體以氮化鎵為代表,它在電和光的轉化方面效能突出,在微波訊號傳輸方面的效率更高,所以可以被廣泛應用到照明、顯示、通訊等各大領域。

GaN主要市場和應用領域

但是現實中,自然形成氮化鎵的條件極為苛刻,在自然界幾乎不可能實現,而人造氮化鎵的成本非常高。不僅如此,無論是氮化鎵晶片生產,還是以氮化鎵為襯底的晶片器件,都需要精密的納米加工工藝,技術門檻極高。這些都成為氮化鎵大規模應用的制約因素。

然而日前,MACOM卻宣佈,其第四代氮化鎵產品,將以非常好的成本優勢,在多個應用領域替代LDMOS、砷化鎵和以碳化矽為襯底的氮化鎵產品,使得氮化鎵產品大規模商業應用成為可能。

ACOM公司射頻和微波業務高階副總裁兼總經理Greg Baker興奮地向我們介紹到:“我們的第四代氮化鎵產品基於矽襯底,效率要比LDMOS高10%,功率密度是LDMOS的4倍,預期成本結構也低於LDMOS,同時利用MACOM的高功率塑料封裝技術,成功地促進了氮化鎵產品從高深的、政府資助型技術到批量生產的商業技術的轉變。”

 

MACOM 創新正引領GaN商業應用

據預測,射頻微波市場容量大概是100億美金,MACOM新的氮化鎵產品所針對的射頻微波大功率器件市場,其容量規模超過30億美金。目前,這部分市場中的主流應用是LDMOS和砷化鎵產品。與之相比,MACOM的第四代基於矽襯底的氮化鎵產品,可以說是綜合考慮效能與成本之後的極佳選擇。首先,在高頻應用中,氮化鎵功率放大器具有壓倒性的優勢;同時,氮化鎵功放能夠處理大的訊號頻寬,就5G行動通訊等應用來說,氮化鎵都有比較大的優勢。

第4代 GaN-Si(100W 效率70%)

正是因為如此,MACOM的第四代產品才吸引了安捷倫、羅德與施瓦茨等測試儀器儀表領域的廠商,華為、諾基亞、西門子等著名的無線通訊裝置商,以及西門子等醫療儀器領域的關鍵客戶的關注。

然而,基於矽襯底的氮化鎵產品的出現,並不意味著MACOM放棄了傳統的基於碳化矽的氮化鎵產品。在某些應用場合,例如氣象雷達、高速公路測速雷達或者是其他雷達等,對效率、頻寬等效能要求較高,且對成本不敏感的應用中,依然是傳統的基於碳化矽的氮化鎵產品的市場。MACOM將繼續為這類客戶提供越來越多新的產品。

“研發基於矽襯底的氮化鎵技術,主要是為將來5G行動通訊的發展一些新能源行業所需要的大功率器件做準備。雖然短時間內,微波射頻領域發展得會比較平緩,但MACOM還是會持續地在高功率氮化鎵技術上有所投入。我們相信當行動通訊發展到4.5G、5G時,氮化鎵的產品與技術必然會取代現有的LDMOS及其他大功率技術。” MACOM南亞太區銷售副總裁熊華良強調到。

除微波射頻外,光通訊也是MACOM快速增長的業務領域。尤其是“寬頻中國”戰略下,GPON、EPON取得飛速發展。MACOM的產品正好吻合了這個應用,所以2015年MACOM在這一市場進步神速。其次,最近這兩年中國的運營商已經開始大規模安裝100G幹線網路,而在100G的幹線網路上,MACOM也有全線產品支援和服務中國客戶。最後,高速資料的發展導致全球對於資料中心的建設都非常熱。在這一應用上,MACOM也提供全線的產品支援。

資料來源:電子技術應用

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