《電子技術(shù)應(yīng)用》
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一文知道RF GaN市場(chǎng)蓬勃發(fā)展的關(guān)鍵

2019-08-11
關(guān)鍵詞: GaN RF

  據(jù)麥姆斯咨詢介紹,,近年來,由于氮化鎵(GaN)在射頻(RF)功率應(yīng)用中的附加價(jià)值(例如高頻率下的更高功率輸出和更小的占位面積),,RF GaN產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了驚人的高增長,。根據(jù)Yole最近發(fā)布的《射頻氮化鎵技術(shù)、應(yīng)用及市場(chǎng)-2019版》報(bào)告,,在無線基礎(chǔ)設(shè)施和國防兩大主要應(yīng)用的推動(dòng)下,,RF GaN整體市場(chǎng)規(guī)模到2024年預(yù)計(jì)將增長至20億美元。

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  隨著5G的到來,,GaN在低于6GHz(sub 6GHz)的宏基站和以毫米波(24GHz以上)運(yùn)行的小型基站中找到了一席之地,。與此同時(shí),GaN在軍事應(yīng)用領(lǐng)域也擁有巨大的機(jī)遇,,該領(lǐng)域總是優(yōu)先部署高端,、高性能系統(tǒng),包括軍事雷達(dá),、電子戰(zhàn)和軍事通信,。在此背景下,RF GaN已被產(chǎn)業(yè)廣泛認(rèn)可,,并已成為明顯的主流技術(shù),。

  RF GaN相關(guān)廠商的營收增長非常迅猛,同時(shí)它們也在不斷加強(qiáng)其專利組合,,以主導(dǎo)RF GaN供應(yīng)鏈,。根據(jù)Yole旗下子公司Knowmade近期發(fā)布的《射頻(RF)氮化鎵技術(shù)及廠商專利全景分析-2019版》報(bào)告,,作為RF GaN專利生態(tài)系統(tǒng)中引人注目的新入局者,韓國Wavice公司通過創(chuàng)新的基于GaN的分立和功率放大器(PA)模塊技術(shù)瞄準(zhǔn)了軍事和電信市場(chǎng),。近日,,Yole化合物半導(dǎo)體和新興材料技術(shù)與市場(chǎng)分析師Ezgi Dogmus博士以及高級(jí)分析師Hong Lin博士有幸采訪了Wavice企業(yè)戰(zhàn)略高級(jí)執(zhí)行總監(jiān)Hyunje Kim先生,討論了Wavice的技術(shù)現(xiàn)狀以及公司未來幾年的發(fā)展路線圖,。

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  2018~2024年GaN RF器件市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)

  Ezgi Dogmus & Hong Lin(以下簡稱ED & HL):請(qǐng)您簡要介紹一下Wavice及其歷史,,以及商業(yè)模式,為什么Wavice會(huì)選擇這種商業(yè)模式,?

  Hyunje Kim(以下簡稱HK):Wavice脫胎自韓國Gigalane公司的前GaN PA部門,,Gigalane是KOSDAQ上市的半導(dǎo)體工藝設(shè)備和RF元件全球領(lǐng)先供應(yīng)商。自2011年開始,,Gigalane的PA部門啟動(dòng)了RF有源元件的政府計(jì)劃,。Wavice成立于2017年5月,此后一直致力于開發(fā)由Gigalane發(fā)起的韓國防御計(jì)劃,。2015年,,Wavice在ADD(韓國國防發(fā)展局,是韓國唯一一家國防采購項(xiàng)目管理局資助的國防技術(shù)研發(fā)機(jī)構(gòu))的資金支持下,,開始開發(fā)GaN晶體管,。經(jīng)過三年的努力,Wavice利用韓國國內(nèi)的制造環(huán)境首次成功開發(fā)出GaN晶體管,。

  我們的商業(yè)模式主要由兩部分組成,。首先是國防應(yīng)用。我們計(jì)劃基于Wavice的GaN晶體管制造能力,,擴(kuò)大SSPA/TRM等模塊業(yè)務(wù),,GaN晶體管制造是這些模塊的核心組成部分。其次是商業(yè)市場(chǎng),。我們的目標(biāo)是5G電信市場(chǎng),,主要專注于在當(dāng)前市場(chǎng)背景下提供芯片。全球?qū)aN芯片的需求很大,,而市場(chǎng)供應(yīng)非常有限,。由于可靠且可制造的GaN器件具有相對(duì)較高的技術(shù)壁壘,因此,,預(yù)計(jì)短期內(nèi)供應(yīng)瓶頸不會(huì)緩解,。Wavice已準(zhǔn)備好用更短的上市時(shí)間,批量生產(chǎn)這些GaN器件,,預(yù)計(jì)很快就能填補(bǔ)市場(chǎng)缺口,。

  ED & HL:你們的產(chǎn)品組合/產(chǎn)品線/服務(wù)有哪些?

  HK:■ 芯片:目前提供0.4um柵長,,支持最高6GHz頻率,。Wavice的標(biāo)準(zhǔn)芯片供應(yīng)正式開始于2019年4月。此外,,PDK開發(fā)正在進(jìn)行中,,旨在于2019年底提供代工服務(wù)。

  ■ PKG:我們?yōu)樯虡I(yè)和國防市場(chǎng)提供未匹配(unmatched)發(fā)射與接收(TR),、預(yù)匹配(pre-matched)TR,、輸入/輸出50歐姆匹配TR(IMFET)產(chǎn)品。

  ■ 射頻模塊:我們專注于提供主要用于國防雷達(dá)系統(tǒng)的固態(tài)高功率放大器(SSPA)和總無線電模塊(TRM),。此外,,我們計(jì)劃擴(kuò)大我們的產(chǎn)品線,包括商業(yè)氣象雷達(dá)和電子戰(zhàn),,包括導(dǎo)引頭(seeker)和干擾器(jammer),。

  ED & HL:你們GaN RF產(chǎn)品的特點(diǎn)/附加價(jià)值有哪些?

  HK:Wavice產(chǎn)品開發(fā)的最高優(yōu)先級(jí)是可靠性,,被公認(rèn)為世界第一的可靠性,。這是因?yàn)镚aN主要用于365天24小時(shí)運(yùn)行的產(chǎn)品,因此,,長期可靠性至關(guān)重要,。我們致力于推出比市場(chǎng)上任何其他產(chǎn)品更強(qiáng)大的產(chǎn)品。我們將Wavice的專有技術(shù)與晶體管相結(jié)合,,成功開發(fā)出世界上最可靠的GaN產(chǎn)品,。

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  ED & HL:你們GaN產(chǎn)品/服務(wù)的目標(biāo)市場(chǎng)有哪些?

  HK:我們的主要目標(biāo)市場(chǎng)包括5G無線通信基礎(chǔ)設(shè)施,、電子戰(zhàn)以及國防監(jiān)控和偵察,。

  ED & HL:Wavice是否開發(fā)RF模塊和分立產(chǎn)品?

  HK:Wavice為國防產(chǎn)品提供Tx Pallet和SSPA等RF模塊,。Wavice已經(jīng)成為韓國國防GaN模塊的頂級(jí)供應(yīng)商,。芯片的批量生產(chǎn)將于2019年開始,我們計(jì)劃主要向無線基礎(chǔ)設(shè)施市場(chǎng)供應(yīng)芯片,。

  ED & HL:Wavice GaN產(chǎn)品采用了哪些類型封裝,,每種應(yīng)用市場(chǎng)都有所不同?

  HK:■ 與許多其他供應(yīng)商一樣,,我們采用CPC或CMC陶瓷封裝,。對(duì)于某些特定產(chǎn)品,我們使用AlN襯底封裝,。

  ■ 激烈的價(jià)格競(jìng)爭,,推動(dòng)了塑料封裝的發(fā)展,促發(fā)了封裝材料的研究,,以及GaN晶體管與封裝中散熱片的材料鍵合研究,。

  ■ 更恰當(dāng)?shù)恼f法是,,應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的輸出而不是適用產(chǎn)品本身來選擇封裝。例如,,塑料封裝可以應(yīng)用于輸出功率為5W(基于Psat)及以下的產(chǎn)品,,因?yàn)樗某杀据^低且不會(huì)受到輻射熱的影響。另一方面,,陶瓷封裝可用于具有高輸出的產(chǎn)品,,例如 320W(基于Psat),以解決輻射熱引起的相關(guān)問題,。這是所有供應(yīng)商都需要面對(duì)的挑戰(zhàn),,而不僅僅是Wavice。

  ED & HL:在芯片級(jí)和封裝級(jí),,您注意到GaN RF器件有哪些技術(shù)趨勢(shì),?

  HK:目前的趨勢(shì)是正朝著低成本封裝發(fā)展,隨著GaN開始大規(guī)模應(yīng)用于商業(yè)市場(chǎng),,低成本封裝更適合大規(guī)模生產(chǎn),。

  ED & HL:Wavice的GaN產(chǎn)品的技術(shù)節(jié)點(diǎn)是什么,如柵長,、襯底和晶圓尺寸,?

  HK:我們的柵長為0.4um,采用4英寸GaN-on-SiC,,并計(jì)劃于2019年底引入0.25um節(jié)點(diǎn),。

  ED & HL:隨著5G的到來,橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體(LDMOS),、GaN及其他半導(dǎo)體平臺(tái)存在著激烈競(jìng)爭,,您對(duì)sub 6 GHz及毫米波(mmWave)應(yīng)用有何看法?

  HK:GaN已經(jīng)作為主要技術(shù)在5G市場(chǎng)站穩(wěn)了腳跟,。GaN是目前的關(guān)鍵技術(shù),,LDMOS的帶寬會(huì)隨著頻率的增加而大幅減少,在高頻段,、寬帶應(yīng)用及效率等方面越來越力不從心,。

  mmWave似乎仍然是一個(gè)利用各種競(jìng)爭解決方案識(shí)別問題的過程。與產(chǎn)品可靠性和性能有關(guān)的問題不斷被發(fā)現(xiàn),,每種可能的解決方案的利弊也各不相同,,因此對(duì)于特定的解決方案,盡快解決這些問題并成為核心技術(shù)至關(guān)重要,。

  ED & HL:Wavice在這個(gè)市場(chǎng)中如何定位,?目前針對(duì)電信市場(chǎng)的產(chǎn)品成本($/W)?

  HK:全球范圍內(nèi),,只有少數(shù)幾家GaN芯片供應(yīng)商,,因此芯片供應(yīng)不足,。Wavice通過開發(fā)具有一流可靠性的產(chǎn)品而獲得成功,我們的大規(guī)模生產(chǎn)工藝也得到了驗(yàn)證,。Wavice正在努力確立我們作為一家穩(wěn)定GaN芯片供應(yīng)商的市場(chǎng)地位,。

  ED & HL:您能否介紹一下Wavice未來幾年的GaN產(chǎn)品路線圖,?

  HK:在Wavice的2020年產(chǎn)品路線圖中,,我們的目標(biāo)是為代工服務(wù)開放0.4 MMIC(單片微波集成電路),并為已封裝TR發(fā)布X/Ku波段分立TR組件,。

  ED & HL:未來五年,,你們對(duì)GaN on SiC RF技術(shù)的目標(biāo)營收或目標(biāo)產(chǎn)能是多少?

  HK:Wavice的目標(biāo)是在2023年實(shí)現(xiàn)總營收1億美元,,包括商業(yè)和國防市場(chǎng),。

  ED & HL:根據(jù)Knowmade最新的GaN RF專利分析報(bào)告,該技術(shù)領(lǐng)域全球?qū)@暾?qǐng)量日益增長,,Wavice被認(rèn)為是GaN RF專利領(lǐng)域的后起之秀,。您能概述一下Wavice的專利組合和專利戰(zhàn)略嗎?

  HK:Wavice的專利組合主要由GaN高電子遷移率晶體管(HEMT)器件的可制造性和可靠性兩個(gè)技術(shù)方向組成,。GaN HEMT是基于變形異質(zhì)外延材料最成功的器件之一,,它展現(xiàn)了更高的功率密度,更強(qiáng)的靜電釋放(ESD)性能,,更低的器件單位面積熱阻等性能,。但是,只有用少量GaN HEMT器件與其他競(jìng)爭技術(shù)進(jìn)行比較時(shí)才會(huì)如此,。它還沒有為低成本大規(guī)模生產(chǎn)做好準(zhǔn)備,,也沒有達(dá)到材料系統(tǒng)的理論性能極限。GaN HEMT器件開發(fā)主要集中在展示可能的最佳性能,,而不是改善可制造性或可靠性,。Wavice的技術(shù)提升了最高性能,我們的專利主要是為了保護(hù)我們目前在器件生產(chǎn)中采用的技術(shù),。


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