科銳推出為通訊和雷達系統(tǒng)提供更低成本和更高性能的GaN工藝技術
科銳公司宣布推出兩項新型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。新的工藝技術增加了工作電壓和無線射頻功率密度，與傳統(tǒng)技術相比，能夠實現(xiàn)更小尺寸裸芯片和更緊湊、更高效率放大器。兩項新技術均與科銳業(yè)經(jīng)驗證的GaN單片式微波集成電路(MMIC)技術相兼容，可應用在具有全套無源電路元件和非線性模型的直徑為100毫米的碳化硅晶圓片上。
新的工藝技術現(xiàn)已應用于研發(fā)和量產(chǎn)。通過這兩項最新技術，科銳能夠提供包括全套和專用掩模組在內(nèi)的多項代工服務以促進定制電路的快速發(fā)展。G40V4 工藝可在28V 和40V 兩種工作電壓、18GHz 以下的場效應晶體管(FET)外緣的射頻功率密度 6W/mm的環(huán)境下進行。G50V3 工藝可在工作電壓為50V、6GHz 以下的場效應晶體管(FET)外緣的無線射頻功率密度8W/mm的環(huán)境下進行。兩項工藝技術全部基于科銳先前發(fā)布的 G28V3 工藝技術。自2006年應用于生產(chǎn)以來，0.4微米、工作電壓為28V 的 G28V3 工藝技術是業(yè)內(nèi)現(xiàn)場故障率最低的微波技術之一(每10億小時中有9個故障器件)。
科銳估計，如果在典型三部式多波段 LTE/4G 通訊遠程無線電頭端(RRH)的安裝中以 GaN 替代傳統(tǒng)晶體管技術，可減少高達 20% 的 RRH 功耗，從而降低運營成本和能耗。除此之外，新工藝還能夠降低初始系統(tǒng)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、降低無線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(xiàn)在空氣就可替代以前所需的大型風扇實現(xiàn)系統(tǒng)冷卻。所有這些改進可節(jié)約高達10%的材料成本，大幅降低系統(tǒng)購置成本。
軍用雷達系統(tǒng)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減少維修費用，因此能夠顯著優(yōu)化系統(tǒng)壽命周期成本。G40V4 和 G50V3 工藝的工作(通道)結溫為225?C，平均壽命超過兩百萬小時(228年)，其卓越的可靠性能夠顯著降低雷達系統(tǒng)在工作壽命內(nèi)的維修和維護成本。
科銳無線射頻(RF)及微波部門總監(jiān) Jim Milligan表示：“我們的客戶需要可靠且更高頻率的工藝用于開發(fā) GaN 的優(yōu)勢并應用于包括衛(wèi)星通信、雷達和電子戰(zhàn)市場在內(nèi)的高于6GHz 的領域，我們相信全新的 G40V4 工藝能夠很好地滿足客戶的需求。同時，針對客戶對低成本 GaN 解決方案的需求，科銳新推出了工作電壓為50V的G50V3工藝，能夠實現(xiàn)優(yōu)異的無線射頻輸出功率性價比，旨在加速 GaN 在通訊基礎設施等對成本極其敏感的市場領域中的普及，GaN 現(xiàn)在能夠在這些領域中提供硅 LDMOS 無法比擬的性能優(yōu)勢。”
科銳功率與無線射頻(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鍵。如果在即將運用的 LTE/4G 宏單元基站上采用 GaN，通訊運營商每年能夠節(jié)約超過20億美元的能源成本。幸運的是，通訊行業(yè)已經(jīng)開始認識到這些潛在的節(jié)約�？其J計劃在今年內(nèi)為通訊基站提供超過7500萬瓦的 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，典型器件特性可實現(xiàn)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，典型器件特性可實現(xiàn)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(2E6)小時。此外，科銳發(fā)布了 MMIC 設計套件，該套件擁有科銳專利技術的可擴展非線性 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(nèi)的無源元件，可用于仿真完整的 MMIC 性能并顯著縮短設計周期。
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