5G和高频应用让氮化镓大有用武之地

苏州能讯高能半导体有限公司董事总经理任勉：

氮化镓产品类型和对应的市场不断发生变化，5G和高频应用让氮化镓大有用武之地。3.5GHz是一个分水岭，3.5GHz及以上频率，氮化镓工艺有全面的优势，无论是带宽、线性度、增益还是效率，硅器件都无法与氮化镓竞争。氮化镓可以减小Massive MIMO基站的体积，氮化镓的功率密度比当前LDMOS技术高20多倍，每单位面积可将功率提高7到10倍;氮化镓裸片尺寸为LDMOS裸片尺寸的1/7至1/10，寄生电容大幅减少，可以更好地发挥射频特性;氮化镓具有更高功率密度特性，能够实现更小器件封装，因而非常适用于Massive MIMO天线系统;氮化镓的大带宽特性能够使得单个氮化镓射频功率器件替代LDMOS器件组合，使基站的体积不断减小，成本不断下降。

氮化镓非常适合于制造5G和毫米波射频前端系统，如大带宽和高效率功率放大器(PA)、大功率大带宽开关(RF SWITCH)、低噪声高功率压控振荡器(VCO)、高可靠大带宽低噪声放大器(LNA)。

GaN高频芯片相比低频芯片，还有一些技术难题需要突破：首先，高频条件下，缺陷的释放时间要求更加严格，因此芯片的效率显著下降;其次，高频条件下寄生电容和电阻的影响增加，因此缩小栅长不能有效提升增益;再次，高频器件有严重的短沟道效应，影响功率增益和效率;最后，亚微米栅会增加栅极边缘电场，造成更高的漏电，降低击穿电压并引入可靠性问题。