Hervorhebung durch mich.
Die laterale Diffusionsmetalloxidhalbleiter (LDMOS) -Technologie hat den RF-Halbleitermarkt für kommerzielle Anwendungen seit Jahrzehnten dominiert. Heute hat sich dieses Gleichgewicht verändert, und die GaN-on-Si-Technologie wurde zur Technologie der Wahl, um die traditionelle LDMOS-Technologie zu ersetzen.
Im Vergleich zu LDMOS sind die Leistungsvorteile von Silizium-basiertem Galliumnitrid fest etabliert - es kann mehr als 70% Leistungseffizienz bieten, die Leistung pro Flächeneinheit um das 4- bis 6-fache erhöhen und auf hohe Frequenzen erweitert werden. Gleichzeitig haben umfassende Testdaten bestätigt, dass Silizium-basiertes Galliumnitrid strenge Zuverlässigkeitsanforderungen erfüllt, und seine HF-Leistung und Zuverlässigkeit sind mit der teuren GaN-auf-SiC-Ersatztechnologie vergleichbar oder sogar übertroffen.
GaN-Bauelemente auf Siliziumbasis weisen eine hohe Energiedichte und eine hohe Zuverlässigkeit auf Die Wafer können sehr groß sein, sie sind derzeit 8 Zoll lang und können 10 Zoll und 12 Zoll lang sein Die Länge des Wafers kann auf 2 Meter erweitert werden. Silizium-basierte GaN-Bauelemente weisen die Vorteile einer hohen Durchbruchspannung, eines niedrigen Einschaltwiderstands, einer schnellen Schaltgeschwindigkeit, einer Ladung ohne Rückspeisungsrückgewinnung, einer geringen Größe, eines niedrigen Energieverbrauchs und einer Strahlungsbeständigkeit auf. Theoretisch ist die Chipfläche unter der gleichen Durchbruchsspannung und Einschaltwiderstand nur ein Tausendstel Silizium, und gegenwärtig kann ein Zehntel erreicht werden.
Wenn es bei dem auf Silizium basierenden GaN-Gerät irgendwelche Unzulänglichkeiten gibt, ist der Preis des einzelnen Produkts teuer. Soweit wir wissen, werden die Kosten für die Unterstützung von peripheren elektronischen Komponenten und Kühlsystemen jedoch nach der Verwendung dieses Geräts stark reduziert. Obwohl GaN im Hinblick auf die individuellen Vorrichtungskosten teurer ist als siliziumbasierte Vorrichtungen, sind die Gesamtkosten des Systems, die Kostenlücke zwischen GaN- und siliziumbasierten Vorrichtungen sehr klein, und eine höhere Leistung als bei Siliziumvorrichtungen kann nach der Massenproduktion erreicht werden. Geringere Kosten
AI Core World | Technologie: Silizium-basiertes GaN, Etienne Sword in der 5G-Ära
Angesichts des beispiellosen Tempos und Umfangs des 5G-Infrastrukturausbaus besteht ein wachsendes Interesse an der Kostenstruktur, der Herstellung und den schnellen Reaktionsfähigkeiten von Silizium-basiertem GaN gegenüber LDMOS und GaN-basiertem Galliumnitrid sowie Lieferkettenflexibilität und Inhärente Zuverlässigkeit. Als herausragende Halbleitertechnologie, die einzigartig für die drahtlose Infrastruktur der nächsten Generation ist, wird Silizium-basiertes GaN voraussichtlich eine überlegene GaN-Leistung mit LDMOS-Kostenstruktur und kommerziellen Erweiterungsmöglichkeiten erreichen, die große Anforderungen unterstützen.
Vor kurzem kündigten STMicroelectronics und MACOM gemeinsam Pläne an, die Silizium-basierte GaN-Technologie in den Mainstream-HF-Markt und -Anwendungen einzuführen, was einen wichtigen Wendepunkt im GaN-Lieferketten-Ökosystem darstellt. Diese Kooperation soll den kostengünstigen Einsatz und Ausbau der Silizium-GaN-Technologie zu 4G-LTE-Basisstationen und großflächigen MIMO-5G-Antennen ermöglichen.
Die absolute Dichte der Antennenkonfiguration ist äußerst wertvoll für die Leistungs- und Wärmeleistung, insbesondere bei höheren Frequenzen. Bei richtiger Entwicklung werden sich die Energieeffizienzvorteile von Silizium-basiertem GaN stark auf die Betriebskosten der Basisstationen von Mobilfunknetzbetreibern auswirken.
Zufälligerweise kündigte STMicro, ein Forschungsinstitut von STMicroelectronics und CEA Tech, die gemeinsame Entwicklung von Silizium-basierte Galliumnitrid (GaN) Power Switching-Geräteherstellung Technologie. Die auf Silizium basierende GaN-Power-Technologie wird ST in die Lage versetzen, Hochleistungsanwendungen mit hoher Leistung zu erfüllen, einschließlich Ladegeräten für Hybrid- und Elektrofahrzeuge, drahtlose Ladegeräte und Server.
Der Schwerpunkt dieser Zusammenarbeit liegt in der Entwicklung und Validierung von Leistungsdioden und Transistoren für die Herstellung von Silizium-basierten Galliumnitrid-Strukturen auf 200-mm-Wafern. Das Marktforschungsinstitut HIS prognostiziert, dass der Markt bis 2024 eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate von mehr als 20% halten wird. STMicroelectronics und Leti nutzen das Rahmenprogramm des IRT Nanoelectronics Institute, um Prozesstechnologie auf Letis 200mm F & E-Linie zu entwickeln und bis 2019 nachprüfbare Konstruktionsproben fertigzustellen. Gleichzeitig wird STMicroelectronics auch eine qualitativ hochwertige Produktionslinie aufbauen, einschließlich des heterogenen GaN / Si-Epitaxieverfahrens, und plant, bis 2020 seine erste Produktion in der ehemaligen Wafer-Prozessfabrik in Frankreich durchzuführen.
Die Entwicklung von siliziumbasiertem GaN von der frühen Entwicklung bis zu Anwendungen im kommerziellen Maßstab ist zweifellos der disruptivste technologische Innovationsprozess, der eine neue Ära für die Halbleiterindustrie eröffnet.
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