射频氮化镓(GaN)技术正在走向主流应用

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氮化镓的作用及应用

氮化镓的作用及应用

氮化镓的作用及应用氮化镓是一种无机化合物,化学式为GaN。

它是一种重要的半导体材料,具有许多重要的应用和作用。

本文将详细介绍氮化镓的作用及其在各个领域的应用。

首先,让我们来了解一下氮化镓的基本性质。

氮化镓是一种III-V族化合物,具有类似于硅的晶体结构。

它在室温下为六方晶系,是一种直接带隙半导体材料,具有广泛的光电性能。

它的带隙宽度约为3.4电子伏特,使其在电子器件和光电器件中具有重要的应用价值。

氮化镓在电子器件中的作用和应用非常广泛。

由于其带隙宽度较大,具有较高的电子迁移率和较小的电子有效质量,因此在高频、高功率、高温等恶劣条件下具有良好的性能。

氮化镓广泛应用于微波和射频功率放大器、混频器、功率开关等功率器件中。

同时,氮化镓还是制造高频高速场效应晶体管(HEMT)的重要材料,具有优异的性能和稳定性,广泛应用于通信、雷达、卫星导航等领域。

氮化镓在光电器件中也有重要的应用。

由于其直接带隙结构和较大的带隙宽度,氮化镓具有良好的光电转换性能和光学性能。

因此,氮化镓被广泛应用于发光二极管(LED)和激光二极管(LD)等光电器件中。

氮化镓LED具有发光效率高、寿命长、发光波长范围广等优点,被广泛应用于照明、显示、显示器等领域。

同时,氮化镓LD具有较高的光电转换效率和较小的线宽,被广泛应用于激光打印、激光医疗、激光显示等领域。

除此之外,氮化镓还具有其他重要的应用。

在太阳能电池领域,氮化镓作为窄带隙和高吸收系数的材料,被广泛研究和应用于多结太阳能电池和高效率光伏器件中。

在磁性材料领域,氮化镓具有特殊的磁性性能,被应用于磁存储器件、磁传感器、自旋电子学器件等领域。

在生物医学领域,氮化镓还被用作生物传感器、医疗诊断器件等生物医学器件的材料。

总的来说,氮化镓是一种非常重要的半导体材料,具有广泛的应用前景和发展潜力。

它在电子器件、光电器件、太阳能电池、磁性材料、生物医学器件等领域都有重要的应用和作用,为现代科技领域的发展做出了重要贡献。

氮化镓用途

氮化镓用途

氮化镓用途引言氮化镓(GaN)是一种半导体材料,具有优异的电子性能和热性能。

它在电子、光电子和能源领域有着广泛的应用。

本文将详细介绍氮化镓的用途及其在不同领域的应用。

电子领域1. 高电子迁移率晶体管(HEMT)氮化镓是制造高频、高功率的HEMT器件的理想材料。

其高饱和漂移速度和高电子迁移率使得GaN HEMT在射频功率放大器和微波通信系统中具有出色的性能。

GaN HEMT还被广泛应用于雷达系统、无线通信设备和卫星通信等领域。

2. 能隙光电二极管(LED)氮化镓在LED制造中扮演着重要角色。

由于氮化镓材料带隙宽度可调,因此可以实现不同颜色发光。

GaN基LED具有高效率、长寿命和低能耗等优点,被广泛应用于照明、显示屏幕、背光源等。

3. 激光器氮化镓激光器具有较高的电子迁移率和较窄的能带宽度,因此在光通信、激光打印、激光雷达等领域有着广泛应用。

GaN激光器还可用于医疗设备、材料加工和科学研究等领域。

光电子领域1. 光电探测器氮化镓材料具有宽带隙和高饱和漂移速度,使其成为制造高性能光电探测器的理想选择。

GaN光电探测器在太阳能电池、红外探测、高速通信等领域有着广泛应用。

2. 紫外线发射二极管(LED)氮化镓材料在紫外线波段的发射具有独特优势。

GaN基紫外线LED广泛应用于消毒、水质检测、荧光光源等领域。

3. 深紫外线激光器由于氮化镓材料的宽带隙,GaN激光器可以实现深紫外线波长的输出。

这种激光器在生物医学、材料加工和气体检测等领域具有重要应用价值。

能源领域1. 太阳能电池氮化镓太阳能电池具有高光电转换效率和较高的耐热性能。

GaN太阳能电池对可见光和紫外线的吸收能力强,可以实现高效转换太阳能为电能。

2. 氢燃料电池氮化镓材料在氢燃料电池中作为催化剂载体具有优异的性能。

GaN可作为催化剂载体提高氢燃料电池的催化效率、稳定性和寿命。

3. 热管理由于氮化镓具有较高的导热系数和优异的耐高温性能,因此被广泛应用于高功率电子器件的热管理。

2024年GaN射频器件市场前景分析

2024年GaN射频器件市场前景分析

2024年GaN射频器件市场前景分析1. 引言GaN(氮化镓)射频器件是一种新兴的无线通信器件,具有高频率、高功率、高效率和高温特性等优点。

随着无线通信技术的快速发展,GaN射频器件市场正逐渐展现出广阔的前景。

本文将对GaN射频器件市场的发展趋势和前景进行分析。

2. 市场概述2.1 GaN射频器件简介GaN射频器件是采用氮化镓材料制造的射频功率放大器、开关和其他射频器件。

相比传统的硅基射频器件,GaN射频器件具有更高的工作频率、更大的功率密度和更低的功耗。

2.2 市场规模与增长预测根据市场调研机构的数据,GaN射频器件市场自2015年开始迅速增长,预计在2025年将达到XX亿美元。

这一增长主要受益于无线通信领域的快速发展和对高频高功率器件的需求。

3. 市场驱动因素3.1 无线通信技术进步随着5G和物联网技术的兴起,对高性能射频器件的需求急剧增加。

GaN射频器件以其卓越的性能和可靠性,在5G基站和无线通信设备中得到广泛应用,这成为市场增长的主要驱动因素。

3.2 可靠性提升和成本降低随着氮化物材料技术的不断进步,GaN射频器件的可靠性得到了显著提升,减少了设备因故障而停机的风险。

同时,生产工艺和规模的不断优化,也使得GaN射频器件的成本逐渐降低,提高了市场的竞争力。

4. 市场挑战与机遇4.1 制造工艺挑战尽管GaN射频器件具有较高的性能和可靠性,但其制造过程相对复杂,需要高度精确的工艺控制。

制造工艺的改进和成本的降低是当前面临的挑战,但也是市场发展的机遇。

4.2 新兴应用领域的机遇除了无线通信领域,GaN射频器件还可以应用于雷达、军事和航空航天等领域。

这些新兴的应用领域为市场增长带来了新的机遇和发展空间。

5. 市场竞争格局5.1 主要厂商当前,GaN射频器件市场的主要厂商包括XX公司、XX公司和XX公司等。

这些厂商在技术研发、生产规模和市场份额等方面具有一定的竞争优势。

5.2 市场竞争策略为了在竞争激烈的市场中获得优势,厂商们采取了多种竞争策略,包括加大研发投入、提高产品性能、降低成本、拓展市场渠道等。

2023年氮化镓(GaN)行业市场发展现状

2023年氮化镓(GaN)行业市场发展现状

2023年氮化镓(GaN)行业市场发展现状氮化镓(GaN)是一种新型半导体材料,具有优异的电学、光学、热学性能,因此在射频电子、能源、消费电子、照明等领域得到广泛应用。

近年来,随着5G通信、电动汽车、新能源等领域的迅速发展,氮化镓(GaN)行业市场需求逐步增加。

一、氮化镓(GaN)行业现状1.市场规模目前氮化镓(GaN)市场规模仍处于起步阶段,但随着各领域需求的增加,市场规模将持续扩大。

据ResearchAndMarkets发布的报告显示,2020年氮化镓(GaN)市场规模为26.5亿美元,预计到2025年将达到50亿美元,年复合增长率为13.6%。

2. 应用领域氮化镓(GaN)应用领域广泛,主要包括射频电子、新能源、消费电子、照明等领域。

(1)射频电子GaN半导体在射频电子领域的应用主要体现在5G通信和雷达系统上。

GaN器件具有高功率密度、低电阻、高开关速度等优点,可以满足高频、高功率和高效率的需求。

(2)新能源GaN半导体在新能源领域的应用主要体现在电动汽车和光伏逆变器上。

GaN电源及控制器具有高效率、高功率密度等优点,可有效提高电动汽车和光伏逆变器的性能。

(3)消费电子GaN半导体在消费电子领域的应用主要体现在充电器、电视、电脑等设备上。

GaN 充电器可以实现快速充电,而GaN半导体在电视、电脑等设备上的应用可提高设备的效率和性能。

(4)照明GaN半导体在照明领域的应用主要体现在LED照明上。

GaN LED具有高亮度、高能效等优点,可以代替传统照明设备,且寿命更长。

3. 产业链GaN产业链包括原材料生产、芯片制造、器件封装等环节。

(1)原材料生产GaN半导体原材料主要包括晶体、衬底等,由少数几家厂商提供。

(2)芯片制造GaN芯片制造技术相对成熟,目前主要由欧美日韩等几家企业独占市场,占据了市场主要份额。

(3)器件封装GaN器件封装技术相对成熟,国内企业也在不断推出技术和产品。

二、氮化镓(GaN)行业市场发展前景1.技术方面随着氮化镓(GaN)技术的进步和成本的降低,GaN将替代传统硅半导体逐渐成为主流。

氮化镓射频芯片

氮化镓射频芯片

氮化镓射频芯片氮化镓射频芯片是一种应用于无线通信领域的关键器件,具有高频率、高功率和高可靠性的特点。

本文将对氮化镓射频芯片的原理、应用和发展前景进行介绍。

一、氮化镓射频芯片的原理氮化镓材料具有优异的电子特性,能够在高频率下工作。

氮化镓射频芯片是利用氮化镓材料的半导体特性,通过设计和制造微小的射频电路实现信号的放大、滤波、调制和解调等功能。

其工作原理主要包括以下几个方面:1.1 高频放大器氮化镓射频芯片中的高频放大器是其中最重要的部分。

它通过利用氮化镓材料的高电子迁移率和高饱和电子漂移速度,实现对射频信号的放大。

高频放大器通常采用微带线、HBT(异质结双极型晶体管)等结构,能够在高频段保持较高的增益和线性度。

1.2 滤波器氮化镓射频芯片中的滤波器用于对信号进行频率选择性的处理。

滤波器可以根据需要设计为低通、高通、带通或带阻类型。

通过调整滤波器的参数和结构,可以实现对特定频率范围内的信号进行选择性放行或屏蔽。

1.3 调制和解调氮化镓射频芯片还可以用于信号的调制和解调。

调制是将低频信号转换为高频信号的过程,常用的调制方式有幅度调制(AM)、频率调制(FM)和相位调制(PM)等。

解调则是将调制信号恢复为原始信号的过程,常用的解调方式有同步解调和非同步解调等。

氮化镓射频芯片在无线通信领域有着广泛的应用。

以下是几个常见的应用领域:2.1 移动通信在移动通信系统中,氮化镓射频芯片被广泛应用于手机、基站和卫星通信等设备中。

它可以实现无线信号的放大、滤波、调制和解调等功能,保证通信系统的稳定性和可靠性。

2.2 无线局域网(WLAN)氮化镓射频芯片也被应用于无线局域网(WLAN)设备中。

它可以实现无线网络的信号传输和处理,使得用户能够方便地进行无线上网和数据传输。

2.3 广播电视在广播电视领域,氮化镓射频芯片被用于广播电视发射和接收设备中。

它能够实现对广播电视信号的放大、调制和解调,确保信号的传输质量和覆盖范围。

2.4 雷达和无线测距氮化镓射频芯片还可以应用于雷达和无线测距系统中。

氮化镓的应用案例

氮化镓的应用案例

氮化镓的应用案例氮化镓(GaN)是一种具有广泛应用前景的半导体材料,其独特的物理和化学性质使其在多个领域具有重要的应用价值。

以下将介绍氮化镓在照明、通信、电力电子和医疗领域的应用案例。

一、照明领域1. LED照明氮化镓被广泛应用于LED(发光二极管)照明领域。

由于氮化镓具有较高的能隙,可以发出可见光范围内不同波长的光,因此制成的LED可呈现出多种颜色的光线。

氮化镓材料具有优异的导热性能和光电性能,可大大提高LED照明产品的亮度和效率,使其成为替代传统白炽灯和荧光灯的节能绿色照明产品。

氮化镓LED已被应用于室内照明、户外广告牌、汽车车灯等领域。

2. 紫外LED应用氮化镓材料还可以用于制备紫外LED,其波长范围在200-400纳米之间,具有高能量密度和强氧化性,因此在净化水源、空气消毒、医疗器械消毒等领域具有潜在的应用前景。

二、通信领域3. 5G通信氮化镓半导体材料在5G通信技术中扮演着重要的角色。

由于其具有高电子饱和漂移速度和较大的电子饱和漂移速度,氮化镓器件能够提供更高的频率和功率密度,可实现更高速、更稳定的通讯传输。

在5G基站射频功率放大器模块、射频前端模块、高频滤波器等方面具有广泛应用。

三、电力电子领域4. 太阳能电池逆变器在太阳能发电系统中,逆变器可将太阳能电池板产生的直流电转换为交流电,而氮化镓材料的高电子饱和漂移速度和较大的电子饱和漂移速度使其在太阳能电池逆变器中具有较高的开关频率和功率密度,能够提高系统的转换效率和稳定性。

四、医疗领域5. 医疗诊断设备氮化镓半导体器件在医疗诊断设备中也有着广泛的应用。

高频率、高灵敏度的氮化镓传感器可用于检测生物体内的微小变化,例如血氧饱和度监测仪、心率监测仪等医疗设备。

氮化镓在照明、通信、电力电子和医疗领域具有广泛的应用价值,其高电子饱和漂移速度、较大的电子饱和漂移速度、优异的导热性能和光电性能等特性,使其成为当前半导体材料领域的重要发展方向之一。

在未来,随着氮化镓材料制备技术的进一步提高和应用领域的不断拓展,相信氮化镓将在更多领域展现出广阔的市场前景和发展空间。

2024年氮化镓外延片市场前景分析

2024年氮化镓外延片市场前景分析

2024年氮化镓外延片市场前景分析氮化镓(GaN)外延片是一种新型的半导体材料,具有优异的电学和光学性能,被广泛应用于LED、电力电子、无线通信等领域。

本文将对氮化镓外延片市场的前景进行分析。

1. 氮化镓外延片市场概览随着LED照明和电力电子市场的快速发展,氮化镓外延片市场也迅速崛起。

氮化镓外延片具有高热稳定性、高功率密度及高电子迁移率等优势,能够满足高功率、高频率的电子器件需求。

当前,氮化镓外延片主要应用于LED照明、通信基站、无线充电等领域。

2. 氮化镓外延片市场发展趋势2.1. LED照明市场的崛起随着节能环保意识的提高,LED照明市场呈现出快速增长的趋势。

氮化镓外延片作为LED芯片的关键材料之一,将会受益于LED照明市场的快速发展。

预计LED照明市场将继续增长,并推动氮化镓外延片市场的发展。

2.2. 电力电子市场的扩大电力电子市场包括电源管理、变频驱动、可再生能源等多个领域。

氮化镓外延片具有高能效、高温工作、低失真等特性,能够满足电力电子器件对高功率密度、高频率和高温环境的要求。

相信随着电力电子市场的不断扩大,氮化镓外延片市场也将迎来更多的机遇。

2.3. 5G通信技术的兴起随着5G通信技术的推广应用,对高频高功率、低噪声、低损耗的射频器件需求不断增加。

氮化镓外延片具有优异的电学性能,能够满足5G通信射频器件的要求,因此有望在5G通信技术的发展中得到广泛应用。

3. 氮化镓外延片市场竞争格局目前,氮化镓外延片市场竞争激烈,主要市场参与者包括福斯特、科锐国际、翔安科技等。

这些公司通过技术创新、产品优化和市场拓展等手段,争夺市场份额。

随着市场需求的增长,新的竞争者也有可能进入市场。

4. 氮化镓外延片市场面临的挑战4.1. 技术壁垒和知识产权保护氮化镓外延片的制备技术较为复杂,对生产工艺和设备要求较高。

同时,知识产权的保护也是一个重要挑战,需要公司投入大量资源进行研发和保护。

4.2. 市场价格竞争随着市场竞争的加剧,氮化镓外延片市场价格竞争也越发激烈。

氮化镓作为一个高频词汇,进入了人们的视野

氮化镓作为一个高频词汇,进入了人们的视野

氮化镓作为一个高频词汇,进入了人们的视野半导体行业在摩尔定律的“魔咒”下已经狂奔了50多年,一路上挟风带雨,好不风光。

不过随着半导体工艺的特征尺寸日益逼近理论极限,摩尔定律对半导体行业的加速度已经明显放缓。

未来半导体技术的提升,除了进一步榨取摩尔定律在制造工艺上最后一点“剩余价值”外,寻找硅(Si)以外新一代的半导体材料,也就成了一个重要方向。

在这个过程中,氮化镓(GaN)近年来作为一个高频词汇,进入了人们的视野。

GaN和SiC同属于第三代高大禁带宽度的半导体材料,和第一代的Si以及第二代的GaAs 等前辈相比,其在特性上优势突出。

由于禁带宽度大、导热率高,GaN器件可在200℃以上的高温下工作,能够承载更高的能量密度,可靠性更高;较大禁带宽度和绝缘破坏电场,使得器件导通电阻减少,有利与提升器件整体的能效;电子饱和速度快,以及较高的载流子迁移率,可让器件高速地工作。

因此,利用GaN人们可以获得具有更大带宽、更高放大器增益、更高能效、尺寸更小的半导体器件,这与半导体行业一贯的“调性”是吻合的。

与GaN相比,实际上同为第三代半导体材料的SiC的应用研究起步更早,而之所以GaN 近年来更为抢眼,主要的原因有两点。

首先,GaN在降低成本方面显示出了更强的潜力。

目前主流的GaN技术厂商都在研发以Si为衬底的GaN的器件,以替代昂贵的SiC衬底。

有分析预测到2019年GaN MOSFET 的成本将与传统的Si器件相当,届时很可能出现一个市场拐点。

并且该技术对于供应商来说是一个有吸引力的市场机会,它可以向它们的客户提供目前半导体工艺材料可能无法企及的性能。

其次,由于GaN器件是个平面器件,与现有的Si半导体工艺兼容性强,这使其更容易与其他半导体器件集成。

比如有厂商已经实现了驱动IC和GaN开关管的集成,进一步降低用户的使用门槛。

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射频氮化镓(GaN)技术正在走向主流应用网络基础设施与反导雷达等领域都要求使用高性能高功率密度的射频器件,这使得市场对于射频氮化镓(GaN)器件的需求不断升温。

举个例子,现在的无线基站里面,已经开始用氮化镓器件取代硅基射频器件,在基站设备上,氮化镓器件的使用得越来越广泛。

氮化镓受青睐主要是因为它是宽禁带(wide-bandgap)器件,与硅或者其他三五价器件相比,氮化镓速度更快,击穿电压也更高。

现在,为了把氮化镓器件推到更大的市场去,一些射频氮化镓厂商开始考虑在未来的手持设备中使用氮化镓。

对于现在的手机而言,氮化镓的性能过剩,价格又太贵。

但将来支持下一代通信标准(即5G)的手机,使用氮化镓是有可能的。

氮化镓技术非常适合4.5G或5G系统,因为频率越高,氮化镓的优势越明显。

但对于手机而言,氮化镓材料还有很多难题需要解决,例如功耗、散热与成本。

不同工艺比较(数据来源于OKI半导体)射频氮化镓技术是5G 的绝配虽然氮化镓用到手机上还不现实,但业界还是要关注射频氮化镓技术的发展。

“与砷化镓(GaAs)和磷化铟(InP)等高频工艺相比,氮化镓器件输出的功率更大;与LDCMOS 和碳化硅(SiC)等功率工艺相比,氮化镓的频率特性更好。

” 分析机构Strategy Analytics的分析师Eric Higham 说。

“氮化镓器件的瞬时带宽更高,这一点很重要,载波聚合技术的使用以及准备使用更高频率的载波都是为了得到更大的带宽。

”Higham说,“这意味着覆盖系统的全部波段和频道只需要更少的放大器。

” 氮化镓(GaN)、砷化镓(GaAs)和磷化铟(InP)是射频应用中常用的三五价半导体材料,LDMOS(横向扩散MOS技术)是基于硅的射频技术,碳化硅(SiC)可用于功率或射频领域。

可以肯定的是,氮化镓不会统治整个射频应用,设备厂商会像以前一样,根据应用选择不同的器件和工艺制程技术,包括三五价化合物与硅材料。

“(射频领域)还是有砷化镓与硅器件的市场空间。

”GlobalFoundries射频市场总监Peter Rabbeni 说道。

什么是氮化镓?氮化镓技术可以追溯到1970年代,美国无线电公司(RCA)开发了一种氮化镓工艺来制造LED。

现在市场上销售的很多LED就是使用蓝宝石衬底的氮化镓技术。

除了LED,氮化镓也被使用到了功率半导体与射频器件上。

基于氮化镓的功率芯片正在市场站稳脚跟。

“我们相信,氮化镓在600V功率器件市场将占有主要优势。

”英飞凌氮化镓全球应用工程经理Eric Persson说道。

氮化镓功率器件还是一个新事物,一时半会儿不会取代现在600V的主流技术--功率MOSFET。

“要最大限度发挥(GaN功率技术的)作用,必须采用新型拓扑。

”Persson说道。

但射频氮化镓技术正在成为主流。

根据Strategy Analytics 的统计,2015年射频氮化镓市场规模达到3亿美元,该机构预测2020年射频氮化镓市场可达6.885亿美元。

2015年射频氮化镓应用市场分布图(数据来源于YOLE)现在能够提供射频氮化镓器件的厂商主要有科锐、英飞凌、Macom、恩智浦、Qorvo和住友等厂商。

(英飞凌在2016年7月已经宣布收购科锐的Wolfspeed部门,Wolfspeed提供碳化硅功率器件和碳化硅基氮化镓射频器件)。

还有包括波音、Northrop Grumman和雷神等在内的军工厂商也在开发氮化镓和其他三五价技术。

氮化镓可用于制造场效应管(FET)。

平面氮化镓场效应管和硅基的MOSFET类似,通过栅极控制电流从源极流向漏极。

不过制造工艺上氮化镓和CMOS不同。

氮化镓的衬底是在高温下利用金属有机气相沉积(MOCVD)或者分子束外延(MBE)技术生长的。

氮化镓与一般半导体材料的最大区别是禁带更宽。

禁带宽度是表征价电子被束缚强弱程度的一个物理量,禁带越宽,对价电子的束缚越紧,使价电子摆脱束缚成为自由电子的能量越大。

禁带宽度也决定了自由移动电子的质量。

氮化镓的禁带宽度是3.4 eV(电子伏特),另一种宽禁带材料碳化硅是3.3eV,对比一下,现在的射频工艺砷化镓(GaAs)的禁带宽度是1.4eV,而硅是1.1eV。

用氮化镓和碳化硅等宽禁带材料制造的芯片能够承受更高的电压,所以与其他技术相比,输出能量密度更高,可工作环境温度也更高。

“此外,氮化镓器件在技术上还有很多优势,例如更高的输出阻抗。

高输出阻抗可以使氮化镓器件的阻抗匹配和功率组合更容易,这样可以覆盖更宽的频率范围,提高射频功放器件的适用性。

”NI AWR事业部技术市场总监David Vye说道。

氮化镓器件有什么缺点呢?缺点就是太贵了,现在绝大部分射频氮化镓器件是用又贵又小的碳化硅做衬底生产的。

氮化镓具备独特的宽禁带特性,但太贵了!除了成本,射频氮化镓器件也有一些其他的问题。

“设计工程师需要精确的氮化镓器件模型来进行电路仿真,完成现代通信系统所需要的高效率、高线性度的功放阻抗匹配与偏置电路设的设计。

”Vye说道,“此外,工程师正准备把氮化镓应用到一些新领域,例如包络跟踪、数字预校正、谐波负载牵引测试仿真技术等。

这些应用都依赖极大的数据集,因为要求测试系统又快又准确,还要自适应。

” 军事应用然而,射频氮化镓器件现在最大的市场是军事与航天领域。

大约十五年前,在美国国防部的资助下,研究人员开始投入到射频氮化镓技术的研究,这才催生了现在的射频氮化镓器件市场。

根据Strategy Analytics的统计,国防和航天应用占了射频氮化镓总市场规模的40%,雷达和电子战系统是射频氮化镓的最大应用市场。

今年3月,雷神公司宣布其爱国者导弹防御系统采用了最新的基于氮化镓技术的天线系统。

爱国者导弹防御系统是一种陆基导弹防御系统,可拦截弹道导弹、无人机和飞机。

爱国者导弹旧爱国者系统采用的雷达技术被称为被动电子扫描阵列,新雷达系统改为主动电子扫描阵列(AESA),主动电子扫描阵列将提供给爱国者系统360度的雷达能力。

“雷神相信,升级到基于氮化镓技术的主动电子扫描阵列雷达,可以使爱国者系统保持对新型进攻武器优势。

”雷神空中和导弹综合防御业务发展副总裁Tim Glaeser说道。

主动电子扫描阵列雷达是基于相控阵技术,相控阵设备包含一组可以单独控制的天线,利用波束成形技术,可以让这组天线转向不同的方向。

值得注意的是,这些技术正在从军用转向商用。

例如,主动电子扫描阵列和相控阵技术已经被用于60GHz 毫米波Wi-Fi技术、汽车雷达系统和无线基站等。

此外,5G中将广泛采用相控阵技术。

同时,氮化镓工艺制造的功率放大器也已经用于点对点通信的军用手持式无线电中。

因此,供应商相信手机中将来也会用上氮化镓器件。

商业应用虽然已经用在了基站里面,但普通手机要用上射频氮化镓技术,还需要等待很长的时间。

一方面,移动运营商正在竭力满足爆炸式增长的数据流量需求。

根据爱立信的预测,从2015年至2021年,全球移动数据流量每年增长率为45%。

通过载波聚合可以缓解移动互联网对于数据带宽的需求。

载波聚合把不同频率的多个频谱组合成一个完整频段,频段中的每一个频谱被称为载波单元。

现在的LTE移动通信标准(Release 10)最大可以将5个载波单元(每个载波单元20MHz带宽)组合起来,以实现100MHz带宽。

以后,移动运营商将会公布新标准LTE Advanced Pro,也被称为4.5G技术。

LTE Advanced Pro最多可以组合32个载波单元,并会整合大规模多入多出技术(Massive MIMO)和非授权波段LTE技术。

大规模多入多出技术已经在基站中被采用,可以利用多根天线来提升通信容量。

载波聚合和大规模多入多出技术促使基站去采用性能更好的功放。

基站中以前采用的射频功放主要基于LDMOS技术,但Qorvo的人员表示,LDMOS技术的极限频率不超过3.5GHz,也不能满足视频应用所需的300MHz以上带宽。

因为上述晕啊因,基站开始采用射频氮化镓器件来替代LDMOS器件。

“LDMOS器件物理上已经遇到极限,”Qorvo 无线基础设施产品部总经理Sumit Tomar说道,“这就是氮化镓器件进入市场的原因。

基站应用需要更高的峰值功率、更宽的带宽以及更高的频率,这些因素都促成了基站接受氮化镓器件。

” 制造氮化镓器件有两种方式,一种是Qorvo和其他大多数厂商都采用的基于碳化硅的氮化镓射频工艺,一种是Macom主导的基于硅的氮化镓射频工艺。

两种工艺各有优劣。

根据Qorvo的说法,相比基于硅的氮化镓,基于碳化硅的氮化镓工艺有更高的功率密度、更好的热传导性。

不过硅衬底比碳化硅衬底更便宜。

Macom 正在计划将生产工艺从6英寸升级到8英寸,从而进一步降低基于硅的氮化镓射频工艺。

现在大多数基于碳化硅的氮化镓还是采用3英寸或4英寸晶圆生产,因此成本非常高,Qorvo计划今年年底采用6英寸晶圆来生产基于碳化硅的氮化镓。

“升级以后Qorvo基于碳化硅的氮化镓器件的产能大约翻一倍,”Qorvo物理器件研究员Jose Jimenez说道,“采用大尺寸晶圆生产氮化镓器件以后,无线基础设施和商用市场都可以用上更便宜的氮化镓器件。

” 智能手机用氮化镓器件?。

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