GaN在射頻功率領(lǐng)域到底有多重要

　　氮化鎵（GaN）這種寬帶隙材料將引領(lǐng)射頻功率器件新發(fā)展并將砷化鎵（GaAs）和LDMOS（橫向擴散金屬氧化物半導(dǎo)體）器件變成昨日黃花？看到一些媒體文章、研究論文、分析報告和企業(yè)宣傳文檔后你當(dāng)然會這樣認為，畢竟，GaN比一般材料有高10倍的功率密度，而且有更高的工作電壓（減少了阻抗變換損耗），更高的效率并且能夠在高頻高帶寬下大功率射頻輸出，這就是 GaN，無論是在硅基、碳化硅襯底甚至是金剛石襯底的每個應(yīng)用都表現(xiàn)出色！帥呆了！至少現(xiàn)在看是這樣，讓我們回顧下不同襯底風(fēng)格的GaN：硅基、碳化硅（SiC）襯底或者金剛石襯底。硅基氮化嫁：這種方法比另外兩種良率都低，不過它的優(yōu)勢是可以使用全球低成本、大尺寸CMOS硅晶圓和大量射頻硅代工廠。因此，它很快就會以價格為競爭優(yōu)勢對抗現(xiàn)有硅和砷化鎵技術(shù)，理所當(dāng)然會威脅它們根深蒂固的市場。碳化硅襯底氮化鎵：這是射頻氮化鎵的“高端”版本，SiC襯底氮化鎵可以提供最高功率級別的氮化鎵產(chǎn)品，可提供其他出色特性，可確保其在最苛刻的環(huán)境下使用。金剛石襯底氮化鎵：將這兩種東西結(jié)合在一起是很難的，但是好處也是巨大的：在世界上所有材料中工業(yè)金剛石的熱導(dǎo)率最高（因此最好能夠用來散熱）。使用金剛石代替硅、碳化硅、或者其他基底材料可以把金剛石高導(dǎo)熱率優(yōu)勢發(fā)揮出來，可以實現(xiàn)非常接近芯片的有效導(dǎo)熱面。金剛石襯底GaN主要是應(yīng)用于美國國防部高級研究計劃署（DARPA）的近結(jié)熱傳輸項目（NJTT），始于2011年，在這個項目中TriQuint和布里斯托大學(xué)第四研究室是合作伙伴，而且洛克希德·馬丁公司也是參與者。該團隊在2013年宣布他們已經(jīng)實現(xiàn)了連續(xù)三次提高了GaN-on-SiC的功率密度。這意味著可以把金剛石襯底氮化鎵芯片縮小三倍或把其射頻功率提升3倍，該項目完成了設(shè)計測試評估，很可能金剛石襯底GaN將在5年內(nèi)滿足其制造性要求。這里談下TriQuint公司，該公司的氮化鎵技術(shù)研發(fā)專長和在廣泛的高功率、高頻率工藝流程方面的領(lǐng)先地位為其贏得了美國國防部先進研究項目局（DARPA） 的許多合同，包括最近與該局的Near Junction Thermal Transport （NJTT）、Microscale Power Conversion （MPC） 以及“NEXT”計劃有關(guān)的項目。另外，TriQuint還為Defense Production Act Title III氮化鎵計劃提供持續(xù)制造技術(shù)改進支持。還有其他一些先進的TriQuint氮化鎵研發(fā)項目受到Tri-Services實驗室（包括美國空軍、陸軍及海軍）的資助。TriQuint研發(fā)人員是新型超快高功率直流-直流開關(guān)、集成式高效率放大器和復(fù)雜、高動態(tài)范圍混合信號器件研發(fā)領(lǐng)域的開路先鋒。