隨著5G技術的發展，如何提高射頻器件各個方面的性能成為了問題的關鍵，而硅基氮化鎵技術的迅速商業化為解決這一關鍵問題提供了思路。本期，一度姐根據深圳2018國際第三代半導體論壇（IFWS）射頻分會的部分內容，對硅基氮化鎵技術的應用與發展進行介紹與分享。

一、5G發展帶動硅基氮化鎵產業

隨著5G技術的發展，提出了毫米波頻段覆蓋的要求，將可用通信頻率提升至6GHz~300GHz。這些技術場景對射頻器件的性能提出了極高的要求，例如功率放大器功率附加效率要求最低60%，而最好的金屬氧化物（LDMOS）產品僅僅能達到57%。并且由于傳統器件擊穿電壓低、高頻損耗嚴重等原因，實際上無論是功率、效率還是可靠性等方面都無法滿足要求。

因此從半導體材料的層面上來說，如何提高射頻器件各個方面的性能成為了問題的關鍵，其中包括但不僅限于增加功率放大器的功率密度、同時縮小器件的尺寸從而節省系統空間。而硅基氮化鎵技術的迅速商業化為解決這一關鍵問題提供了思路。

二、硅基氮化鎵優勢明顯

與傳統的金屬氧化物（LDMOS）半導體相比，硅基氮化鎵的性能優勢十分明顯——提供的有效功率可超過70%，每個單位面積的功率提升了4~6倍數，從而降低整體功耗，并且很重要的是能夠擴展至高頻率應用。同時，已有測試數據證實，硅基氮化鎵符合嚴格的可靠性要求，其射頻性能和可靠性相比價格昂貴的碳化硅基氮化鎵也絲毫不遜色。從成本價格的角度，在硅基氮化鎵在批量生產的情況下，可以實現與傳統的LDMOS相當的經濟實惠的成本結構。

而硅基氮化鎵的最突出的特點是能夠能夠最終集成芯片級的增強功能，可能實現額外的性能優勢和空間優化，而由于工藝的限制，碳化硅基氮化鎵器件暫時還不具備該能力。這為多功能數字輔助射頻MMIC集成片上數字控制和校準以及片上配電網絡等奠定了基礎。OMMIC公司（已被四川益豐電子收購）基礎研發部部長王祁鈺在深圳2018國際第三代半導體論壇（IFWS）射頻分會上的報告指出，硅基CMOS與硅基氮化鎵器件的異質集成是進一步延續百億赫路線圖并實現與所有技術的最佳性能的最高集成度的方法。并且為了完全滿足市場及成本需求，該公司于2017年9月26日開通了6英寸100nm 硅基氮化鎵產線。

三、硅基氮化鎵應用發展廣泛

下圖為長庚大學邱顯欽博士在IFWS大會上列出的目前全球部分硅基氮化鎵器件制造公司的技術情況。無論是微波射頻器件還是電力電子器件，硅基氮化鎵都有很好的應用發展趨勢。

硅基氮化鎵從早期研發到商業規模應用的發展歷程無疑是一次最具顛覆性的技術革新過程，為射頻半導體行業開創了一個新時代，硅基氮化鎵技術得獨特優勢，能夠滿足未來5G無線基站基礎設施對于性能、成本結構、制造能力和供應鏈靈活性的要求，在固態射頻能量應用領域擁有無限潛力，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無法匹敵的價格/性能指標。