射頻半導(dǎo)體技術(shù)的市場格局近年發(fā)生了顯著變化。
數(shù)十年來，橫向擴散金屬氧化物半導(dǎo)體(LDMOS)技術(shù)在商業(yè)應(yīng)用中的射頻半導(dǎo)體市場領(lǐng)域起主導(dǎo)作用。如今，這種平衡發(fā)生了轉(zhuǎn)變，硅基氮化鎵(GaN-on-Si)技術(shù)成為接替?zhèn)鹘y(tǒng)LDMOS技術(shù)的首選技術(shù)。
與LDMOS相比，硅基氮化鎵的性能優(yōu)勢已牢固確立——它可提供超過70%的功率效率，將每單位面積的功率提高4到6倍，并且可擴展至高頻率。同時，綜合測試數(shù)據(jù)已證實，硅基氮化鎵符合嚴(yán)格的可靠性要求，其射頻性能和可靠性可媲美甚至超越昂貴的碳化硅基氮化鎵(GaN-on-SiC)替代技術(shù)。
硅基氮化鎵成為射頻半導(dǎo)體行業(yè)前沿技術(shù)之時正值商用無線基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展的關(guān)鍵時刻。硅基氮化鎵相比于LDMOS技術(shù)的性能優(yōu)勢已經(jīng)過驗證，這推動了其在最新一代4G LTE基站中廣泛應(yīng)用，并使其定位為最適合未來5G無線基礎(chǔ)設(shè)施的實際促技術(shù)，其轟動性市場影響可能會遠遠超出手機連接領(lǐng)域，而將涉足運輸、工業(yè)和娛樂應(yīng)用等領(lǐng)域。
展望未來，基于硅基氮化鎵的射頻技術(shù)有望取代舊式磁控管和火花塞技術(shù)，充分發(fā)揮烹飪、照明和汽車點火等商用固態(tài)射頻能量應(yīng)用的價值和潛力，我們相信上述應(yīng)用的能源/燃料效率以及加熱和照明精度將在不久的將來發(fā)生質(zhì)的飛躍。
制造和成本效益的突破
鑒于5G基礎(chǔ)設(shè)施擴建將以前所未有的節(jié)奏和規(guī)模進行，人們越來越關(guān)注硅基氮化鎵相對于LDMOS和碳化硅基氮化鎵的成本結(jié)構(gòu)、制造和快速應(yīng)對能力以及供應(yīng)鏈的靈活性和固有可靠性。作為新一代無線基礎(chǔ)設(shè)施獨一無二的出色半導(dǎo)體技術(shù)，硅基氮化鎵有望以LDMOS成本結(jié)構(gòu)實現(xiàn)優(yōu)異的氮化鎵性能，并且具備支持大規(guī)模需求的商業(yè)制造擴展能力。
MACOM和意法半導(dǎo)體今天聯(lián)合宣布將硅基氮化鎵技術(shù)引入主流射頻市場和應(yīng)用領(lǐng)域的計劃，這標(biāo)志著氮化鎵供應(yīng)鏈生態(tài)系統(tǒng)的重要轉(zhuǎn)折點，未來會將MACOM的射頻半導(dǎo)體技術(shù)實力與ST在硅晶圓制造方面的規(guī)模化和出色運營完美結(jié)合。我們預(yù)計這項協(xié)議在擴大MACOM供應(yīng)來源的同時，還將促進擴大規(guī)模、提高產(chǎn)能和成本結(jié)構(gòu)優(yōu)化，從而加速硅基氮化鎵技術(shù)在大眾市場的普及。
對于無線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，這次合作有望使硅基氮化鎵技術(shù)經(jīng)濟高效地部署和擴展到4G LTE基站以及大規(guī)模MIMO 5G天線領(lǐng)域，其中天線配置的絕對密度對功率和熱性能具有極高的價值，特別是在較高頻率下。經(jīng)過適當(dāng)開發(fā)，硅基氮化鎵的功率效率優(yōu)勢將對無線網(wǎng)絡(luò)運營商的基站運營費用產(chǎn)生深遠影響。MACOM估計，采用0.1美元/千瓦時的平均能量率模型時，僅將一年內(nèi)部署的新大型基站轉(zhuǎn)換為MACOM硅基氮化鎵技術(shù)一項便可節(jié)省超過1億美元的費用。
新時代
硅基氮化鎵從早期研發(fā)到商業(yè)規(guī)模應(yīng)用的發(fā)展歷程無疑是一次最具顛覆性的技術(shù)革新過程，為射頻半導(dǎo)體行業(yè)開創(chuàng)了一個新時代。通過與ST達成的協(xié)議，MACOM硅基氮化鎵技術(shù)將獲得獨特優(yōu)勢，能夠滿足未來4G LTE和5G無線基站基礎(chǔ)設(shè)施對于性能、成本結(jié)構(gòu)、制造能力和供應(yīng)鏈靈活性的要求，在固態(tài)射頻能量應(yīng)用領(lǐng)域擁有無限潛力。硅基氮化鎵提供的射頻解決方案具有LDMOS和碳化硅基氮化鎵競爭技術(shù)無法匹敵的價格/性能指標(biāo)，而這僅僅是冰山一角。
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