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MACOM公司助力硅基GaN產(chǎn)品低價(jià)入市,加速商用進(jìn)程

發(fā)布時(shí)間:2015-11-11 責(zé)任編輯:wenwei

【導(dǎo)讀】氮化鎵(GaN)作為下一代射頻微波器件的重要技術(shù),在擴(kuò)大市場(chǎng)滲透率時(shí)一直受限于高成本。日前MACOM公司展示的第四代GaN產(chǎn)品采用硅做襯底,同時(shí)還將塑料封裝用于硅基GaN器件上,在降低成本的同時(shí)提高了10%的效率和4倍的功率密度。加速了GaN器件商用的進(jìn)程。
 
作為高帶隙半導(dǎo)體材料,氮化鎵(GaN)被認(rèn)為是下一代射頻微波器件的重要技術(shù)。但是一直以來高成本,成為GaN器件擴(kuò)大市場(chǎng)滲透率的障礙。現(xiàn)在這樣的局面有望得到改觀。日前,MACOM公司向中國市場(chǎng)展示了其第四代GaN產(chǎn)品,該產(chǎn)品由于采用硅做襯底——以往的GaN通常采用昂貴的SiC做襯底——大大降低了器件的成本。與此同時(shí),MACOM還將塑料封裝用于硅基GaN器件上,進(jìn)一步拉低了整體的成本,預(yù)計(jì)其成本結(jié)構(gòu)將低于目前市場(chǎng)主流的LDMOS射頻微波器件,而其效率比LDMOS器件要高出10%,功率密度也是LDMOS器件的4倍,成本效益明顯。
 
MACOM公司射頻和微波業(yè)務(wù)高級(jí)副總裁兼總經(jīng)理Greg Baker分析說,目前全球射頻微波器件總市場(chǎng)超過97億美元,其中高性能射頻與微波器件市場(chǎng)容量超過30億,這也是硅基GaN器件的目標(biāo)潛在市場(chǎng)。在對(duì)目前射頻與微波器件的各個(gè)細(xì)分市場(chǎng)進(jìn)行分析后,Greg Baker認(rèn)為除了雷達(dá)這個(gè)對(duì)性能敏感的應(yīng)用之外,其他幾個(gè)重要領(lǐng)域都是硅基GaN器件的目標(biāo)市場(chǎng)。簡(jiǎn)言之,MARCOM就是希望用硅基GaN器件去替代現(xiàn)有市場(chǎng)主流的LDMOS和GaAs器件,引領(lǐng)技術(shù)的更新?lián)Q代。Greg Baker坦言,目前在傳統(tǒng)的GaN市場(chǎng)上,MACOM有10%的份額,但是他們的目標(biāo)并不是去搶占現(xiàn)有市場(chǎng),而是通過性價(jià)比優(yōu)勢(shì)去快速擴(kuò)大硅基GaN商用范圍,在新增市場(chǎng)中擴(kuò)大自己的領(lǐng)地。
 
圖1,在諸多領(lǐng)域,硅基GaN器件可替代現(xiàn)有主流的LDMOS和GaAs器件
圖1,在諸多領(lǐng)域,硅基GaN器件可替代現(xiàn)有主流的LDMOS和GaAs器件
 
與LDMOS相比,GaN技術(shù)優(yōu)勢(shì)十分明顯,它具有更高的帶寬、頻率以及功率密度。在0.25微米工藝下GaN器件頻率是LDMOS的4倍;帶寬方面,使用GaN時(shí)帶寬可增加20%,而LDMOS只用3-4%;相較于LDMOS器件 1-2W/mm的功率密度,GaN可達(dá)到6-8W/mm。同時(shí),在耐用性方面,GaN的優(yōu)勢(shì)同樣明顯,它具有3.4eV的高帶隙,擊穿電壓超過200V、能夠承受更高的輸入/輸出錯(cuò)配,具有更高的結(jié)溫,平均無故障工作時(shí)間可達(dá)100萬小時(shí)。此外GaN在效率和線性度上也極具優(yōu)勢(shì)。因此,一旦在成本上與LDMOS具有可比性,GaN器件市場(chǎng)的成長指日可待。
 
在應(yīng)用領(lǐng)域方面,測(cè)試測(cè)量?jī)x表、雷達(dá)、射頻能量和地面移動(dòng)無線電是GaN主要的目標(biāo)市場(chǎng)。Greg Baker認(rèn)為,由于具有出色的高頻特性,因此在4.5G和5G移動(dòng)通信方面GaN一定會(huì)成為主流。值得一提的是,在微波能量領(lǐng)域,盡管目前市場(chǎng)不大,但Greg Baker預(yù)測(cè)在2020年會(huì)有顯著增長。“目前我們的GaN產(chǎn)品已經(jīng)在很多客戶的Design-in項(xiàng)目中,2016年會(huì)是有突破的一年。” Greg Bake說。
 
之所以在硅基GaN器件的制造工藝上取得突破,MACOM前幾年的一系列并購活動(dòng)起到了至關(guān)重要的作用,通過并購NITRONEX公司,MARCOM獲得了硅基GaN方面很多核心的技術(shù)和IP。Greg Bake介紹,目前硅基GaN器件的前道工序是在MACOM自己的6寸晶圓廠完成的,良率能夠達(dá)到70-80%,未來為了適應(yīng)不斷增加的市場(chǎng)需求,可以平穩(wěn)過渡到8寸生產(chǎn)線,以達(dá)到產(chǎn)能要求。對(duì)于戰(zhàn)略性客戶,MACOM還將提供長期合同承諾,確保客戶的供應(yīng)鏈安全。
 
此外,在塑料封裝方面,MACOM目前最大的功率可以做到300W,不久將能夠達(dá)到600W,擺脫陶瓷封裝的高成本制約,這也會(huì)為硅基GaN器件的市場(chǎng)拓展提供更大的加速度。
 
Greg Bake概括道,MACOM硅基GaN技術(shù)的目標(biāo)就是實(shí)現(xiàn)高于LDMOS的性能,低于LDMOS的成本,讓GaN器件在高性能射頻微波市場(chǎng)大行其道。
 
 
 
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