Радиочастотные усилители мощности (PA) необходимы для различных применений, но одним из массовых вариантов их использования будут, как ожидается, устройства 5G. И поскольку речь идет о массовом применении, должны выполняться противоречивые требования - высокая производительность и низкая цена.
В настоящее время в основе RF PA, как правило, лежат устройства, создаваемые по технологии LDMOS. Конкурентом являются устройства на базе менее распространенной на сегодня технологии GaN, которые обеспечивают более интересные RF параметры, потребляя меньше энергии.
К сожалению, GaN on SiC пока что куда более дорогая технология. Это привлекает интерес к компромиссной комбинации GaN on Si, которая может быть реализована с использованием распространенного технологического оборудования и при этом также обеспечивает весьма привлекательные параметры. В частности, она вполне подходит для выпуска приборов для устройств 5G.
От таких приборов требуется способность работать на частотах до 7 ГГц (если мы говорим о среднем диапазоне частот), поддерживать работу с полосой вплоть до 400 МГц, модуляции высоких порядков, множество каналов и режим MIMO. При этом нужно, чтобы и вес и потребление энергии были бы минимальными. Технология GaN on Si всем этим требованиям удовлетворяет. В частности, у транзистора, выполненного по этой технологии, показатель плотности мощности может достигать в разы более высоких значений, чем у транзистора LDMOS.
Компания Infineon разработала техпроцесс GaN on Si, позволяющий выпускать RF-приборы на стандартных пластинах 8", позволяющие раскрыть потенциал технологии. Благодаря этому мы приблизились к тому, чтобы GaN on Si стал мейнстримовой технологией.
Слабым местом GaN on Si в сравнении с GaN on SiC является термосопротивление. Карбид кремния в этом плане более привлекателен, но за счет утонения кремниевой пластины, правильного расположения элементов прибора и других ухищрений, удается сблизить параметры. И если не требуется способности работать на пределе допустимых напряжений, можно добиваться сравнимой надежности приборов, выпускаемых по этим технологиям.
Таким образом, можно говорить о достижении технологией GaN on Si начального уровня зрелости.
За подробностями рекомендую заглянуть в ноябрьский выпуск Microwave Journal, с.22-37.
--
