全球射频GaN器件代工厂巡览

GaN已经在大部分高功率军事应用中占据强有力的稳固地位，,并已占领一些有线电视和蜂高基础设施市场，但是LDMOS目前仍占据基础设施和工业市场的绝大部分份额但这种情况可能很快就会改变，因为GaN性能与LDMOS基本相当甚至更胜重心转移到6英寸碳化硅基GaN上：MACOM公司也宣布将尝试在成本较低的CMOS生产线上生产8英寸硅基GaN;(法国OMMIC已实现6寸线的硅基GaN·且2017年将此外·GaN在高功率应用市场上还在挑战G结果·总体情况北美有几家GaN的代工厂(其中一家在加拿大)·欧洲有两家·还有被称作是最大的不受管制类化合物半导体制造厂家提供化合物半导体的代工服务·而且这两家公司都对外宜布说他们的6英寸GaN生产线已投产或正在建设Torance的GCS公司拒绝提为本项调查提供工艺信息·因为GCS是典型的受ITAR(国际武器贸易条例)控制的公司·他们确实为一些公司提供射频GaN的制造服务。还有几个专用的RFGaN制造商，像雷声(Raytheon)·MACOM和Qorvo根据我电压V晶图尺寸(英寸)有3无66直5有2无4NationalResearthCeu5有37t3E.GaN(开发)3无3D006GH(并发)1无3UntedMonolhieSamkendu57有4有有4有46有446有4表一：七家公司提供的RF射频制造工艺的完整列表。最大功率密度范围为6至8W/mm·其中Wolfsped公司提供的50V0.4μmG50V3工艺可高达8W/mm-6W/mm或更大的其它高功率密度工艺可从BAESystems-FaunhoferNationalReseachCounadlWIN和Wofsped获得。运行频率最高的工艺是Fraunhofer的GaN10,其0.1pm器件工作在94GHz,以及OMMIC的D006GH(开发中),其60nm器件工作到100GHz几家代工厂的效率超过60%,包括BAEFraunhoferWolfspeed.UMS和WIN。大多数工艺都包合码板或作为一个选项提供·所有调查的铸造厂使用3或4英寸晶圆·有两家计划很快改为6英寸品圆。BAESystems在2000年收购了LockheedMartnSanders公司的设施。它们基于碳化硅衬底的GaN工艺可获得最佳热性能·被用于要求高性能的军事应用(以及某些双用逾的商业市场·当它们的工艺和或设计专长正好适合时)。2005年，这个应用于军事应用的方法由DARPA在宽能隙半导体射频项目中首次确定为可用的初始版本的工艺当前的晶片尺寸为4英寸·到2014年·它们发布了基于6英寸晶圆的MMIC功率放大器(PA)高产量工艺流程·使用其场板(FP)GaN工艺2·目前正筹划到2017年发布一个6英寸晶圆基的“无场板”(NFP)产品BAE公司的0.2μm场板工艺，最初开发时间为2005到2008年，现在成为了一个行业标准工艺·市场上已经有很多公司都能提供·它们更新的NFP工艺性能高且价格低廉这包括高达50GHz时的高功率、高增益和高效率·采用2mil厚的晶片，可以在每个源下放置小过孔实现低电威接地。这与输出电容(Cds)减少了的元件相结合·使宽带放大器可提高增益和功率附加效率(PAE)-NFP工艺的140V典型BVgd具有PA设计中对时高电压的高度耐受性·以及低噪声放大器(LNA)的高Pin生存能力·6英寸的NFPGaN工艺成本将更低，并可利用BAE运行6英寸PHEMT工艺达10年以上的经验。到100GHz范围的三种工艺：1)相极长度0.5um,工作电压50V,频率范围高达6GHz;2)0.25um,28V·频率达20GHz;3)0.1μm,15V,频率达94GHz=0.艺的效率为65%功率密度为6W/mm·0.5um和0.25μm工艺制作于4mi厚的晶片上带50um的过孔而0.1μm工艺则在3mil厚晶片上带30um的过孔。Faunhofer率NationalResearchCouncilofOMMIC(Limeil-BrévannesWINSemiconductors(TaoYuanCity,Ta单元在6GHz、偏置28V和100mA/mm时测得的效率大于50%。线性增益为17dB。在15GHz,该工艺的性能大于12dB线性增益和4.2W/mm,效率高于40%。NP45Wolfspeed(Durham,N.工作模式Fraunhofer的所有SiC工艺包括所有的背面加工处理，包括客户要求的金属通孔·他们提供全面的检测(直流、小信号和负载牵引圆片数据图),以及全套的MMIC的检测他们为大功率特性提供快速条状功率封装NRC提供晶圆测试，但其他检测还有之后的封装服务不提供OMMIC提供晶圆测试服务，外观检验(商用和太空级)、还有为太空项目所作的大量验收测试(LAT)和品圆验收测试(WAT)·所有的设计都能够进行QFN(达到30GH工作)或者是直接封装·他们也为太空器件提供气密外封装服务，,同时在中国国内有配套的四川益丰电子具备后端划片丶测试服务并且为这些制造厂商提供信息。可兼容ADS系统的PDK套件们预计在2016年年底能开发出来。弗劳恩霍夫有安捷伦(Keysight)PDK系统，为微带线服务；有接地共面传输线·为A对GaN500工艺，NRC既提供Roc模型，也提供在ADS系统上的Angelov模型·对GaN150工艺，只提供Root模型·而对于0.15μm的E-GaN工艺则没有模型提供因为其原型数量很少UMS的GH25工艺的PDK套件是可以与微波办公室和ADS兼容的·他们包括非线性、面向功率生成而设计的量化热-电模型。为LNA设计的线性模型，的冷FET模型、还有为MMIC设计的无源元件。他们的PDK套件包括增加的DRC(数字版图纠正)和为三维电磁仿真设计的3D视图稳懋半导体设计套件是能够用在ADS和NI/AWR平台上的包括自适应和最优非线性模型微信号和噪声负载牵引数据模型稳懋半导体运用基于互联网的工具——WebDRC提供24小时设计检查工作·他们既通过Cadence也通过ADS和AWR的平台来进行设市场机遇GaN现在和GaAs器件的发展类似，期望GaN的市场能够成熟起来，让其可做的器件变得多起来，特别是在高功率市场方面。随着技术的更新换代和成本的降低，预测GaN些性能上表现得比GaAs和S