睿创微纳在微波功率放大器研究中取得重要进展

2024-11-09 12:45:36 围观 : 143 次 0 评论

近日，睿创微纳控股子公司睿思微系统（烟台）有限公司（以下简称“睿思微系统”）在GaN基大功率S波段微波功率放大器的研究中取得重要进展。研发团队通过研究发现AlGaN/GaN HEMT器件在高温、大功率应用场景下性能退化的物理机制，通过优化器件结构，成功将 PA（功率放大器）的增益提高 1dB，效率提升 2.6%。

图1（a）AlGaN/GaN HEMT器件示意图；（b）匹配电路板；

（c）电路原理图

睿创微纳攻克GaN基PA难题

显著提升器件性能及可靠性

第三代半导体材料GaN、(In)(Al)GaN具备高功率密度、高效率、高工作频率和高热稳定性等优点，在基站、雷达、航空航天等领域被广泛应用。然而，较大的发射功率会使器件热功耗较高，进而导致器件结温升高，容易触发可靠性问题。

睿思微系统研发团队通过对S波段大功率GaN基PA的热阻、陷阱和可靠性之间的关联进行系统研究，揭示了高温会促进栅下陷阱与2DEG的载流子输运过程，从而导致PA出现阈值电压负移、静态电流Idq不稳定、HTRB可靠性差等问题。

图2（a）输出功率分别为20W、73.9W、75.1W和152W器件的热红外图像；（b）静态电流随时间的变化关系

研发团队通过增大栅漏间距和优化栅极形貌，有效抑制了栅下电场强度，降低了器件热阻，使得HTRB可靠性大幅提升。最终，总栅宽为11.52mm的AlGaN/GaN HEMT器件的输出功率、增益和效率分别提高了1.2W、1dB和2.6%。

图3（a）器件HTRB可靠性结果；（b）器件的大信号性能

相关论文“The degradation mechanism of high power S-band AlGaN/GaN HEMTs under high temperature”(https://doi.org/10.1088/1361-6463/ad8455)已在《Journal of Physics D: Applied Physics》（JPhysD，《物理学报D：应用物理》）发表。

专注GaN基PA技术创新

睿创微纳持续深耕微波领域

AlGaN/GaN HEMT器件是当前微波半导体领域的研究热点，与Si基LDMOS技术、GaAs HBT及pHEMT技术等传统器件技术相比，AlGaN/GaN HEMT器件拥有更高的击穿电压、更高的功率密度、更高宽带及效率性能、更高的可靠性，可以广泛应用于射频、微波、毫米波系统中。

国际领先厂商如Sumitomo、Macom、Qorvo等均已掌握器件制造、产品开发等核心技术，成为行业标杆；在国内，AlGaN/GaN HEMT器件及PA技术与产品同样发展迅猛，且市场规模庞大。

睿思微系统专注于AlGaN/GaN HEMT器件底层技术及GaN基PA产品开发，目前已具备GaN基微波器件的材料、器件、工艺、电路设计、封装集成全链条技术研发、产品开发和批量交付的能力。睿思微系统的所有GaN PA产品均可通过严苛的可靠性验证（HTRB/HTGB/HAST/HTOL etc.），产品性能处于行业领先水平，并向客户提供可仿真的大信号模型套件及应用指南，支持客户的快速、全面评估与应用。

此次在GaN基大功率微波功率放大器领域取得的突破，不仅验证了睿思微系统在微波半导体领域的强大研发能力，也为后续的产品开发和量产奠定了坚实基础。

睿思微系统作为睿创微纳控股子公司，聚焦于微波半导体及射频微系统技术与产品的研发与产业化，是睿创微纳在微波领域布局的重要力量。

从红外热成像领军者到多维感知布局，睿创微纳持续深耕红外、微波、激光等多维感知领域，不断推动行业发展与创新。

未来，睿创微纳将继续秉持 “以技术进步为客户创造增量价值” 的使命，深化技术研究，为全球客户提供性能卓越的产品和行业解决方案。同时，我们也希望更多优秀人才加入，为多维感知技术的进步和产业升级贡献更多中国智慧和力量。

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睿创微纳（股票代码:688002.SH）是全球领先的、专业从事专用集成电路、感知芯片与AI智能整机产品与解决方案研发的国家级高新技术企业。公司深耕红外、微波、激光等多维感知领域，掌握多光谱感知芯片研发的核心技术与AI智能算法深度研发等能力，为全球客户提供性能卓越的红外热成像、激光、微波芯片与整机产品及行业感知解决方案，以技术进步为客户创造增量价值。

睿创微纳产品广泛应用于夜视观察、人工智能、卫星通讯、自动驾驶、无人机载荷、机器视觉、智慧工业、公安消防、物联网、智能机器人、激光测距等领域。

睿创微纳致力于打造中国最有价值的特种芯片企业，成为世界领先的智慧感知技术解决方案提供商。睿创微纳将承载“让人们从更多维度发现世界之美”的使命，在持续拓展人类感知能力的征途上留下自己的脚印。

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