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(yīng)用中占據(jù)強有力的穩(wěn)固地位，,并已占領(lǐng)一些有線電視和蜂高基礎(chǔ)設(shè)施市場，但是LDMOS目前仍占據(jù)基礎(chǔ)設(shè)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(dāng)甚至更勝重心轉(zhuǎn)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(yīng)用市場上還在挑戰(zhàn)G結(jié)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(dǎo)體制造廠家提供化合物半導(dǎo)體的代工服務(wù)·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(shè)Torance的GCS公司拒絕提為本項調(diào)查提供工藝信息·因為GCS是典型的受ITAR(國際武器貿(mào)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(wù)。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(diào)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(shè)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(yīng)用(以及某些雙用逾的商業(yè)市場·當(dāng)它們的工藝和或設(shè)計專長正好適合時)。2005年，這個應(yīng)用于軍事應(yīng)用的方法由DARPA在寬能隙半導(dǎo)體射頻項目中首次確定為可用的初始版本的工藝當(dāng)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(biāo)準(zhǔn)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(jié)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(shè)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(fù)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(wù)不提供OMMIC提供晶圓測試服務(wù)，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(shè)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(wù)，,同時在中國國內(nèi)有配套的四川益豐電子具備后端劃片丶測試服務(wù)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(yù)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(wù)；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(shè)計的量化熱-電模型。為LNA設(shè)計的線性模型，的冷FET模型、還有為MMIC設(shè)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(shè)計的3D視圖穩(wěn)懋半導(dǎo)體設(shè)計套件是能夠用在ADS和NI/AWR平臺上的包括自適應(yīng)和最優(yōu)非線性模型微信號和噪聲負(fù)載牽引數(shù)據(jù)模型穩(wěn)懋半導(dǎo)體運用基于互聯(lián)網(wǎng)的工具——WebDRC提供24小時設(shè)計檢查工作·他們既通過Cadence也通過ADS和AWR的平臺來進行設(shè)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(shù)的更新?lián)Q代和成本的降低，預(yù)測GaN些性能上表現(xiàn)得比GaAs和S