全球射頻GaN器件代工廠巡覽

GaN已經(jīng)在大部分高功率軍事應用中占據(jù)強有力的穩(wěn)固地位，,并已占領一些有線電視和蜂高基礎設施市場，但是LDMOS目前仍占據(jù)基礎設施和工業(yè)市場的絕大部分份額但這種情況可能很快就會改變，因為GaN性能與LDMOS基本相當甚至更勝重心轉移到6英寸碳化硅基GaN上：MACOM公司也宣布將嘗試在成本較低的CMOS生產(chǎn)線上生產(chǎn)8英寸硅基GaN;(法國OMMIC已實現(xiàn)6寸線的硅基GaN·且2017年將此外·GaN在高功率應用市場上還在挑戰(zhàn)G結果·總體情況北美有幾家GaN的代工廠(其中一家在加拿大)·歐洲有兩家·還有被稱作是最大的不受管制類化合物半導體制造廠家提供化合物半導體的代工服務·而且這兩家公司都對外宜布說他們的6英寸GaN生產(chǎn)線已投產(chǎn)或正在建設Torance的GCS公司拒絕提為本項調查提供工藝信息·因為GCS是典型的受ITAR(國際武器貿易條例)控制的公司·他們確實為一些公司提供射頻GaN的制造服務。還有幾個專用的RFGaN制造商，像雷聲(Raytheon)·MACOM和Qorvo根據(jù)我電壓V晶圖尺寸(英寸)有3無66直5有2無4NationalResearthCeu5有37t3E.GaN(開發(fā))3無3D006GH(并發(fā))1無3UntedMonolhieSamkendu57有4有有4有46有446有4表一：七家公司提供的RF射頻制造工藝的完整列表。最大功率密度范圍為6至8W/mm·其中Wolfsped公司提供的50V0.4μmG50V3工藝可高達8W/mm-6W/mm或更大的其它高功率密度工藝可從BAESystems-FaunhoferNationalReseachCounadlWIN和Wofsped獲得。運行頻率最高的工藝是Fraunhofer的GaN10,其0.1pm器件工作在94GHz,以及OMMIC的D006GH(開發(fā)中),其60nm器件工作到100GHz幾家代工廠的效率超過60%,包括BAEFraunhoferWolfspeed.UMS和WIN。大多數(shù)工藝都包合碼板或作為一個選項提供·所有調查的鑄造廠使用3或4英寸晶圓·有兩家計劃很快改為6英寸品圓。BAESystems在2000年收購了LockheedMartnSanders公司的設施。它們基于碳化硅襯底的GaN工藝可獲得最佳熱性能·被用于要求高性能的軍事應用(以及某些雙用逾的商業(yè)市場·當它們的工藝和或設計專長正好適合時)。2005年，這個應用于軍事應用的方法由DARPA在寬能隙半導體射頻項目中首次確定為可用的初始版本的工藝當前的晶片尺寸為4英寸·到2014年·它們發(fā)布了基于6英寸晶圓的MMIC功率放大器(PA)高產(chǎn)量工藝流程·使用其場板(FP)GaN工藝2·目前正籌劃到2017年發(fā)布一個6英寸晶圓基的“無場板”(NFP)產(chǎn)品BAE公司的0.2μm場板工藝，最初開發(fā)時間為2005到2008年，現(xiàn)在成為了一個行業(yè)標準工藝·市場上已經(jīng)有很多公司都能提供·它們更新的NFP工藝性能高且價格低廉這包括高達50GHz時的高功率、高增益和高效率·采用2mil厚的晶片，可以在每個源下放置小過孔實現(xiàn)低電威接地。這與輸出電容(Cds)減少了的元件相結合·使寬帶放大器可提高增益和功率附加效率(PAE)-NFP工藝的140V典型BVgd具有PA設計中對時高電壓的高度耐受性·以及低噪聲放大器(LNA)的高Pin生存能力·6英寸的NFPGaN工藝成本將更低，并可利用BAE運行6英寸PHEMT工藝達10年以上的經(jīng)驗。到100GHz范圍的三種工藝：1)相極長度0.5um,工作電壓50V,頻率范圍高達6GHz;2)0.25um,28V·頻率達20GHz;3)0.1μm,15V,頻率達94GHz=0.藝的效率為65%功率密度為6W/mm·0.5um和0.25μm工藝制作于4mi厚的晶片上帶50um的過孔而0.1μm工藝則在3mil厚晶片上帶30um的過孔。Faunhofer率NationalResearchCouncilofOMMIC(Limeil-BrévannesWINSemiconductors(TaoYuanCity,Ta單元在6GHz、偏置28V和100mA/mm時測得的效率大于50%。線性增益為17dB。在15GHz,該工藝的性能大于12dB線性增益和4.2W/mm,效率高于40%。NP45Wolfspeed(Durham,N.工作模式Fraunhofer的所有SiC工藝包括所有的背面加工處理，包括客戶要求的金屬通孔·他們提供全面的檢測(直流、小信號和負載牽引圓片數(shù)據(jù)圖),以及全套的MMIC的檢測他們?yōu)榇蠊β侍匦蕴峁┛焖贄l狀功率封裝NRC提供晶圓測試，但其他檢測還有之后的封裝服務不提供OMMIC提供晶圓測試服務，外觀檢驗(商用和太空級)、還有為太空項目所作的大量驗收測試(LAT)和品圓驗收測試(WAT)·所有的設計都能夠進行QFN(達到30GH工作)或者是直接封裝·他們也為太空器件提供氣密外封裝服務，,同時在中國國內有配套的四川益豐電子具備后端劃片丶測試服務并且為這些制造廠商提供信息。可兼容ADS系統(tǒng)的PDK套件們預計在2016年年底能開發(fā)出來。弗勞恩霍夫有安捷倫(Keysight)PDK系統(tǒng)，為微帶線服務；有接地共面?zhèn)鬏斁€·為A對GaN500工藝，NRC既提供Roc模型，也提供在ADS系統(tǒng)上的Angelov模型·對GaN150工藝，只提供Root模型·而對于0.15μm的E-GaN工藝則沒有模型提供因為其原型數(shù)量很少UMS的GH25工藝的PDK套件是可以與微波辦公室和ADS兼容的·他們包括非線性、面向功率生成而設計的量化熱-電模型。為LNA設計的線性模型，的冷FET模型、還有為MMIC設計的無源元件。他們的PDK套件包括增加的DRC(數(shù)字版圖糾正)和為三維電磁仿真設計的3D視圖穩(wěn)懋半導體設計套件是能夠用在ADS和NI/AWR平臺上的包括自適應和最優(yōu)非線性模型微信號和噪聲負載牽引數(shù)據(jù)模型穩(wěn)懋半導體運用基于互聯(lián)網(wǎng)的工具——WebDRC提供24小時設計檢查工作·他們既通過Cadence也通過ADS和AWR的平臺來進行設市場機遇GaN現(xiàn)在和GaAs器件的發(fā)展類似，期望GaN的市場能夠成熟起來，讓其可做的器件變得多起來，特別是在高功率市場方面。隨著技術的更新?lián)Q代和成本的降低，預測GaN些性能上表現(xiàn)得比GaAs和S