迄今為止,半導體材料大致可以分為三代。第一代半導體是硅,主要解決數(shù)據(jù)運算、存儲的問題;第二代半導體以砷化鎵為代表,被應用于光通信,主要解決數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯栴};第三代半導體以氮化鎵為代表,它在電和光的轉(zhuǎn)化方面性能突出,在微波信號傳輸方面的效率更高,所以可以被廣泛應用到照明、顯示、通訊等各大領域。
GaN主要市場和應用領域
但是現(xiàn)實中,自然形成氮化鎵的條件極為苛刻,在自然界幾乎不可能實現(xiàn),而人造氮化鎵的成本非常高。不僅如此,無論是氮化鎵晶片生產(chǎn),還是以氮化鎵為襯底的芯片器件,都需要精密的納米加工工藝,技術(shù)門檻極高。這些都成為氮化鎵大規(guī)模應用的制約因素。
然而日前,MACOM卻宣布,其第四代氮化鎵產(chǎn)品,將以非常好的成本優(yōu)勢,在多個應用領域替代LDMOS、砷化鎵和以碳化硅為襯底的氮化鎵產(chǎn)品,使得氮化鎵產(chǎn)品大規(guī)模商業(yè)應用成為可能。
MACOM公司射頻和微波業(yè)務高級副總裁兼總經(jīng)理Greg Baker興奮地向我們介紹到:“我們的第四代氮化鎵產(chǎn)品基于硅襯底,效率要比LDMOS高10%,功率密度是LDMOS的4倍,預期成本結(jié)構(gòu)也低于LDMOS,同時利用MACOM的高功率塑料封裝技術(shù),成功地促進了氮化鎵產(chǎn)品從高深的、政府資助型技術(shù)到批量生產(chǎn)的商業(yè)技術(shù)的轉(zhuǎn)變。”
MACOM 創(chuàng)新正引領GaN商業(yè)應用
據(jù)預測,射頻微波市場容量大概是100億美金,MACOM新的氮化鎵產(chǎn)品所針對的射頻微波大功率器件市場,其容量規(guī)模超過30億美金。目前,這部分市場中的主流應用是LDMOS和砷化鎵產(chǎn)品。與之相比,MACOM的第四代基于硅襯底的氮化鎵產(chǎn)品,可以說是綜合考慮性能與成本之后的極佳選擇。首先,在高頻應用中,氮化鎵功率放大器具有壓倒性的優(yōu)勢;同時,氮化鎵功放能夠處理大的信號帶寬,就5G移動通信等應用來說,氮化鎵都有比較大的優(yōu)勢。
第4代 GaN-Si(100W 效率70%)
正是因為如此,MACOM的第四代產(chǎn)品才吸引了安捷倫、羅德與施瓦茨等測試儀器儀表領域的廠商,華為、諾基亞、西門子等著名的無線通訊設備商,以及西門子等醫(yī)療儀器領域的關(guān)鍵客戶的關(guān)注。
然而,基于硅襯底的氮化鎵產(chǎn)品的出現(xiàn),并不意味著MACOM放棄了傳統(tǒng)的基于碳化硅的氮化鎵產(chǎn)品。在某些應用場合,例如氣象雷達、高速公路測速雷達或者是其他雷達等,對效率、帶寬等性能要求較高,且對成本不敏感的應用中,依然是傳統(tǒng)的基于碳化硅的氮化鎵產(chǎn)品的市場。MACOM將繼續(xù)為這類客戶提供越來越多新的產(chǎn)品。
“研發(fā)基于硅襯底的氮化鎵技術(shù),主要是為將來5G移動通信的發(fā)展一些新能源行業(yè)所需要的大功率器件做準備。雖然短時間內(nèi),微波射頻領域發(fā)展得會比較平緩,但MACOM還是會持續(xù)地在高功率氮化鎵技術(shù)上有所投入。我們相信當移動通信發(fā)展到4.5G、5G時,氮化鎵的產(chǎn)品與技術(shù)必然會取代現(xiàn)有的LDMOS及其他大功率技術(shù)。” MACOM南亞太區(qū)銷售副總裁熊華良強調(diào)到。
除微波射頻外,光通信也是MACOM快速增長的業(yè)務領域。尤其是“寬帶中國”戰(zhàn)略下,GPON、EPON取得飛速發(fā)展。MACOM的產(chǎn)品正好吻合了這個應用,所以2015年MACOM在這一市場進步神速。其次,最近這兩年中國的運營商已經(jīng)開始大規(guī)模安裝100G干線網(wǎng)絡,而在100G的干線網(wǎng)絡上,MACOM也有全線產(chǎn)品支持和服務中國客戶。最后,高速數(shù)據(jù)的發(fā)展導致全球?qū)τ跀?shù)據(jù)中心的建設都非常熱。在這一應用上,MACOM也提供全線的產(chǎn)品支持。
MACOM在南亞地區(qū)的業(yè)務