현재, 질화 갈륨 (GaN) 기술은 더 이상 전력 애플리케이션에 국한되지 않으며, 그 장점 또한 RF / 마이크로 웨이브 산업의 모든 구석에 침투되고, RF / 마이크로 웨이브 산업에 미치는 영향이 증가하고, 과소 평가해서는 안된다 , 그것은 셀룰러 통신 응용 프로그램 공간, 군사 레이더에서 사용할 수 있기 때문이다.

질화 갈륨은 종종 높은 전력 증폭기 (PA)와 관련되어 있지만, 다른 사용 사례가 있습니다. 출시 이후의 GaN의 발전은 놀라운 왔으며, 5 세대 시대의 도래와 함께, 그것은 더 재미있을 수 있습니다.

레이더 및 공간에서의 GaN의 역할

의 GaN 기술의 두 가지 변종은 질화 갈륨 온 실리콘 (질화 갈륨 - 온 - 실리콘) 및 질화 갈륨 온 실리콘 카바이드 (질화 갈륨 온의 SiC). 데미안 맥캔, 마이크로 세미의 RF 엔지니어링 이사 / 마이크로 웨이브 개별 제품 사업부에 따르면, 질화 갈륨-SiC를에 공간과 군사 레이더 애플리케이션에 많은 기여를하고있다. 오늘, RF 엔지니어는 질화 갈륨 - 온 - SiC를 활용하는 새로운 애플리케이션과 솔루션을 찾고 있습니다. 전력 및 효율 성능의 계속 증가하는 수준은 특히 공간과 군사 레이더 애플리케이션에서, 장치에 의해 달성했다.

질화 갈륨은 높은 경도, 기계적 안정성, 열용량, 방열 및 열 전도성 및 더 크기, 무게 및 전력 SWAP ()의 장점에 대한보다 나은 설계에 매우 감도가 낮은 넓은 밴드 갭 반도체 재료이다. 우리는 또한 질화 갈륨 - 온 - SiC를가 더 낮은 주파수에서 많은 경쟁 기술을 능가 참조하십시오.

시스템 설계자는 질화 갈륨 - 온 - SiC를 기술 도움이됩니다. PAM-하문 의사 빅터는 열 결합 높은 질화 갈륨 - 온 - SiC를과 함께, 라미네이트 기술을 통합, 시스템 설계자 특히 동일한 물리적 영역의 이상을 충당하기 위해 주요 레이더를 확장, 높은 수준의 통합을 추구 할 수 있다고 설명했다. 주파수 대역에서, 2 차 레이더 기능이 추가된다. GaN으로의 효율은 더 높은 주파수에서 동작 할 수있는 능력을 보완 여기서 공간 애플리케이션들에서, 질화 갈륨 온의 SiC의 가능성은 최근 특히 애플리케이션에서 증가하고있다. 밀리미터 파 (의 mmWave)의 GaN의 전력 밀도 보상의 높은 수준을 찾을 수 있습니다 설계 기술의 새로운 세트를 제공합니다. 이 솔루션은 전력과 전력 보상의 선형성을 넘어, 또한 전력 제어를 필요로한다. 또는 가변 VSWR 수준으로 실행합니다. 그는 또한 질화 갈륨 - 온 - SiC를 기술 이전 클라이스트론 기술을 대체 할 수 있음을 지적했다. 능동 전자 주사 배열 (AESAs) 및 군사 및 상업 공간 분야에서 위상 배열 구성 요소의 인기는 또한 심지어의 GaN-에-SiC를 기반 모 놀리 식 마이크로파 집적 회로 (MMIC에) 전력의 새로운 수준에 도달 할 것으로 예상된다, 그는 말했다. 어떤 경우에는 노화 클라이스트론 기술을 대체합니다. 그러나, 정규화 된 0.15 미크론의 GaN 온의 SiC 웨이퍼 파운드리의 제한된 시장에서 희소 자원이고, 추가의 투자를 필요로한다.

질화 갈륨과 통신 5G

의 GaN 기술은 공간과 레이더 애플리케이션에 한정되는 것은 아니다. 이는 셀룰러 통신 분야의 혁명이다. 질화 갈륨은 미래 세대 네트워크에서 어떤 역할을 하는가?

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.

PAM-하문는 질화 갈륨 - 온 - 실리콘을 개발하기 위해 최고의 장비 회사 및 연구 기관과 협력하고있다. 먼저, 균일 한 두께 및 균일 한 조성 구조의 에피 택셜 층은 일반적으로 초 격자를 포함하는 전체 웨이퍼에 증착되어야한다. 고객은 또한 소자 특성을 최적화하기 위해 예리한 인터페이스를 사용하여 정확한 인터페이스 제어를 필요로한다. 효과적으로 특정 층에 Mg과 철과 같은 불순물을 포함하는 제로 메모리 결함을 갖는 것도 바람직하다. 이러한 요구에 응답하여, 단일 웨이퍼 TurboDisc 기술은 웨이퍼 당 에피 택셜 성장의 비용을 감소시키면서 선행 도펀트 제어 및 조성의 균일 성을 제공하고, 트랜지스터 성능, RF 손실, 고조파 및 장치 신뢰성의 과제를 해결한다. 이것은 고품질 버퍼 성장과 같은 도펀트를 포함 할 수있는 능력을 달성하기 위해 추진 MOCVD 시스템의 박막 증착 제어를 이용하여 달성된다. 관련 도구와 프로세스가 여전히 생산 능력, 질화 갈륨 - 온 - 실리콘 및 질화 갈륨-SiC를에의 시장 규모를 증가 성숙 필요로 작고, 문제는 남아있다. 그러나, 5G 응용 프로그램의 프로세스 및 기술 개선과 함께, 사용 사례는 계속한다. 서지는 개발을위한 거대한 잠재력을 가지고있다.

파워 앰프를 넘어 : 저잡음 증폭기의 GaN 기반

RF / 마이크로 웨이브 애플리케이션에서의 GaN 기술은 종종 파워 앰프와 연결되어 있습니다. PAM-하문은 질화 갈륨 (GaN)의 GaN 기술을 기반으로 저잡음 증폭기 (LNA)를 개발하여 다른 사용 사례를 가지고 있음을 입증한다. 우리는 자주 묻는 : 갈륨 비소 PHEMT LNA 기술은 매우 성숙하고 널리 사용됩니다. 왜 마이크로 웨이브 주파수에서의 GaN HEMT의 LNA 시리즈를 개발? 이유는 간단하다 : 질화 갈륨은 낮은 노이즈 이상을 제공합니다.

우선, 질화 갈륨은 높은 입력 전원 생존을 가지며 크게 감소 시키거나 통상의 GaAs PHEMT LNA들과 연결된 프론트 엔드 리미터를 제거 할 수있다. 리미터를 제거하여 질화 갈륨은 상기 잡음 지수를 감소시키는,이 회로의 손실을 복구 할 수있다. 둘째, GaN으로 LNA는 상기 수신기의 선형성과 감도를 향상의 GaAs PHEMT,보다 높은 출력 3 차 인터셉트 포인트 (IP3)를 갖는다. 질화 갈륨의 주된 이유 중 하나는 갈륨 비소 과정을 통해 이러한 장점은 본질적으로 높은 항복 전압이 있습니다. 저잡음 증폭기가 오버로드 될 때, 게이트 - 드레인 항복이 고장날 수있다. 일반적인 고장에 대한 전압 갈륨 비소 PHEMT 디바이스 5 내지 15 V까지 범위의 GaN으로 프로세스의 항복 전압 범위는 더 높은 입력 전력 레벨을 허용 100V로 (50)에 확장 될 수 있지만 크게 다음의 LNA가 견딜 수있는 최대 RF 입력 전력을 제한. . 또한, 높은 파괴 전압이 높은 선형성을 직접 변환 높은 동작 전압에서 바이어스되는 GaN으로 장치를 허용한다. 우리의 GaN의 장점을 극대화하고 가장 낮은 잡음 지수와 높은 선형성과 높은 생존 고급의 LNA를 만드는 방법을 배웠습니다. 따라서, GaN으로는 면역 요건이 매우 높고, 특히, 모든 고성능 수신기 시스템의 바람직한 LNA 기술이다.

모두 모두, 의 GaN 기술 는 RF / 마이크로파 분야의 주요 힘이되고있다. 5 세대 통신이 성숙 앞으로 그 역할은 더욱 확장됩니다. 질화 갈륨와 PA가 손에 손을 이동하지만, 하나는이 기술을 사용하여 LNA를 개발하기 위해 업계에서 일을 간과해서는 안된다. 이제 미래가 매우 밝은이기 때문에, 질화 갈륨의 개발에 에너지와 자원을 투자 할 때입니다.

하문 Powerway 고급 재료 유한 공사 소개

1990 년에 발견 하문 Powerway 고급 재료 유한 공사 (PAM-하문), 중국의 VCSEL 에피 택셜 웨이퍼의 선도적 인 제조 업체, 사업은 질화 갈륨 소재의 커버를 포함한다 GaN 기판, 질화 갈륨의 에피 택셜 웨이퍼.

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