科銳推出新型GaN RF MMIC工藝技術(shù)

　　科銳公司(Nasdaq: CREE)宣布推出兩項新型GaN工藝：0.25微米、漏極電壓最高為40V的G40V4和0.4微米、漏極電壓最高為50V的G50V3。新的工藝技術(shù)增加了工作電壓和無(wú)線(xiàn)射頻功率密度，與傳統技術(shù)相比，能夠實(shí)現更小尺寸裸芯片和更緊湊、更高效率放大器。兩項新技術(shù)均與科銳業(yè)經(jīng)驗證的GaN單片式微波集成電路(MMIC)技術(shù)相兼容，可應用在具有全套無(wú)源電路元件和非線(xiàn)性模型的直徑為100毫米的碳化硅晶圓片上。

　　新的工藝技術(shù)現已應用于研發(fā)和量產(chǎn)。通過(guò)這兩項最新技術(shù)，科銳能夠提供包括全套和專(zhuān)用掩模組在內的多項代工服務(wù)以促進(jìn)定制電路的快速發(fā)展。G40V4 工藝可在28V 和40V 兩種工作電壓、18GHz 以下的場(chǎng)效應晶體管(FET)外緣的射頻功率密度 6W/mm的環(huán)境下進(jìn)行。G50V3 工藝可在工作電壓為50V、6GHz 以下的場(chǎng)效應晶體管(FET)外緣的無(wú)線(xiàn)射頻功率密度8W/mm的環(huán)境下進(jìn)行。兩項工藝技術(shù)全部基于科銳先前發(fā)布的 G28V3 工藝技術(shù)。自2006年應用于生產(chǎn)以來(lái)，0.4微米、工作電壓為28V 的 G28V3 工藝技術(shù)是業(yè)內現場(chǎng)故障率最低的微波技術(shù)之一(每10億小時(shí)中有9個(gè)故障器件)。

　　科銳估計，如果在典型三部式多波段 LTE/4G 通訊遠程無(wú)線(xiàn)電頭端(RRH)的安裝中以 GaN 替代傳統晶體管技術(shù)，可減少高達 20% 的 RRH 功耗，從而降低運營(yíng)成本和能耗。除此之外，新工藝還能夠降低初始系統成本。GaN工藝的高電壓和高效率能夠幫助縮小散熱器和外殼尺寸、降低無(wú)線(xiàn)射頻放大器的設計復雜性以及減少交流至直流和直流至直流轉換器的成本。此外，現在空氣就可替代以前所需的大型風(fēng)扇實(shí)現系統冷卻。所有這些改進(jìn)可節約高達10%的材料成本，大幅降低系統購置成本。

　　軍用雷達系統也可獲得同樣的優(yōu)勢?？其JGaN工藝的高效率能夠在減少工作功耗的同時(shí)減少維修費用，因此能夠顯著(zhù)優(yōu)化系統壽命周期成本。G40V4 和 G50V3 工藝的工作(通道)結溫為225ºC，平均壽命超過(guò)兩百萬(wàn)小時(shí)(228年)，其卓越的可靠性能夠顯著(zhù)降低雷達系統在工作壽命內的維修和維護成本。

　　科銳無(wú)線(xiàn)射頻(RF)及微波部門(mén)總監 Jim Milligan表示：“我們的客戶(hù)需要可靠且更高頻率的工藝用于開(kāi)發(fā) GaN 的優(yōu)勢并應用于包括衛星通信、雷達和電子戰市場(chǎng)在內的高于6GHz 的領(lǐng)域，我們相信全新的 G40V4 工藝能夠很好地滿(mǎn)足客戶(hù)的需求。同時(shí)，針對客戶(hù)對低成本 GaN 解決方案的需求，科銳新推出了工作電壓為50V的G50V3工藝，能夠實(shí)現優(yōu)異的無(wú)線(xiàn)射頻輸出功率性?xún)r(jià)比，旨在加速 GaN 在通訊基礎設施等對成本極其敏感的市場(chǎng)領(lǐng)域中的普及， GaN 現在能夠在這些領(lǐng)域中提供硅 LDMOS 無(wú)法比擬的性能優(yōu)勢。”

　　科銳功率與無(wú)線(xiàn)射頻(RF)副總裁兼總經(jīng)理 Cengiz Balkas 博士表示：“新工藝的更高工作電壓和更高效率是迅速普及的關(guān)鍵。如果在即將運用的 LTE/4G 宏單元基站上采用 GaN，通訊運營(yíng)商每年能夠節約超過(guò)20億美元的能源成本。幸運的是，通訊行業(yè)已經(jīng)開(kāi)始認識到這些潛在的節約?？其J計劃在今年內為通訊基站提供超過(guò)7500萬(wàn)瓦的 GaN 晶體管。”

　　在40V的工作電壓、18GHz條件下，科銳G40V4工藝能夠提供高達6W/mm PSAT;10GHz條件下，典型器件特性可實(shí)現65%功率附加效率(PAE)和12dB小信號增益。在50V的工作電壓、6GHz條件下，G50V3工藝能夠提供高達8W/mm PSAT;3.5GHz 條件下，典型器件特性可實(shí)現70%功率附加效率(PAE)和12dB小信號增益。兩種 GaN 工藝的最高工作通道溫度均為225ºC，平均壽命均大于兩百萬(wàn)(2E6)小時(shí)。此外，科銳發(fā)布了 MMIC 設計套件，該套件擁有科銳專(zhuān)利技術(shù)的可擴展非線(xiàn)性 HEMT 模型，適用于安捷倫的 Advanced Design System(ADS)和 AWR 的 Microwave Office 仿真平臺。該款設計套件還具備一整套包括電阻，電容、螺旋電感器和基板底座通孔在內的無(wú)源元件，可用于仿真完整的 MMIC 性能并顯著(zhù)縮短設計周期。