GaN的衬底类型及在5G通信中的应用

　　氮化镓（GaN）是一种宽带隙半导体材料，在上世纪90年代已经有了氮化镓的应用，多年来氮化镓已经成为全球半导体研究的热点，被称为第三代半导体，它具有更高的击穿强度、更快的开关速度、更高的热导率和更低的导通电阻，因此可以减少损耗，减少热量，提供高效率和节能，使得组件的体积可以更为精简，正因为如此，氮化镓技术的应用正在增加。

　　GaN可用于硅基、碳化硅（SiC）衬底或金刚石衬底的不同衬底类型

　　硅氮化：这种方法的产量比其他两种方法低，但具有使用低成本、大尺寸CMOS硅片和全球大量射频硅铸造厂的优势。因此，它将很快利用价格作为与现有的硅和砷化镓技术的竞争优势，这自然会威胁到它们根深蒂固的市场。

　　碳化硅衬底上的GaN：这是RF GaN的“高端”版本，SiC GaN提供最高功率级别的GaN产品，提供其他出色的财产，确保其在最苛刻的环境中使用。

　　金刚石衬底上的GaN：很难将这两种材料结合起来，但好处是巨大的：工业金刚石具有世界上任何材料中最高的导热性（因此最好用于散热）。使用金刚石代替硅、碳化硅或其他衬底材料可以充分发挥金刚石的高导热性的优势，并可以实现非常接近芯片的有效导热表面。

　　正是基于GaN的上述特性，越来越多的人看好其发展。特别是在几个关键市场，氮化镓已经显示出相当大的渗透力。

　　与SiC相比，GaN功率元件已经发展了十多年，它是一种落后的材料，具有与SiC相似的性能优势，但具有更大的成本控制潜力，特别是高功率硅基GaN，因为其输出功率更大，工作频率更快，被看好将取代硅元件作为下一代电力元件。近年来，全球对城市基础设施、新能源、节能和环保的政策支持扩大了对SiC/GaN等高性能电力组件的需求，这将进一步推动SiC/GaN电力组件的发展。

　　在当前快速发展的5G通信中也使用氮化镓技术，射频氮化镓技术与5G完美匹配，基站功率放大器使用氮化镓。GaN、GaAs和磷化铟是RF应用中常用的半导体材料。作为一种宽带隙半导体，氮化镓可以承受更高的工作电压，这意味着其功率密度和工作温度更高，因此具有高功率密度、低能耗、适用于高频、支持宽带宽的特性。

　　5G大功率基站氮化镓功率放大器是氮化镓技术在5G中的重要应用，该放大器主要应用于5G高功率基站，解决了5G移动网络中面积小但数据流量相对集中的问题。在5G毫米波的应用中，氮化镓的高功率密度特性可以在相同的覆盖条件和用户跟踪功能下，有效减少传输和接收信道的数量以及整体解决方案的大小。

　　综合NXP和电源网整合

　　审核编辑：郭婷