Produttori di semiconduttori 5G

Produttori di semiconduttori 5G

In qualità di uno dei produttori di semiconduttori 5G, Xiamen Powerway Advanced Material Co., Ltd. può offrire materiali semiconduttori composti con vantaggi unici nelle proprietà fisiche e il mercato dei semiconduttori composti da 5 g di PAM-XIAMEN si sta espandendo. I materiali semiconduttori hanno subito tre fasi di sviluppo:

  • il primo stadio sono i semiconduttori del gruppo IV rappresentati da silicio e germanio;
  • il secondo stadio è costituito dai semiconduttori composti del gruppo III-V rappresentati da GaAs e InP. Tra i semiconduttori composti del gruppo III-V, il GaAs ha una tecnologia matura ed è utilizzato principalmente nelle comunicazioni;
  • la terza fase è costituita principalmente da materiali semiconduttori con ampio bandgap rappresentato da SiC e GaN. Il materiale in silicio ha una tecnologia matura e un basso costo, ma le sue proprietà fisiche ne limitano l'applicazione nell'optoelettronica, nei dispositivi ad alta frequenza e ad alta potenza e nei dispositivi resistenti alle alte temperature.

1. Vantaggi dei semiconduttori composti nelle proprietà fisiche

In breve, rispetto al materiale di silicio, i materiali semiconduttori composti presentano vantaggi unici nelle caratteristiche, come la velocità di migrazione degli elettroni, il campo elettrico di rottura critica e la conduttività termica.

Dominata dal silicio, la domanda di semiconduttori composti in radiofrequenza, potenza e così via sta aumentando rapidamente. Attualmente, oltre il 95% dei chip e dei dispositivi globali utilizza il silicio come materiale di base. A causa del grande vantaggio in termini di costi dei materiali in silicio, in futuro il silicio occuperà ancora una posizione dominante nel campo di vari dispositivi discreti e circuiti integrati. Tuttavia, le proprietà uniche dei semiconduttori composti li rendono migliori nei campi della radiofrequenza, dell'optoelettronica e dei dispositivi di potenza.

2. Semiconduttore compostoMateriali di produttori di semiconduttori 5G

I substrati semiconduttori composti giocano un ruolo sempre più importante nel 5thApplicazione di generazione. La domanda di semiconduttori 5G cresce con lo sviluppo e l'aggiornamento della tecnologia. Prendendo ad esempio la fabbricazione di semiconduttori composti GaAs e GaN come segue: i produttori di chip semiconduttori 5G di solito scelgono l'arseniuro di gallio dominato nella radiofrequenza dei telefoni cellulari sub-6G in futuro, e il nitruro di gallio composto semiconduttore (GaN) farà grandi progressi nel 5G chip semiconduttori e ricarica rapida dei consumatori.

2.1 GaAs domina la frequenza radio dei telefoni cellulari sub-6G 5G

In particolare, GaAs occupa una posizione dominante nella radiofrequenza dei telefoni cellulari 5G e nell'optoelettronica. GaAs è il semiconduttore composto più maturo. Ha una velocità degli elettroni saturi e una mobilità degli elettroni più elevate, che lo rendono adatto per applicazioni ad alta frequenza; ha un rumore inferiore durante il funzionamento ad alta frequenza. Allo stesso tempo, poiché GaAs ha una tensione di rottura maggiore del Si, l'elaborazione di semiconduttori composti di arseniuro di gallio è più adatta per applicazioni ad alta potenza.

GaAs Wafer di uno dei produttori di semiconduttori 5G

Per tutte queste caratteristiche, nell'era 5G del sub-6G, l'arseniuro di gallio sarà il materiale principale per i dispositivi di radiofrequenza dei telefoni cellulari negli amplificatori di potenza e negli interruttori a radiofrequenza. Inoltre, GaAs è il materiale per il gap energetico diretto, quindi è possibile realizzare dispositivi optoelettronici come i laser VCSEL. Guidati da applicazioni, come i moduli ottici del data center, il rilevamento VCSEL 3D anteriore del telefono cellulare e il lidar LiDAR posteriore, i dispositivi optoelettronici sono un altro importante fattore trainante per la crescita dei semiconduttori di arseniuro di gallio nel 5G.

2.2 Il grande sviluppo di GaN nel PA a radiofrequenza della stazione base macro 5G

Rispetto ai materiali semiconduttori di Si e GaAs, GaN e SiC sono entrambi wafer semiconduttori composti a banda larga, che hanno le caratteristiche di un'elevata intensità del campo elettrico di rottura, un'elevata velocità di deriva degli elettroni saturi, un'elevata conduttività termica e una bassa costante dielettrica. Le caratteristiche di bassa perdita e alta frequenza di commutazione sono adatte per la fabbricazione di dispositivi elettronici ad alta frequenza, alta potenza, piccolo volume e alta densità.

Il materiale GaN dei produttori di semiconduttori 5G è orientato verso il campo dei dispositivi a microonde, alta frequenza e piccola potenza (meno di 1000 V) e laser. Rispetto alle soluzioni LDMOS al silicio (tecnologia semiconduttrice a ossido di metallo a doppia diffusione laterale) e alle soluzioni GaAs, i dispositivi GaN possono fornire maggiore potenza e larghezza di banda. I chip GaN faranno un balzo in termini di densità di potenza e packaging ogni anno e potranno essere adattati meglio alla tecnologia Massive MIMO. L'epitassia semiconduttrice composta di GaN HEMT (High Electron Mobility Field Effect Transistor) è diventata un'importante tecnologia per gli amplificatori di potenza delle stazioni base macro 5G.

Wafer GaN HEMT

At present, the compound semiconductor epitaxial wafer – GaN on macro base stations mainly uses SiC substrates (GaN on SiC). Because the silicon carbide is used as substrate, and GaN offered by PAM-XIAMEN has small lattice mismatch rate, thermal mismatch rate and high thermal conductivity. The high-quality GaN epitaxial layer can be easier to grow, meeting the high-power applications of 5G macro base stations.

Il mercato della ricarica rapida per l'elettronica di consumo è un altro campo in rapida crescita del GaN. Rispetto ai dispositivi di alimentazione basati su silicio, GaN può ridurre notevolmente le dimensioni dei caricatori di telefoni cellulari. La ricarica rapida di livello per l'elettronica di consumo utilizza principalmente substrati a base di silicio (SiC su Si).

Sebbene sia difficile far crescere uno strato epitassiale GaN di alta qualità su un substrato di silicio, il costo è molto inferiore a quello del substrato SiC. Nel frattempo, può soddisfare i piccoli requisiti di alimentazione, ad esempio la ricarica del telefono cellulare. Con i produttori Android e produttori di supporto di terze parti che lanciano successivamente prodotti correlati, i produttori di semiconduttori 5G si rivolgono alla produzione dei wafer GaN per l'elettronica di consumo. Nel campo dell'optoelettronica, grazie alle proprietà uniche dell'ampio intervallo di banda e dell'eccitazione blu, GaN presenta evidenti vantaggi competitivi nei LED, laser e altre applicazioni ad alta luminosità.

powerwaywafer

Per ulteriori informazioni, contattaci tramite e-mail all'indirizzo victorchan@powerwaywafer.com e powerwaymaterial@gmail.com.

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