Sigitronic成功研发S波段300W级GaN功率器件

行家说消息 Sigitronics 4日宣布，已成功国产化用于无线通信和雷达的高频(RF)功率器件，这是国内化合物半导体的难题。该公司通过韩国电子通信射频和功率元件研究团队负责人Kang Dong-min的技术转让，证明了300瓦（W）级氮化镓（GaN）射频高电子迁移率晶体管（HEMT）的运行性能研究机构。GaN是被认为是下一代半导体的关键元素的材料，其击穿电压是作为现有半导体元件使用的硅(Si)的三倍，因此有利于高电压手术。由于不需要单独的储能空间，因此适用于高压功率半导体。与作为Si的替代材料出现的砷化镓（GaAs）相比，它还具有功率密度和功率效率高出7倍的优势。

芯片线弯曲 GaN RF HEMT 器件横截面。

<芯片线弯曲GaN RF HEMT器件截面结构。>

该公司的 300W 级 GaN 功率器件工作在 S 波段，2-4 吉赫 (GHz) 频率。在军工领域，应用于雷达设备，用于第五代（G）移动通信、无线互联网（WiFi）、蓝牙等。作为家电行业的消费者，它还在射频烤箱、等离子照明和半导体设备的高频发生器等新市场中得到了高度应用。ETRI团队的Dongmin Kang，在第一次技术转移中，生产出同时满足高输出和高效率的GaN HEMT。通过封装芯片并将其安装在验证模块中，输出功率为300W、功率密度为10W/mm或更高的GaN半导体器件的性能在韩国首次得到确认，实现了技术独立。市场研究机构 Yole Development 预测，氮化镓射频器件市场将以年均 19.25% 的速度增长，到 2025 年将达到 20 亿美元，单位器件占比 43%，即 8.5 亿美元.姜东民主任表示：“将其应用于全球只有美国和日本拥有的最新战斗机的核心技术——AE SA雷达，将大大有助于加强国防工业的竞争力。” 采用GaN射频元件的AESA雷达用于宙斯盾舰、爱国者等监视侦察远程超精密系统，被认为是国防独立的核心。Sigitronics于2020年开始从ETRI进行技术转移，目前正在进行第二次技术转移。它计划通过加强器件结构、工艺技术和封装技术来确保明年的样品水平，并在2024年进入量产阶段。在全球范围内，氮化镓射频半导体领域的竞争者都拥有4英寸线，并处于寻求向6英寸线转换的阶段。ETRI 晶圆厂长 4 英寸，Sigitronics 计划通过加强 6 英寸 M 晶圆厂的一些设备，将 GaN RF 产品的生产力提高一倍，从而确保在世界上的竞争优势。在氮化镓半导体的商业化方面，我们设想与ETRI研究人员持续合作，并计划与后续开发联动，加强产品输出，拓展至5G 28GHz高频。同时，具有代表性的全北大学实验室初创企业SIGItronics，以目前已建成的M-fab设施和设备，开始了6英寸宽禁带（WBG）半导体器件工艺的代工服务。拥有照相转印步进机等80余种设备，提供6英寸前处理、后处理、测试等生产加工服务。在韩国半导体工业协会的支持下，DB HiTek 的 8 英寸线与专门从事化合物半导体封装的公司 RFHIC 的封装和可靠性测试技术相结合，到 2026 年做到了。Sigitronics拥有极具竞争力的外延生长技术，是实现纳米级微结半导体新器件结构的专业技术。），功率器件（MOS，MCT）。通过进一步加强6英寸M-FAB，这是在韩国只有一家，我们正在开发和商业化第三代半导体，如 GaN、碳化硅 (SiC) 和氧化镓。正在寻求重点。代表理事沉圭焕表示：“因为下一代的商业化需要更多的时间和专业的人力，所以我们计划继续与 ETRI 合作。我会带着使命去做。”他说。