硅基GaN的效率提升 商用市场将不断扩大
发布日期:2015-11-09 14:24

硅基GaN潜力大

近日,MACOM在京召开新闻发布会,MACOM全球销售高级副总裁黄东铉语出惊人,MACOM发明的第四代GaN——硅基GaN,由于成本大为降低,将取代目前的SiCGaN;由于硅基GaN的效率大大提升,也将取代GaALDMOS的大部分市场。

1 GaN的巨大潜力

如图1,左图绿饼是目前GaN的市场份额;如果把绿饼看成一张饼,就变成右图,右图的绿饼是目前GaN的市场,而未来潜在GaN射频是占绝大部分的蓝海。

至于上图的左图中,还有这样的补充解释:灰色的手机的功率放大器市场还是会存在的,比如基站、微波点对点回传网络设备的市场。只不过MACOM新的GaN产品针对的市场主要用的是LDMOS和在高频部分用的坤化镓(GaAs)的功率放大器。

另外,MACOM新的GaN产品目标是取代大部分,还有一小部分因为对于性能是最关心的,例如雷达等的应用(如图2),会采用SiCGaN

2 GaN的目标市场

目前MACOMGaN市场占有10%的份额,竞争对手有飞思卡尔、NXPQorvo等。但是MACOM的杀手锏是第四代GaN,希望以此巩固和开拓新的市场。

第四代GaN揭秘

GaN(氮化镓),也称为宽带隙半导体。MACOM射频和微波业务高级副总裁兼总经理Greg Baker详细介绍了其第四代产品的特性:100W时,效率超过70%19dB增益;效率比LDMOS高出10%;功率密度为LDMOS4倍,预期成本结构地狱LDMOS

为什么硅基GaN成本能跟LDMOS接近?因为GaN比硅成本要高很多。Greg称,二者硅衬底部分的结构是一样的,但是GaN的管芯(die)成本确实贵。好处在于GaN放大器管芯部分功率密度是LDMOS46倍,所以管芯尺寸远远小于LDMOS的,这样就可以平衡整体的成本。

为什么MACOM能硅基GaN?因为MACOM曾收购了Nitronex硅基GaN功放的公司(3),这家公司成立于1999年,专注于硅基GaN功放研发的,到目前为止有超过15年的经验。MACOM是基于Nitronex特殊的技术、经验继续发展硅基GaN功放的产品,拥有很多专利。

收购Nitronex公司,开拓了硅基GaN市场

硅基GaN的生产与产能

关于硅基GaN生产的良率,管芯级的测试是70%80%的通过率。随着我们对生产工艺的熟悉,随着生产数量越来越多,我们有更多的经验以后会把通过率再提升一些。”Greg指出。

出货量方面,MACOM现在用6英寸的晶圆来生产GaN管芯(die),满足现在的需求没有任何问题的。未来,该公司会扩展产能,使用8英寸的晶圆来生产这些产品。

另在针对中国市场方面,MACOM也注意到大功率功放客户需求,特别是中国市场的一些特点可能在短期内会有爆发性的需求。因此MACOM会跟一些主要客户紧密合作,提供长期订单这种操作方式,即可能跟客户配合去做一年的需求和订单计划,这样能保证交货期和总产能能够满足客户的要求。

产品与应用

现在MACOM的硅基GaN塑封最高功率可以达到300W,下一步是600W1000W的现在还是陶瓷封装的产品。

从应用上来讲,LDMOS转成硅基GaN,还需要加一些元器件,目前不太可能做成pin to pin(引脚-引脚),因为有一些大功率GaN的产品要用50V的漏极供电电压。LDMOS通常都是28伏。但客户也有很多经验,一般转成GaN都不会有太大的难度。

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来 源:仪器仪表商情网
编辑:Stanford
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