المزايا والتحديات والمضادة للتطبيق غان في مجال RF

في الوقت الحاضر، نيتريد الغاليوم (الجاليوم) التكنولوجيا لم تعد تقتصر على تطبيقات الطاقة، ومزاياه يتسللون أيضا في كل ركن من أركان صناعة RF / الموجات الدقيقة، وتأثير ذلك على صناعة RF / الميكروويف ينمو، ويجب عدم الاستهانة بها ، لأنه يمكن استخدامها من الفضاء، رادار عسكري لتطبيقات الاتصالات الخلوية.

وعلى الرغم من الجاليوم غالبا ما يرتبط ارتباطا وثيقا مضخمات الطاقة (PA)، فقد حالات الاستخدام الأخرى. منذ إطلاقه، وقد تم تطوير الجاليوم ملحوظا، ومع ظهور عصر 5G، قد يكون أكثر إثارة للاهتمام.

دور الجاليوم في الرادار والفضاء

نوعين مختلفين من التكنولوجيا الجاليوم هي الجاليوم على السيليكون (الجاليوم على سي) و الجاليوم على السيليكون كربيد (الجاليوم على اساس كذا). ووفقا لداميان ماكان، مدير الهندسة في RF MICROSEMI ل/ ميكروويف قسم المتقطعة المنتجات، الجاليوم على اساس كربيد ساهم بقدر كبير في الفضاء وتطبيقات الرادار العسكرية. اليوم، المهندسين RF يبحثون عن تطبيقات وحلول جديدة للاستفادة من الجاليوم على اساس كربيد. مستويات متزايدة من قوة الأداء والكفاءة التي تحققت من قبل الأجهزة، وخاصة في الفضاء وتطبيقات الرادار العسكرية.

الجاليوم هو واسعة المواد ذات فجوة الحزمة أشباه الموصلات مع صلابة عالية والاستقرار الميكانيكي، السعة الحرارية، منخفضة للغاية حساسية للإشعاع الحراري والتوصيل الحراري، وأفضل تصميم لتحسين الحجم والوزن والقوة (المبادلة) مزايا. ونحن نرى أيضا الجاليوم على اساس كربيد متجاوزا العديد من التقنيات المتنافسة، حتى في الترددات المنخفضة.

سيستفيد المصممين النظام من التكنولوجيا الجاليوم على اساس كربيد. PAM-شيامن وأوضح الطبيب فيكتور أن يقترن حراريا والتكنولوجيا صفح شديدة التكامل، بالاشتراك مع الجاليوم على اساس كربيد، يسمح لمصممي نظام يسعى إلى مستوى أعلى من التكامل، وخصوصا لتمديد الرادار الرئيسي لتغطية أكثر من نفس المنطقة الجغرافية. في الفرقة، يتم إضافة وظيفة الرادار من الدرجة الثانية. في التطبيقات الفضائية، والجدوى من الجاليوم على اساس كربيد مؤخرا في الازدياد، خاصة في التطبيقات حيث كفاءة الجاليوم هي مكملة لديها القدرة على العمل على ترددات أعلى. كثافة قوة موجة ملليمتر (mmWave) الجاليوم يجلب مجموعة جديدة من تقنيات التصميم التي يمكن استخدامها للعثور على مستويات أعلى من التعويض. الحل يجب أن تتجاوز السلطة والخطي في تعويض الطاقة، وتحتاج أيضا السيطرة على السلطة. أو تشغيل إلى مستوى VSWR متغير. وأشار أيضا إلى أن التكنولوجيا الجاليوم على اساس كربيد يمكن أن تحل محل تقنية كليسترون القديمة. وقال انه من المتوقع أيضا شعبية صفيف المسح الإلكتروني النشط (AESAs) ومكونات مجموعة مراحل في مجال التطبيقات الفضائية العسكرية والتجارية للوصول إلى مستويات جديدة من القوة، حتى لالميكروويف الدوائر المتكاملة متجانسة الجاليوم على اساس كربيد القائم (MMICs). في بعض الحالات استبدال التكنولوجيا كليسترون الشيخوخة. ومع ذلك، فإن عددا محدودا من 0.15 ميكرون الجاليوم على اساس كربيد المسابك رقاقة المؤهلة يعتبر من الموارد النادرة في السوق ويحتاج إلى مزيد من الاستثمار.

الجاليوم و5G الاتصالات

تكنولوجيا الجاليوم لا يقتصر على التطبيقات الفضائية والرادار. أنها هي التي تقود الابتكار في مجال الاتصالات الخلوية. ما الدور الذي يلعبه الجاليوم في شبكة 5G في المستقبل؟

Metal Organic Chemical Vapor Deposition (MOCVD) Product Director said that the booming 5G is expected to disrupt traditional cellular communications and create new opportunities for operators and service providers. 5G is currently being planned, with mobile broadband (mobile/tablet/laptop) transmitting at speeds in excess of 10 Gbps, while at the same time, Internet of Things (IoT) applications can achieve ultra-low latency. GaN is gradually replacing silicon (Si) in specific applications (ie RF amplifiers for 4G / LTE base stations). Next-generation 5G deployments will use GaN technology, and in the early days of 5G, GaN-on-SiC will increasingly be used in macrocellular networks. 5G will introduce GaN-on-Si to compete with GaN-on-SiC designs and enter small cell applications, which may then enter femtocell/home routers and even cell phones. GaN technology will be critical in terms of the higher frequencies used by 5G networks. The 5G will be deployed in multiple frequency bands and has two main frequency ranges, sub-6-GHz for wide area coverage and 20 GHz (mmWave) or higher for high density areas such as stadiums and airports. To meet the stringent 5G technology (faster data rates, low latency, large scale broadband) requirements, new GaN technologies are needed to achieve higher target frequencies (ie, the 28 GHz and 39 GHz bands). In addition, GaN technology will be very suitable for 5G mobile phones. From a technical point of view, 5G has a problem of attenuation, requiring multiple antennas to use spatial multiplexing techniques to improve signal quality. A dedicated RF front-end chipset is required for each antenna. Compared to gallium arsenide (GaAs) and Si, GaN has fewer antennas at the same power level. The resulting form factor advantage makes GaN ideal for 5G mobile applications.

تعمل PAM-شيامن مع الشركات الرائدة ومعاهد البحوث لتطوير الجاليوم على سي. أولا، يجب أن تودع طبقة الفوقي من سمك موحد والتركيب الهيكلي موحد على رقاقة بأكمله، والذي يتضمن عادة superlattice. الزبائن تتطلب أيضا واجهة التحكم الدقيق باستخدام واجهة حادة لتحسين خصائص الجهاز. ومن المستحسن أيضا أن يكون الصفر عيوب الذاكرة لدمج فعال مواد إشابة مثل المغنيسيوم والحديد في طبقة معينة. واستجابة لهذه الاحتياجات، وتتناول تقنية TurboDisc رقاقة واحدة تحديات الأداء الترانزستور، وفقدان RF، والتشويه التوافقي، وموثوقية الجهاز، وتوفير الرائدة تحكم إشابة والتوحيد التركيبي في حين خفض تكلفة النمو الفوقي في رقاقة. ويتحقق ذلك من خلال الاستفادة من تحكم فيلم ترسب رقيقة من نظام إدفع MOCVD لتحقيق النمو عازلة ذات جودة عالية وقدرتها على دمج هذه مواد إشابة. كما الأدوات والعمليات ذات الصلة لا تزال بحاجة إلى أن تنضج لزيادة القدرة على الإنتاج، وحجم السوق من الجاليوم على سي والجاليوم على اساس كربيد صغيرة وتظل التحديات. ومع ذلك، مع هذه العملية والتكنولوجيا تحسين التطبيقات 5G، ما زالت حالات الاستخدام. ارتفاع ديها امكانات ضخمة للتنمية.

ما وراء السلطة مكبر للصوت: الجاليوم القائم على انخفاض مكبر للصوت الضوضاء

في التطبيقات اللاسلكية / الميكروويف، وكثيرا ما يرتبط التكنولوجيا الجاليوم مع مضخمات الطاقة. PAM-شيامن ومما يدل على أن الجاليوم لديها حالات الاستخدام الأخرى عن طريق وضع مكبر للصوت منخفض الضوضاء (LNA) على أساس تكنولوجيا الجاليوم. ونحن كثيرا ما سأل: التكنولوجيا الغاليوم pHEMT LNA ناضجة جدا وتستخدم على نطاق واسع. لماذا وضع سلسلة من الجاليوم HEMT LNAs في تردد الموجات الدقيقة؟ والسبب بسيط: الجاليوم يقدم أكثر من مجرد انخفاض مستوى الضجيج.

أولا، الجاليوم لديها أعلى البقاء على قيد الحياة مدخلات الطاقة ويمكن أن تقلل إلى حد كبير أو القضاء على محددات الأمامية التي ترتبط عادة مع الغاليوم pHEMT LNAs. من خلال القضاء على المحدد، يمكن الجاليوم أيضا استرداد الخسائر من هذه الدائرة، وكذلك الحد من الضوضاء. ثانيا، الجاليوم LNA لديه زيادة الانتاج ثالث ترتيب نقطة التقاطع (IP3) من الغاليوم pHEMT، مما يحسن من الخطي وحساسية المتلقي. واحدة من الأسباب الرئيسية لالجاليوم أن يكون هذا ميزة على العمليات الغاليوم هو في ارتفاع بطبيعتها انهيار الجهد. عند طاقتها LNA، يمكن بوابة استنزاف انهيار يسبب الفشل. انهيار نموذجي الفولتية ل أجهزة الغاليوم pHEMT مجموعة 5-15 V، مما يحد بشدة أقصى قدر من السلطة RF المدخلات أن هذه LNAs يمكن أن تصمد، في حين يمكن أن يمتد نطاق الجهد انهيار عملية الجاليوم إلى 50 إلى 100V، والسماح لأعلى مستويات مدخلات الطاقة. . وبالإضافة إلى ذلك، أعلى انهيار الجهد يسمح الجهاز الجاليوم ليكون متحيزا في الفولتية التشغيل أعلى، وهو ما يترجم مباشرة إلى أعلى الخطي. لقد تعلمنا كيفية تعظيم الفوائد من الجاليوم وخلق LNAs متقدمة مع أدنى مستوى الضجيج والخطي العالية والبقاء على قيد الحياة عالية. ولذلك، الجاليوم هي التكنولوجيا LNA المفضلة لجميع أنظمة الاستقبال عالية الأداء، وخصوصا عندما متطلبات الحصانة مرتفعة للغاية.

الكل في الكل، تكنولوجيا الجاليوم وقد تصبح قوة رئيسية في صناعة / الميكروويف RF. في المستقبل، كما نضوج الاتصالات 5G، ودورها سيزيد من التوسع. وعلى الرغم من الجاليوم والسلطة الفلسطينية تسير جنبا إلى جنب، ينبغي للمرء أن لا نغفل عن العمل في هذه الصناعة لتطوير LNAs باستخدام هذه التكنولوجيا. الآن هو الوقت المناسب للاستثمار الطاقة والموارد في تطوير الجاليوم، لأن مستقبلها مشرق جدا.

حول شيامن Powerway المواد المتقدمة المحدودة

وجدت في عام 1990، وشيامن Powerway المواد المتقدمة المحدودة (PAM-شيامن)، الشركة الرائدة في مجال رقائق VCSEL الفوقي في الصين، وأعمالها يتضمن تغطية المواد الجاليوم الجاليوم الركيزة، الجاليوم رقاقة الفوقي.

الكلمات الدالة: الجاليوم الركيزة، الجاليوم الفوقي ويفر، ألجان، ألجان / الجاليوم HEMT، قان الأجهزة، قان HEMT، الجاليوم HEMT الفوقي ويفر، وأشباه الموصلات تصنيع الشرائح، الجاليوم على اساس كربيد، الجاليوم على سي، والتكنولوجيا الجاليوم، الجاليوم على السيليكون -carbide، الجاليوم HEMT LNAs، السلطة مكبر للصوت، صفيف المسح الإلكتروني النشط، AESAs، والدوائر الميكروويف متكاملة متجانسة، MMICs برنامج التحصين الموسع ويفر، أدى نيتريد الغاليوم، وأدى برنامج التحصين الموسع ويفر، أدت الجاليوم على اساس رقاقة السيليكون الفوقي، بقيادة القوات المسلحة البوروندية، بقيادة ويفر، أدى المصنعين رقاقة، رقاقة عملية تقودها

 

لمزيد من المعلومات، يرجى زيارة موقعنا على الانترنت: https://www.powerwaywafer.com,

ترسل لنا البريد الإلكتروني فيsales@powerwaywafer.comأوpowerwaymaterial@gmail.com

شارك هذا المنشور