MACOM：GaN技術(shù)時機(jī)來臨了

 提起GaN技術(shù)，就不得不說起MACOM。近日北京召開的EDI CON上，MACOM展示了業(yè)界最頂尖的GaN技術(shù)。而21ic也非常有幸采訪到了MACOM無線產(chǎn)品中心資深總監(jiān)成鋼，雙方就MACOM的前世今生和GaN技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了深入地交流。

左1：MACOM無線產(chǎn)品中心資深總監(jiān) 成鋼

GaN技術(shù)的革命

GaN技術(shù)相比傳統(tǒng)LDMOS的優(yōu)勢已經(jīng)不必多說，這項技術(shù)在RF領(lǐng)域已經(jīng)得到認(rèn)可。更小尺寸、更高效能、更大功率和更寬帶寬;這些優(yōu)勢都是LDMOS所不能比擬的。即便如此，目前GaN技術(shù)還是沒有完全取代LDMOS。這是為什么呢?主要是三方面的原因限制了GaN技術(shù)產(chǎn)品的普及。第一就是成本，與傳統(tǒng)LDMOS相比GaN的成本較高;目前可用的商用GaN主要還是基于較高成本的SiC基板。第二個原因就是供應(yīng)鏈的可靠性;SiC外延供應(yīng)目前無法達(dá)到LDMOS的水平。第三個原因就是供貨能力;晶元尺寸支持受到SiC可用能力的限制。

而MACOM提供的第四代Si基GaN技術(shù)就可以消除這三個問題，加速GaN技術(shù)的普及。純硅基底相比SiC生長更為迅速，并且容量大成本低，缺陷率也更小。 據(jù)成鋼介紹：“一般意義上的氮化鎵，是美國從加州大學(xué)發(fā)明的。因為最初是按照比較深層的應(yīng)用去做的，所以當(dāng)時自然采用碳化硅基基底去做GaN技術(shù)。從2000年開始，行業(yè)已經(jīng)關(guān)注碳化硅的開發(fā)，但是SiC的生長速度十分緩慢。從2000年到2010年，花了十年的時間，SiC僅僅從兩寸長到了四寸。并且SiC的生產(chǎn)里面有很多所謂工藝的雜質(zhì)很難去除，因此難以形成較大生產(chǎn)規(guī)模。但同時在2000年，Nitronex(已被MACOM收購)就已經(jīng)開始硅基襯底GaN的研發(fā)。Nitronex的出發(fā)點(diǎn)就是想把GaN推成一個大規(guī)模商用的技術(shù)，只有通過硅基襯底，才可以使用CMOS工藝或者更大的晶圓來做GaN產(chǎn)品。”

更高功率，更小封裝

同樣晶體管核心面積的芯片，采用MACOM的GaN技術(shù)相比LDMOS可以提高4~6倍功率。成鋼表示，使用一個非常小的MACOM的RF功率器件，或可產(chǎn)生相當(dāng)于一個家用微波爐的功率?；蛟S這對你來說難以置信，但確實如此。成鋼給記者秀了MACOM最新的一款RF放大器的原型。如下圖所示，該放大器的規(guī)格是6×6mm×10w，并且采用了多級的設(shè)計。

GaN MAGb功率管demo

MACOM的MAGb功率管系列具有強(qiáng)大的功率密度優(yōu)勢。上圖展示的為該系列的初始產(chǎn)品，峰值功率高達(dá)400W的雙端晶體管。未來該系列還會有峰值功率高達(dá)700W的單封裝Doherty器件。

據(jù)成鋼介紹：“這個實際上是一個demo，它最后做出來的東西實際上就是這樣一個尺寸大小。這個只是一個末級，前面加上一個驅(qū)動放大器，連起來才是一個完整的產(chǎn)品設(shè)計。完成這個設(shè)計的整個尺寸大概15×10。如果功率稍微小一點(diǎn)，但是保持功能完整，整個設(shè)計可以縮小到6×6毫米的尺寸。LDMOS也參加了這個PK，但是完全做不到這個尺寸，因為功率密度變大了以后，僅僅是末極也要做的非常之大。“

憑借著強(qiáng)大的GaN技術(shù)， 在無線基站領(lǐng)域，MACOM提供了業(yè)界最完整的GaN解決方案。從基站天線上的RF放大器，到基帶處理單元與中繼器之間的光纜傳輸;MACOM均有對應(yīng)的成熟工藝產(chǎn)品。從RF到Light領(lǐng)域，你很難找到一個與MACOM直接對沖的競爭對手。除了MACOM之外，很少有人可以做到同時提供如此多工藝產(chǎn)品;這與MACOM的并購史和幾十年的技術(shù)積累密不可分。

MACOM無線基站完整解決方案

除了GaN的解決方案之外，MACOM還同期展示了最新發(fā)布的三級單片集成功率放大器MAAP-011199。此產(chǎn)品采用基于砷化鎵襯底pHEMT工藝制成，工作頻段為80~100GHz，主要應(yīng)用于圖像、傳感器和通信領(lǐng)域。

MACOM展示寬帶放大器產(chǎn)品

據(jù)成鋼介紹，目前MACOM很多GaN的產(chǎn)品正處于呼之欲出的階段，在今年下半年，會有很緊密的一系列產(chǎn)品發(fā)布;新產(chǎn)品將會覆蓋廣泛的頻段和功率。