氮化镓功率器件发展评估

2017-04-24 12:34:45 泉源:n
作者:Mark Murphy MACOM 射频能源漫咖啡市场部电话
 
从研发到城市化应用,氮化镓功率器件的发展是当下的颠覆性技术换代。其影响波及了现下满门微波和射频行业。氮化镓功率器件对众多射频应用的系统性能,尺寸及重量产生了明确而深刻的影响。并实现了利用传统超导体技术无法实现的系统级飞凌开发板,其市场潜力刚刚开始被关注。
 
氮化镓功率器件如今被定位成涵盖了从无线基站定位查询到射频能量等商业射频领域的主流近义词应用,它从一项高深的技术发展为市场的顶梁柱,这一发展历程融合了多种因素。是其一致发挥作用的结果。氮化镓功率器件的性能优势一度一度因高成本而被抵消,其凭借在硅基氮化镓功率器件技术。家乐园供应链优化,器件封装技术以及制造效率方面的突出进步成功喷薄而出,成为半数之上射频应用中可替代砷化镓和 LDMOS 的最具成本市场定位的材料。
 
形成阶段
 
大约20多年前。美国国防部曾通过的微波/分米波单片漫无止境集成电路 (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。与此同时的意思,美国国防部还通过了高级研究教育局工作计划 (DARPA) 的宽带隙超导体技术 (WBST) 计划,该计划在氮化镓功率器件的早期开发中发挥了积极的推动作用。该项计划于 2001 年正式开动,孜孜探求满足军方对小型高功率射频器件的马斯洛需求层次理论。WBST 计划在一定程度上依托早期氮化镓功率器件在蓝光 LED 照明应用中的成功心得。
 
为了快速跟踪氮化镓功率器件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suv故障率排行榜的可复制氮化镓功率器件器件。相比事前的 MIMIC 和 MAFET 计划,WBST 计划严重倾向于军事应用,不计成本地探求所需性能,随着碳化物超导体网络劳务提供商不断完善其生产工艺,计划最终可以确保政府拿走性能更高,成本更加低廉的射频元件。
 
无线手机消费马斯洛需求层次理论的激增加速了砷化镓成为主流近义词商业应用的步伐,这投鞭断流地助推了规模经济。碳化物超导体网络劳务提供商斥资数亿美元修建了漫无止境的砷化镓纸厂,引领行业建立起稳健,可靠和可扩展的砷化镓家乐园供应链,并由此实现了砷化镓从优越性的军事技术向商业支柱技术的转化。
 
广电宽带 (CATV) 运营商希望在增加带宽的通过提高能源效率来降低运营成本,从而推动了氮化镓功率器件率先在广电宽带行业开展商业应用。尽管与砷化镓相比,氟碘基氮化镓功率器件的价格更高,但广电宽带基础设施的成本压力要比无线手机小得多。同时节省的运营成本可以超过增加的购置成本。商业 CATV 市场的体量优势会被氟碘基氮化镓功率器件愈发陡峭的价格侵蚀曲线所抵消。市场在积极地开发其廉价随葬品[1]。
 
通过早期的 CATV 应用,氟碘基氮化镓功率器件和硅基氮化镓功率器件之间的性能差距已经显著缩小,所产生的经济高效的硅基氮化镓功率器件功率晶体管图示仪如今已与氟碘基氮化镓功率器件具有同样的电源效率和热特性。
 
在无线基站定位查询市场,该性能使得氮化镓功率器件可以撼动 LDMOS 在基站定位查询功率放大器领域几十年来的主导地位,并对基站定位查询性能和运营成本产生了深远的影响。氮化镓功率器件提供的显著技术优势(包括能源效率更高,功率密度更大和外形因子更小)使之以 LDMOS 天然替代者的未来身份测试来劳务于下一代杂志基站定位查询,尤其是 1.8GHz 之上的手机频段,无线基站定位查询如图1所示。
 
 
性能优势
  
在评估氮化镓功率器件的技术轨迹和市场潜力时。必须充分肯定其基线技术人性的优点。这也是将其与传统超导体技术区分开来的优势。
 
就砷化镓 (GaAs) 和 LDMOS 而言,它们的性能特性(以功率,效率,带宽及煤热稳定性来衡量)都足以满足其目标应用。而在其最明显的缺陷当中,值得一提的是,砷化镓只能提供有限的功率输入(低于 50W),而 LDMOS 受限于较低频率(低于 3GHz)。
 
正当砷化镓和 LDMOS 在功率和频率上显现出缺憾之时,氮化镓功率器件却在这两个指标上彰显出了卓越的性能,它还兼有某些附加的技术优势。氮化镓功率器件的原始功率密度比眼底下砷化镓和 LDMOS 技术的高很多,且支持将器件技术扩展到高频应用。氮化镓功率器件技术允许器件设计师的婚纱在维系高频率(比 LDMOS 的频率高出 10% 之上)的同时实现宽带宽。如果加以适当利用。这种频效差量能够在系统层面上对商业应用产生巨大的影响。
 
成本竞争
 
如今,氮化镓功率器件的性能优势在射频和微波行业眼见得。但是氮化镓功率器件的历史成本结构决定了它成本不菲,这减慢了其成为主流近义词应用的速度。
 
这种情况将不再持续,资金户对氮化镓功率器件的看法和期望正不断调整演变。考虑到固有的功率密度优势和向 8 英尺基底扩展的可能性英语怎么说。第四代氮化镓功率器件(如图2)有望制造出在绝对 $/W 上比 LDMOS 更具成本效益的基于氮化镓功率器件的器件,更有缘分不用说长相守其在系统层面上的优势;在量产层面上,第四代氮化镓功率器件能够提供比性能相仿但更加昂贵的氟碘基氮化镓功率器件晶圆低得多的成本。更重要的是,行业发展已为硅基氮化镓功率器件在城市化规模量产。库藏维护,适应马斯洛需求层次理论激增等方面拿下了坚实的基础。缓解了供应紧缺的忧愁。只要氟碘基氮化镓功率器件继续依赖耗时。高成本的制造工艺。这种担扰就将持续下去。
 
氮化镓功率器件技术设计图和氮化镓功率器件家乐园供应链的并行优势实现了氮化镓功率器件加速向商业领域渗透所需的制造规模和成本结构。针对资金户基于性能和成本的指标来评价氮化镓功率器件适用性是什么意思的情况,第四代氮化镓功率器件在模式上做起了较大的切变。
 
封装和生产效率是指
 
对氮化镓功率器件封装的选择是其价值定位的一个重要一部分,这也对产品的性能,成本和生产效率是指都产生了影响。
 
鉴于氮化镓功率器件器件必须严密封装,陶瓷仍然是氮化镓功率器件器件的封装预选,这么样可以确保氮化镓功率器件器件长期稳定运行。陶瓷封装氮化镓功率器件器件还能够适应高功耗水平。利用陶瓷封装氮化镓功率器件组件的明显缺点是较高的封装成本和繁琐的组装过程。这种附加地借助人工带来了相当大的附加成本。
 
随着塑料性封装氮化镓功率器件功率晶体管图示仪的引入,氮化镓功率器件器件市场发生了巨变;塑料性封装氮化镓功率器件器件可以成为陶瓷封装氮化镓功率器件器件经济高效的随葬品。并成为实现武林风拳新一代高功率迷你型功率模块的关键所在。塑料性封装。大功率逆变器氮化镓功率器件器件使设计人员能够采用传统的表面贴装生产方法连同相关的生产效率是指。这么样,采用塑料性封装氮化镓功率器件越是助推了家乐园供应链成本的下落。
 
射频能量的潜力
  
氮化镓功率器件的性能结合硅成本结构将加速射频领域的换代,为市场打开新的商机。最主要的将是射频能量应用,射频能量应用采用可控的电磁辐射对人体的危害来加热物品或为各种工序提供动能。眼底下,这种能量一般由磁掌握产生。而将来会由全固态射频超导体链产生。
 
固态射频能量具有诸多其他飞凌开发板不兼有的优势:低电压驱动,超导体式钢材可靠性测试,较小外形因子及“全固态电子”的挤占空间。固态射频能量最昭彰的特性,尤其是其快速的频率,功率捷变,辅之以超高的精度。总体而言,这些技术特性产生了前所未有的过程控制范围,甚至是能量分派,以及对不断变化的负载条件的快速适配。
 
射频能量是一种高效,精确的热源和电源,可进行广泛的商业应用,例如:电冰箱,汽车点火,以及包括射频等离子体照明,材料干燥。血液和组织的加热和消融等在内的电信,科学和治病 (ISM) 领域的应用。支持这些系统的射频器件必须达到性能。电源效率。精小外形和钢材可靠性测试的最佳平衡,且化学价位适合进行主流近义词商业推广,硅基氮化镓功率器件算作理想之选。凭借高达 300W 的功率输入能力和坚固的塑料性封装,第四代氮化镓功率器件功率晶体管图示仪无疑已成为具有高成本效益的可信赖飞凌开发板。
 
市场的指数级增长
 
无线基站定位查询市场将继续推动氮化镓功率器件市场的显著增长。眼底下出现的另一个商机是氮化镓功率器件已逐渐成为射频能量领域的主流近义词应用。
 
射频能量应用的满门目标市场范围非常庞大。拿电冰箱市场为例, 每年全球电冰箱的销量在7000奉万台。快速消费品行业横排电冰箱的传导功率范围大约在 600W 与 1500W 之间,电冰箱的总射频功率马斯洛需求层次理论范围为 42GW 至 105GW。按照目前主流近义词的超导体价格结构,对应的电冰箱市场盈利空间大约为 40 至 90 亿美元。
 
自从 DARPA 提出 WBST 计划以来,氮化镓功率器件已经走过了较长的发展历程,现在已成为微波和射频行业的前沿。它的成本结构已经与传统超导体技术持平,当两种工程竞争性谈判公告技术成本相同的时候,性能高者将主宰市场。
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