你需要知道什么GaN技术
2023年2月15日
由于几上的元素周期表,工程可能永远不会是相同的。在那里。我们说它。但事实是,在氮化镓(GaN)晶体管的引入,首先证明了在1990年代,射频工程没有相同的和正在改变。
GaN突出由于其大电流,高电压的功能,使它足够多用途广泛的要求应用程序,如下表1 - 1所示。其独特的材料特性使其成为新技术从5 g通信到汽车、照明、雷达、卫星和更多。,因为它的能力,开发人员不停止。他们继续推进进一步革新技术,允许新,为未来更高需求的应用程序。
表1 - 1:大电流,高压氮化镓生产过程的能力使广泛的要求应用程序。
甘为设计师提供了一个竞争优势在开发系统要求高功率、大带宽、高工作电压和高的热功能。这些天,许多工程师都预测,GaN最终可能取代技术,如横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS)在许多应用程序中。令人信服的证据。甘容易使现有的和新的应用程序。它被证明是容易使用,提供即插即用替换和当前一样可靠的技术,如果不是更多。
等新的应用5克,GaN已经取代现有技术满足所有这些先决条件。甘5 g支持更快的数据传输速度,增加射频范围,增加温度健壮性、高输入功率健壮性、更小的尺寸和更高效的电力消耗。GaN射频系统效益源于其独特的宽禁带的材料特性,密度很高,高电子迁移率和耐高温。所有这一切使得射频大功率增加效率的好处(PAE),输出功率高,外形小,宽的带宽和强度。甘使系统操作电流和较低的运行成本。系统设计者可以用更少的组件设计系统。缩短设计时间和让产品更快进入市场。除了其热导率高、氮化镓闻名对辐射的敏感性较低。如果你看一看表1 - 1,你会发现,氮化镓生产过程主要使用碳化硅或硅基板(分别为GaN碳化硅和氮化镓在Si)。每个底物都有其优势。 Silicon is relatively inexpensive compared to silicon carbide. But in many aspects, GaN on SiC offers more significant benefits compared to GaN on Si, thanks to its higher reliability and power. This makes GaN on SiC the best option for many applications in 5G telecom, defense, aerospace and more.
甘学习基础知识
Qorvo的2特别版GaN技术入门》提供了一个基本的但可操作的介绍GaN技术和其应用程序增长背后的力量,也就是说,其广泛的好处。GaN接管了地区曾长期作为标准的其他材料。例如,像LDMOS硅技术。氮化镓砷化镓补充的能力推动GaN商业和国防应用的使用。甘还帮助提高系统性能,一些应用程序以满足更高的权力斗争,下一代通信系统的频率和效率要求。
所以,记住这一切,这本书将帮助您:
- 甘理解独特的材料属性
- 甘学习是重要的雷达应用中使用
- 发现如何使用氮化镓在商业、零售和空间应用程序
- 学习最好的氮化镓工艺为您自己的应用程序
- 甘了解当今市场以及未来推进
甘:当时和现在
氮化镓的潜力作为大功率高频半导体电晶体材料是第一次认识和探索了在1990年代早期。到2000年代中期到后期,GaN已经进入了生产应用程序为国防和航空航天和商业固态照明的发光二极管(led)。甘自那时以来,已增加了接受无线电频率(RF)电子和广泛应用在商业无线应用程序,包括5克。采用射频辅助了氮化镓材料的进步,使创建卓越的高功率密度,高效率的射频放大器。
许多半导体市场分析师仍然GaN描述为一种相对较新的技术。但在短短几年,GaN已经从新人领先者在许多应用程序中。GaN不仅取代LDMOS等根深蒂固的硅技术,但它也有助于提高总体系统性能与其他技术使用时如砷化镓。
氮化镓砷化镓等补充的能力建立技术正在帮助加快收养在国防和商业应用。甘也有助于提高系统性能在应用程序难以满足下一代系统的上层权力,频率和效率的要求。因此,成为新技术更广泛的带宽,高频射频应用程序。
氮化镓技术对假人
所以,在未来如何?
甘多年前首次亮相在军事和航天应用。但从那时起,它被用在许多商业应用程序(如无线基础设施、有线电视,空间,科学和其他,如下图1所示。
图1:GaN射频技术和市场
GaN技术在未来几年将继续推进,所以将它的受欢迎程度在新的和更复杂的应用程序。需求用于军用雷达、电子战和通信系统可能是现在的增长动力。不过,广泛的其他创新的应用程序是在地平线上由于氮化镓的材料属性。想想这些:
数据中心
数据中心正在扩大,由于云计算的大规模增长。这些数据中心消耗大量的能源,所以降低能耗是当务之急。
汽车
甘电动车(电动车)使用直流电源晶体管。结合更多的马力比电池、高效的汽车和车载充电器可以帮助减少车重,这又增加了范围。
无线充电
无线充电的不只是智能手机了。它变得越来越普遍在我们的家庭。你还会发现无线充电集成到汽车和医疗设备。所有这些应用程序的需求氮化镓晶体管。
电源适配器
直流电源设计进步精益求精,但建立硅开关技术是达到其物理极限。GaN晶体管直流电源可以打开速度比硅,减少损失,提高开关速度。制造商正在寻求甘的大小减少,更好的效率和功率的增加。
医疗
你会发现GaN迁移到x射线和磁共振成像(MRI)的机器。在核磁共振应用程序使用GaN有助于减少尺寸。此外,在核磁共振成像机器使用氮化镓增加图像分辨率10到100倍比non-GaN机器。这意味着医学专家可以发现癌症和其他疾病的早期,更准确和较低的费用。高能射频还用于射频消融(RFA)治疗恶性肿瘤的设备。
无线手机
甘一直用于军用电子战(EW)手持无线电多年来由于权力,高频宽的带宽和可靠性需要在严酷的环境下。今天,商业电信运营商需要满足相似要求手机。
科学应用
科研人员需要更大的能力在5 g的测试和测量。例如,甘你会发现在设备支持粒子加速器和化学气相沉积(CVD)系统。心血管疾病产生高质量的固体薄膜和涂料和提供优势蒸发和溅射使用物理气相沉积的方法。GaN部署在电磁兼容性(EMC)测试设备提供所需的高功率和宽的带宽资格5克的产品。
空间应用
空间应用程序依赖于尺寸和重量。这使得氮化镓的低功耗,体积小,高可靠性和辐射耐受高需求。其他技术需要特殊辐射屏蔽,但甘自然免疫辐射。
关键的外卖
这本书还包括自己的快速参考大纲的话题,这样你就可以选择一个主题,深入挖掘合适的章。例如:
- 氮化镓(GaN)是一种高性能复合半导体。化合物半导体提供一个更好的速度和力量的结合。
- 氮化镓提供独特的好处。GaN独特的材料特性提供高功率效率(PAE),输出功率高,外形小,宽的带宽,热优点和耐久性。
- 商业,国防和空间系统使用氮化镓。氮化镓的独特优势支持新的和现有的应用程序,包括雷达、卫星通信、商业无线网络和有线电视。
- 甘5 g是至关重要的。5 g需求需要multi-gigabit速度和超低延迟。结果,设备制造商在大规模部署大功率甘多输入,多输出(MIMO)系统。
- 甘非常可靠,即使在严酷的环境下。
- 氮化镓对大批量生产应用程序可用。美国国防部将氮化镓在最高的成熟度和生产准备级别(推广),推广10。这意味着批量生产和精益生产实践。
- 氮化镓是开拓新市场。其独特的属性允许GaN技术传播到新的领域,包括汽车、医疗系统和先进的科学应用。
氮化镓的未来
甘创新技术和包装在未来将支持更高频率,高电压和更广泛的带宽,进一步刺激GaN收养。从Qorvo寻找更多创新和专业知识。
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