Qorvo恐成最大贏家 - GaN將成PA主流技術(shù)，這家美國公司恐成最大贏家

GaN-on-SiC在射頻應(yīng)用中脫穎而出，原因如下：

高擊穿電場：由于 GaN 的帶隙較大，GaN 具有較高的擊穿電場，這使得 GaN 設(shè)備的工作電壓可遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他半導(dǎo)體設(shè)備。當(dāng)受到足夠高的電場作用時(shí)，半導(dǎo)體中的電子能夠獲得足夠動能來打破化學(xué)鍵（這一過程被稱為碰撞電離或電壓擊穿）。如果碰撞電離未得到控制，則可能會降低器件性能。由于 GaN 器件可以在較高電壓下工作，因此可用于較高功率的應(yīng)用。

高飽和速度：GaN 上的電子具有很高的飽和速度（在極高電場下的電子速度）。當(dāng)結(jié)合大電荷能力時(shí)，這意味著 GaN 器件能夠提供高得多的電流密度。

射頻功率輸出是電壓與電流擺幅的乘積，所以，電壓越高，電流密度越大，則實(shí)際尺寸的晶體管中產(chǎn)生的射頻功率就越大。簡言之，GaN 器件產(chǎn)生的功率密度要高得多。

出色的熱屬性：GaN-on-SiC 器件表現(xiàn)出不同一般的熱屬性，這主要因?yàn)?SiC 的高導(dǎo)熱性。具體而言，這意味著在消耗功率相同的情況下，GaN-on-SiC 器件的溫度不會變得像 GaAs 器件或 Si 器件那樣高。器件溫度越低才越可靠。

廠商相機(jī)而動，Qorvo恐成最大贏家

伴隨RF功率組件發(fā)展趨勢日漸明朗，各家大廠開始有所動作、搶爭新世代科技的主導(dǎo)權(quán)：主流LDMOS供貨商包括恩智浦（NXP）、安譜?。ˋmpleon）、英飛凌（Infineon）等，正嘗試透過外部代工獲取GaN技術(shù)；傳統(tǒng)GaAs廠商亦紛紛開始著重投資在此，少部分已成功將產(chǎn)能轉(zhuǎn)進(jìn)GaN、在市場拔得頭籌；至于純GaN供貨商如科銳（Cree ）旗下之Wolfspeed，一方面為LDMOS大廠供應(yīng)相關(guān)組件、壯大市場，一方面則努力確保自身在GaN技術(shù)發(fā)展的領(lǐng)先地位。

據(jù)Yole指出，待GaN組件成為主流，掌握GaN市場的廠商將取代LDMOS主力廠商，成為RF功率市場領(lǐng)導(dǎo)者--現(xiàn)階段除Wolfspeed，該領(lǐng)域領(lǐng)導(dǎo)廠商幾乎都是由GaAs廠商轉(zhuǎn)進(jìn)。 就近期包括Infineon收購Wolfspeed受阻于美國政府、和康電訊（M/A-COM）與Infineon間的訴訟等相關(guān)事件來看，該領(lǐng)域的競爭似乎也日趨白熱化。而在背后還隱藏著一哥射頻大玩家——Qorvo。

作為射頻領(lǐng)域的專家，Qorvo 預(yù)測， 8GHz 以下砷化鎵仍是主流， 8GHz 以上氮化鎵替代趨勢明顯。砷化 鎵作為一種寬禁帶半導(dǎo)體，可承受更高工作電壓，意味著其功率密度及可工作溫度更高，因而具有高功率密度、能耗低、適合高頻率、支持寬帶寬等特點(diǎn)，包括Qorvo在內(nèi)的幾個(gè)業(yè)界先驅(qū)已經(jīng)在GaN上投入了巨額資金研究。

GaAs、 Si-LDMOS、 GaN 方案面積對比（source：Qorvo）

Qorvo表示，由于GaN具有高功率密度、寬頻性能、高功率處理、輸入功率穩(wěn)定、減少零件尺寸和數(shù)量等特點(diǎn)，讓其受到功率放大器和無線基礎(chǔ)設(shè)施等市場的青睞。

據(jù)測試顯示，GaN可以在一個(gè)微小的面積上發(fā)射很大的功率，且單位面積上收到的熱度是GaAsDE 的十倍以上，因非常適合于5G正在追逐的毫米波頻段。

我們需要清楚一點(diǎn)，GaN器件并不是一種新東西，它其實(shí)一早就被應(yīng)用到軍事雷達(dá)和有線電視等相關(guān)設(shè)施。但受限于成本問題，過去才一直沒有被推廣到民用領(lǐng)域。但在經(jīng)過了Qorvo和Macom這些企業(yè)的努力，GaN材料的成本和制造成本開始下降。

如Qorvo早前宣布將其重心轉(zhuǎn)移到6英寸SiC基GaN上，這些都有效的提高了其成本競爭優(yōu)勢。不過我們也要看到，其帶來的功耗問題，也需要廠商去解決。

Qorvo無線基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)品部總經(jīng)理Sumit Tomar認(rèn)為，LDMOS器件物理上已經(jīng)遇到極限，這就是氮化鎵器件進(jìn)入市場的原因。而基站應(yīng)用需要更高的峰值功率、更寬的帶寬以及更高的頻率，這些因素都促成了基站接受氮化鎵器件。但是GaN在進(jìn)入手機(jī)的過程中，碰到了一些阻礙。Qorvo方面表示，氮化鎵器件工作在低電壓環(huán)境、必須設(shè)計(jì)新封裝形式以滿足散熱要求和成本太高是制約GaN器件走向手機(jī)的關(guān)鍵。

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