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。

氮化镓的发展趋势

氮化镓的发展趋势

氮化镓的发展趋势
氮化镓(GaN)是一种具有广泛应用潜力的新型半导体材料。

其发展趋势主要体现在以下几个方面:
1. 增强功率半导体器件:氮化镓具有较大的能隙和较高的饱和漂移速度,使其在高功率应用中具有优势。

因此,氮化镓功率器件正在不断发展,用于实现高效率、高功率的功率放大器、开关和变频器等应用。

2. LED照明:氮化镓是制造高亮度LED的关键材料。

随着LED照明市场的迅速增长,氮化镓LED的需求也在不断增加。

未来,氮化镓LED的发展趋势将主要集中在提高亮度、效率和可靠性上。

3. 光电子器件:由于氮化镓具有宽带隙和较高的电子迁移率,使其在光电子器件领域具有广泛的应用前景。

例如,氮化镓激光器、光电二极管和太阳能电池等器件,正在不断开发和改进。

4. 5G通信:随着5G通信技术的快速发展,对高频电子器件的需求也在不断增加。

氮化镓材料由于其优良的高频特性,在5G射频器件领域有望取得重要突破。

5. 汽车电子:随着电动汽车的普及和自动驾驶技术的发展,对高效、高可靠的功率电子器件的需求也在快速增长。

氮化镓功率器件在车载电子中的应用前景广阔。

总的来说,氮化镓的发展趋势将集中在高功率器件、LED照明、光电子器件、5G通信和汽车电子等领域。

随着相关技术的不断进步和市场需求的增长,氮化镓有望在未来得到更广泛的应用。

氮化镓用途

氮化镓用途

氮化镓用途氮化镓(GaN)是一种宽禁带半导体材料,具有优异的电子性能和热稳定性,所以在各种领域都有广泛的应用。

以下是氮化镓的主要用途:1. 光电子器件:氮化镓是目前最重要的宽禁带半导体材料之一,具有较高的光电转换效率和较高的光辐射功率密度,因此被广泛应用于光电子器件的制造。

例如,氮化镓LED (Light Emitting Diode,发光二极管)被广泛应用于照明、显示器和显示屏等领域,其高亮度、高效率和长寿命的特点使得LED在替代传统照明和显示技术方面具有巨大的潜力。

此外,氮化镓也用于制造激光、太阳能电池、光电探测器等光电子器件。

2. 功率电子器件:氮化镓材料具有较高的电子迁移率和极高的饱和电子漂移速度,使其非常适合用于制造功率电子器件。

氮化镓功率器件可以实现较高的开关速度和较小的开关损耗,广泛应用于电力转换、能源传输和电机驱动等领域。

例如,氮化镓晶体管(GaN HEMT)被用于制造高频、高功率的放大器、放大模块和射频工作的微波器件,也广泛应用于电动汽车、太阳能逆变器和电源控制等领域。

3. 无线通信:由于氮化镓材料具有较高的饱和电子漂移速度和较低的微波损耗,因此在无线通信领域有着广泛的应用。

氮化镓射频器件可以实现高功率、高频率的操作,并具有较低的功率消耗和较小的尺寸,因此被广泛用于手机基站、卫星通信和雷达系统等无线通信设备中。

此外,氮化镓还用于制造高频谐振器、倍频器、低噪声放大器等微波器件。

4. 高温电子器件:氮化镓材料的热稳定性非常好,可以在高温环境下稳定运行。

因此,氮化镓被广泛应用于高温电子器件的制造。

例如,在航空航天领域,氮化镓器件可以在高温和高辐射环境下工作,用于制造高温功率放大器、高温传感器和高温电路。

此外,氮化镓也用于制造高温电动汽车电池、高温传感器和高温电源等高温应用领域。

5. 紫外光器件:由于氮化镓材料能够发出紫外光,因此被用于制造紫外光器件。

例如,氮化镓紫外光发光二极管(UV-LED)被广泛应用于紫外光固化、水质检测和防伪识别等领域。

氮化镓主要器件形式和下游应用

氮化镓主要器件形式和下游应用

氮化镓(GaN)是一种宽禁带半导体材料,具有高击穿电场、高热导率、高电子饱和速度以及抗强辐射能力等优异特性,在光电子和微电子领域应用广泛。

氮化镓的器件形式主要有两种:同质外延片和异质外延片。

同质外延片是指使用GaN材料在蓝宝石或SiC衬底上生长出的单晶薄膜,其优点是晶体质量高、生长速度快、结晶缺陷少,适用于制造高性能的电子器件。

而异质外延片则是在不同衬底上生长出的GaN晶体,其优点是可以在不同材料表面生长,灵活性高,但生长速度慢,结晶缺陷较多。

氮化镓的下游应用主要有以下几个领域:
1. 微波射频领域:氮化镓具有高电子饱和速度和优良的抗电磁辐射能力,适用于制作高性能的微波射频器件,如高功率放大器、微波功率合成器等,广泛应用于雷达、通信、卫星广播等领域。

2. 电力电子领域:氮化镓具有高击穿电场和高热导率等特性,适用于制作高温、高功率的电力电子器件,如电力晶体管、绝缘栅双极晶体管等,广泛应用于电动汽车、轨道交通、智能电网等领域。

3. 光电子领域:氮化镓具有高发光效率、宽光谱覆盖范围等特性,适用于制作高亮度、高可靠性、低能耗的LED芯片和显示器,广泛应用于照明、显示、背光等领域。

4. 传感器领域:氮化镓具有对紫外光敏感等特性,适用于制作光传感器和气体传感器等,广泛应用于环境监测、安全检测等领域。

总之,氮化镓作为一种优秀的宽禁带半导体材料,其器件形式和下游
应用都十分广泛,随着技术的不断进步和市场需求的不断增长,其应用前景将更加广阔。

快充黑科技:氮化镓的深度应用

快充黑科技:氮化镓的深度应用

40新视点 > 前沿科技快充黑科技:氮化镓的深度应用文·图/庄嘉问题:一方面,氮化镓是自然界没有的物质,完全要靠人工合成;另一方面,氮化镓没有液态,故不能使用单晶硅生产工艺的直拉法拉出单晶,而仅靠气体反应合成。

因此,生产氮化镓存在反应时间较长、副产物较多、设备要求苛刻等难题,造成了其制造成本高、不利于大批量产的情况。

不局限于快充领域的氮化镓技术根据阿里巴巴达摩院发布的“2021十大科技趋势”,其中预测的第一大趋势就是以“氮化镓、碳化硅”为代表的第三代半导体迎来应用大爆发。

由此可见,作为第三代半导体材料的典型代表,氮化镓的应用领域存在深挖空间。

就化学原理而言,氮化镓是迄今为止电光、光电转换效率最高的材料体系。

因此,利用氮化镓制作的电子器件具有高频、高转换效率、高击穿电压等特性。

这就为微显示、手机快充、氮化镓汽车等提供了无限的可能性。

实践层面也是如此,氮化镓应用版图正在逐步扩大。

目前,作为支撑“新基建”建设的关键核心器件,氮化镓下游应用切中了“新基建”中5G基站、特高压、随着电子产品进入精细化时代,人们对于充电器在尺寸、功率等方面的需求也随之提高,传统的功率开关已经无法满足市场对于大功率、快速充、微尺寸的需求,以氮化镓为典型代表的数字电源快充黑科技应运而生。

快充新变革的爆点:氮化镓2022年4月18日,中国企业倍思发布的新品“第五代氮化镓Pro数字电源快充充电器160瓦”,引起了消费者和业界的广泛关注。

该款产品不仅是全球首款PD3.1标准的160瓦多口充电器(单口实现最高28伏140瓦),更是全球首款数字电源充电器,象征着人类迈入了数字电源的新纪元。

由此,“氮化镓”这个专业名词迅速从快充界破圈。

根据英国广播公司研究部门(BBC Research )的数据显示,“全球手机充电器市场规模将从2017年的181亿美元增长至2022年的250亿美元,其中快充占27.43亿美元,占比10.97%”。

氮化镓的现状及未来五至十年发展前景

氮化镓的现状及未来五至十年发展前景

氮化镓的现状及未来五至十年发展前景引言:在当今高科技领域中,半导体材料的研究一直是焦点之一。

而氮化镓(Gallium Nitride,简称GaN)作为一种新兴的半导体材料,因其优异的电学特性和广泛的应用前景而备受关注。

本文将详细讨论氮化镓的现状,并展望未来五至十年的发展前景。

一、氮化镓的特点和应用氮化镓拥有较高的电子饱和迁移速度、较大的能带隙和较高的电子饱和漂移率等优异电学特性。

这些优点使得氮化镓在高频电子设备、光电子器件、能源转化和照明等领域有广泛的应用。

例如,氮化镓发光二极管(LED)具有高效、长寿命和节能等特点,已成为替代传统照明的主要选择;氮化镓高电子迁移率晶体管(HEMT)在射频应用中表现出优异的性能,被广泛应用于无线通信设备和雷达系统。

二、氮化镓的现状目前,氮化镓半导体技术已经成熟,并在各个领域得到广泛应用。

尤其是在照明领域,氮化镓LED已逐渐取代传统照明产品,成为主流。

此外,氮化镓的电子迁移率和功率饱和特性使其在高频电子设备和无线通信领域中具有巨大的潜力。

但同时,氮化镓材料的制备成本相对较高,限制了其在一些大规模应用中的普及。

三、氮化镓未来五至十年的发展前景1. 降低制造成本:随着氮化镓材料制备技术的不断进步,制造成本将逐渐降低。

特别是通过提高晶体生长技术和材料制备工艺的稳定性和效率,将大幅减少半导体器件的制造成本,促进氮化镓在各个领域的广泛应用。

2. 提高性能:随着研究的深入,氮化镓材料的性能将进一步提高。

例如,通过控制材料的表面电荷分布、制备高质量的氮化镓薄膜和提高器件的热稳定性等手段,可以进一步提高氮化镓器件的效率和可靠性。

3. 拓宽应用领域:随着氮化镓材料制备技术的进步,其在光电子器件、能源转化和电力电子等领域的应用将进一步推广。

例如,氮化镓在太阳能电池中的应用已经初步展示出巨大的潜力,预计未来将有更多创新应用出现。

4. 加强国际合作:氮化镓的研究和应用需要跨学科的合作与交流。

射频氮化镓分立器件__概述说明以及解释

射频氮化镓分立器件__概述说明以及解释

射频氮化镓分立器件概述说明以及解释1. 引言1.1 概述射频氮化镓分立器件是一类在射频领域中应用广泛的电子元件,它由氮化镓材料制成,具有出色的高频性能和优异的功耗特性。

这些分立器件可以单独使用或与其他器件结合,用于各种通信和雷达系统中。

本文将对射频氮化镓分立器件进行概述并详细解释其原理、优势、种类和应用领域。

1.2 文章结构本文共分为五个部分:引言、射频氮化镓分立器件、氮化镓材料的特性和制备方法、射频氮化镓分立器件的种类和应用领域以及结论与展望。

在引言部分,我们将简要介绍文章的主题和组织结构。

1.3 目的本文旨在深入探讨射频氮化镓分立器件这一重要主题,并提供相关领域的研究人员和工程师们基本了解该技术背景以及其关键应用。

通过本文内容,读者将能够理解射频氮化镓分立器件的原理、制备方法以及其在通信等领域的应用案例,同时也将对该领域的发展趋势有一定的了解。

2. 射频氮化镓分立器件2.1 简介射频氮化镓分立器件是一种关键的无线通信元件,广泛用于各种无线通信系统中。

这些分立器件包括射频功率放大器、开关、混频器和控制电路等,它们在无线通信中起着至关重要的作用。

由于氮化镓具有优异的特性,如高电子迁移率、高可靠性和较高的工作温度范围,因此射频氮化镓分立器件在无线通信领域中被广泛采用。

2.2 分立器件的原理和作用射频氮化镓分立器件基于半导体技术与微纳加工技术相结合,通过设计和制造出小型化、高效率、低功耗的器件来满足无线通信系统对高速数据传输和广带应用的需求。

其中,射频功率放大器负责将输入的弱信号放大为更强大的输出信号;开关则负责控制输入信号的流向,并实现快速切换;混频器则能够将两个不同频率的信号进行合并或相互转换;控制电路则起到调节和监控这些分立器件工作状态的作用。

2.3 射频氮化镓分立器件的优势相比于其他材料制造的器件,射频氮化镓分立器件具有一系列明显的优势。

首先,射频氮化镓分立器件具有较高的电子迁移率,使其在高频场合下能够更好地传递信号。

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)是一种广泛应用于半导体领域的材料,具有高电子迁移率、较大的能隙和较高的电子饱和漂移速度等优良特性,因而在各种领域都有重要的应用。

本文将介绍氮化镓在LED、功率电子器件、射频电子器件、光电子器件、生物医学设备和激光器件等方面的应用案例。

1. LED照明应用氮化镓被广泛应用于LED照明领域,其高亮度、高效率和长寿命等特点使得它成为了照明产业的主要推动力之一。

目前,氮化镓LED已经广泛应用于室内外照明、汽车照明、显示屏和背光等领域。

其高色彩还原性和较低的能耗,使得它成为绿色环保照明的首选。

2. 功率电子器件应用由于氮化镓具有较大的能隙和较高的电子饱和漂移速度,因此适用于功率电子器件的应用。

氮化镓HEMT(高电子迁移率晶体管)能够实现高频、高功率和高温度工作,因而在高速开关、功率放大器等领域有重要应用。

3. 射频电子器件应用氮化镓材料在射频电子器件领域也有着重要应用,例如用于5G通信系统中的射频功率放大器,其高频特性和高功率密度使其成为了5G通信系统中不可或缺的一部分。

4. 光电子器件应用氮化镓在光电子器件中的应用也越来越受到重视,比如太阳能电池、紫外线探测器和高速光通信等领域。

其优良特性使得它在光电子器件中有着广泛的应用前景。

5. 生物医学设备应用氮化镓在生物医学设备领域的应用正在不断拓展,比如在光学成像、激光治疗和生物传感等方面。

其辐射光谱范围广、光学稳定性好和对生物组织的穿透性强,使其成为了生物医学设备中重要的光学材料。

6. 激光器件应用氮化镓还在激光器件领域具有重要应用,比如用于紫外激光器、蓝光激光器和电泵浦固体激光器等。

其较大能隙、高电子饱和漂移速度和辐射稳定性好的特性,使得它成为了激光器件领域的研究热点。

氮化镓作为一种重要的半导体材料,在LED照明、功率电子器件、射频电子器件、光电子器件、生物医学设备和激光器件等领域都有着重要的应用。

随着半导体技术的不断进步和氮化镓材料性能的不断提升,相信它在未来会有更广泛的应用场景。

氮化镓在射频领域的优势

氮化镓在射频领域的优势

氮化镓在射频领域的优势氮化镓(GaN)是一种新兴的宽禁带半导体材料,具有许多在射频领域中的优势。

以下是氮化镓在射频领域的优势:1. 高频特性:氮化镓具有高电子流迁移率(1510 cm²/Vs),使其在高频应用中表现出色。

相对于硅和砷化镓,氮化镓的频率特性更好,可以在更高的频率上工作。

2. 大功率:氮化镓具有较大的饱和电子流密度(约3×10^7A/cm²),使其能够承受更高的功率。

这使得氮化镓能够提供更高的输出功率,适用于需要大功率的射频应用。

3.宽带隙:氮化镓具有宽带隙(3.4-3.5eV),相对于其他传统的半导体材料,如硅和砷化镓,具有更大的能带间隔。

宽带隙使得氮化镓能够在高温高功率工作下保持稳定性,而不会因过热而失效。

4.高温稳定性:氮化镓具有较高的热导率和热稳定性,能够在高温环境下工作。

这使得氮化镓可以应用于高温环境下的射频设备,如通信基站和卫星通信等。

5.低噪声:氮化镓具有较小的噪声系数,即信号到噪声比高。

这使得氮化镓在需要高灵敏度和低噪声的射频应用中表现出色,如通信接收器和雷达系统等。

6.高频线性度:氮化镓具有较好的高频线性度,可以实现较低的失真和较高的动态范围。

这使得氮化镓非常适合用于高速数据通信和无线电频谱分析等应用。

7.可靠性:氮化镓具有较长的寿命和较低的失效率,使其在射频系统中具有较高的可靠性和稳定性。

这使得氮化镓能够满足高要求的军事和航天应用需求。

8.兼容性:氮化镓可以通过硅基底进行生长,这使得它可以与传统的硅射频技术相结合,实现更好的集成和高度集成的射频模块。

总之,氮化镓在射频领域具有许多优势,包括高频特性、大功率、宽带隙、高温稳定性、低噪声、高频线性度、可靠性和兼容性。

这些优势使得氮化镓成为射频系统中的理想选择,能够提供更好的性能和可靠性。

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)是一种重要的半导体材料,具有优异的物理性质,广泛应用于电子、光电子和通信领域。

下面将介绍氮化镓在光电子、半导体照明和通信领域的应用案例。

一、光电子领域在光电子领域,氮化镓被广泛应用于制造高亮度、高效率的蓝光LED(发光二极管)和激光器。

蓝光LED和激光器在显示屏、照明、通信等领域有着重要的应用价值。

1. 蓝光LED氮化镓薄膜是制造蓝光LED的重要材料。

蓝光LED是光电子领域中的重要光源,能够制造高分辨率、高对比度的显示屏。

氮化镓薄膜的优异光电性能也为蓝光LED的高效率和长寿命提供了基础支持。

氮化镓在蓝光LED领域具有重要的应用价值。

2. 激光器氮化镓激光器因其可靠性高、效率高等优点,在医疗、通信、材料加工等领域有广泛的应用。

氮化镓激光器可用于医疗器械中的皮肤治疗、眼科手术等领域,也可用于光通信系统中的数据传输和信号处理。

氮化镓在激光器领域具有重要的应用前景。

二、半导体照明领域在半导体照明领域,氮化镓LED以其高亮度、高效率、长寿命等特点,得到了广泛的应用。

在室内照明、交通信号灯、汽车照明、户外景观照明等领域,氮化镓LED都具有重要的应用价值。

1. 室内照明氮化镓LED在室内照明领域具有广阔的市场空间。

其高亮度和高效率能够为室内照明系统提供更为节能的解决方案,同时也能够满足用户对于光照明质量的需求。

氮化镓LED在室内照明领域有着重要的应用潜力。

2. 汽车照明氮化镓LED在汽车照明领域的应用也日益广泛。

其高亮度和高可靠性能够为汽车前灯、尾灯、仪表板照明等提供更为稳定和明亮的光源,同时也能够减少能源消耗,提高汽车的节能性能。

三、通信领域在通信领域,氮化镓被广泛应用于射频功率放大器、微波器件、高速数据传输等方面。

其高频特性和高功率密度使得氮化镓在通信领域的应用具有重要的技术优势。

1. 射频功率放大器氮化镓材料的高电子流迁移速度和高饱和漂移速度使其成为射频功率放大器的理想材料。

氮化镓(GaN)在微波和射频行业发展评估

氮化镓(GaN)在微波和射频行业发展评估

氮化镓(GaN)在微波和射频行业发展评估图1、无线基站氮化镓如今被定位成涵盖了从无线基站到射频能量等商业射频领域的主流应用,它从一项高深的技术发展为市场的中流砥柱,这一发展历程融合了多种因素,是其一致发挥作用的结果。

氮化镓的性能优势曾经一度因高成本而被抵消。

最近,氮化镓凭借在硅基氮化镓技术、供应链优化、器件封装技术以及制造效率方面的突出进步成功脱颖而出,成为大多数射频应用中可替代砷化镓和LDMOS 的最具成本竞争优势的材料。

形成阶段大约20多年前,美国国防部曾通过的微波/毫米波单片集成电路(MIMIC) 和微波模拟前端技术(MAFET) 计划在开发基于砷化镓的MMIC 中扮演着关键的角色。

与此同时,美国国防部还通过了高级研究计划局(DARPA) 的宽带隙半导体技术(WBST) 计划,该计划在氮化镓的早期开发中发挥了积极的推动作用。

该项计划于2001 年正式启动,力求满足军方对小型高功率射频器件的需求,WBST 计划在一定程度上依托早期氮化镓在蓝光LED 照明应用中的成功经验。

为了快速跟踪氮化镓在军事系统中的应用,WBST 计划特准计划参与方深耕MMIC 制造工艺,以制造出可预测性能特性和故障率的可复制氮化镓器件。

相比之前的MIMIC 和MAFET 计划,WBST 计划严重倾向于军事应用,不计成本地追求所需性能,但是,随着化合物半导体提供商不断完善其生产工艺,计划最终可以确保政府获得性能更高,成本更加低廉的射频元件。

无线手机消费需求的激增加速了砷化镓成为主流商业应用的步伐,这强有力地助推了规模经济。

化合物半导体提供商斥资数亿美元修建了大规模的砷化镓制造厂,引领行业建立起稳健、可靠和可扩展的砷化镓供应链,并由此实现了砷化镓从专业化的军事技术向商业支柱技术的转化。

有线电视(CATV) 运营商希望在增加带宽的同时,通过提高能源效率来降低运营成本,从而推动了氮化镓率先在有线电视行业开展商业应用。

尽管与砷化镓相比,碳化硅基氮化镓的价格更高,但有线电视基础设施的成本压力要比无线手机小得多,而且节省的运营成本可以超过增加的购置成本。

2024年氮化镓基激光器市场规模分析

2024年氮化镓基激光器市场规模分析

2024年氮化镓基激光器市场规模分析引言氮化镓基激光器是一种基于氮化镓材料的半导体激光器,具有较高的性能和广泛的应用领域。

本文将对氮化镓基激光器市场规模进行分析,包括市场概况、市场规模、市场趋势和市场前景等方面的内容。

通过对这些维度的分析,可以更好地了解氮化镓基激光器市场的发展态势和商机。

市场概况氮化镓基激光器市场涵盖了多个应用领域,例如通信、工业、医疗等。

随着这些领域的不断发展,对高性能激光器的需求也在增加。

因此,氮化镓基激光器市场具有广阔的发展前景。

市场规模根据市场调研数据显示,氮化镓基激光器市场规模在近几年呈现快速增长的趋势。

目前,全球氮化镓基激光器市场规模已经超过数亿美元,并持续增长。

其中,亚太地区是氮化镓基激光器市场的主要消费地区,占据了市场份额的较大比例。

市场趋势氮化镓基激光器市场在技术创新和消费需求推动下呈现出一些明显的市场趋势。

首先,随着通信技术的不断发展,对高速、高效的激光器需求增加,而氮化镓基激光器正好满足了这一需求。

其次,工业领域对激光器的应用也在不断扩大,推动了氮化镓基激光器市场的增长。

此外,医疗领域对高性能激光器的需求也在增加,进一步推动了氮化镓基激光器市场的发展。

市场前景氮化镓基激光器市场的前景非常广阔。

一方面,随着互联网和通信技术的快速发展,对高速传输和高效能激光器的需求将持续增加,这将为氮化镓基激光器市场带来更多商机。

另一方面,随着工业和医疗领域的不断进步,对高性能激光器的需求也在增加,这将进一步推动氮化镓基激光器市场的发展。

结论综上所述,氮化镓基激光器市场具有较大的市场规模和广阔的发展前景。

随着技术进步和消费需求增加,氮化镓基激光器市场将继续保持快速增长。

为了抓住这个机遇,企业应加大技术研发力度,提高产品质量和性能,满足市场需求,以取得更大的市场份额和竞争优势。

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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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