eng
Просмотры: 2086
26.09.2023
Гетероструктуры на базе нитрида галлия (GaN) отличаются физическими свойствами, которые обеспечивают приборам на их основе мощностные и частотные характеристики, позволяющие использовать их в самых разных областях, в числе наиболее перспективных – СВЧ-электроника.
Основное преимущество СВЧ-транзисторов на основе GaN-гетероструктур – высокая удельная мощность, благодаря чему можно существенно упростить топологию интегральных схем усилителей мощности, повысить КПД, уменьшить массу и габариты. Совершенствование GaN-технологии в последние несколько лет привело к практическим результатам и освоению мощных СВЧ-транзисторов и монолитных интегральных схем в промышленном производстве.
В связи с этим, исследованиям GaN-структур для применения в СВЧ-электронике и разработке устройств на их основе уделяется большое внимание в России. Об этом свидетельствует достаточно большое число конференций по данной тематике, организованных в последнее время.
На отечественном рынке СВЧ-электроники хорошо известна компания «Микроволновые системы» как разработчик и производитель широкополосных и сверхширокополосных СВЧ-усилителей с диапазоном частот до 22 ГГц. Некоторое время назад предприятие начало разрабатывать собственные СВЧ-компоненты с целью замены в своих изделиях импортной ЭКБ и компонентов, в том числе снятых с производства.
В конце 2022 года АО «Микроволновые системы» организовало семинар-совещание специалистов радиоэлектронной промышленности на тему «Актуальные вопросы разработки и применения СВЧ-компонентов и приборов на основе технологии нитрида галлия», на котором были представлены разработки в области GaN-компонентов от ведущих предприятий России.
Например, компанией «Микроволновые системы» был разработан и испытан совместно с филиалом ФГБУ «НИИР», «СОНИИР», усилитель мощности для тропосферно-релейной связи диапазона 4,5–5 ГГц. Усилитель мощности имеет выходную мощность 165 Вт при потребляемой мощности 530 Вт, КПД достигает 30%, интермодуляционные искажения составляют от –25 до –30 дБн при снижении выходной мощности на 3 дБ от PМАКС.
Среди разработок компании двухканальные СВЧ-усилители мощности для диапазонов 1,0–4,0 ГГц, 4,0–12,0 ГГц и 6,0–18,0 ГГц на основе дискретных GaN-транзисторов и монолитных интегральных схем, позволяющих существенно уменьшить габариты изделий, а также повысить их эффективность. Предприятием был разработан также малогабаритный импульсный 150-Вт усилитель мощности в диапазоне частот 8,0–10,5 ГГц на базе восьмиканального микрополоскового делителя/сумматора с малыми вносимыми потерями и 25-Вт GaN МИС собственной разработки. Отличительными особенностями усилителя являются: возможность работы в квазинепрерывном режиме с длительностью импульса до 42 мс и минимальной скважностью Q=1,6, малые габариты и масса (130х120х20 мм, 500 г), различные варианты исполнения СВЧ-входов/выходов (коаксиальные, волноводные).
Развивая направление GaN, компания «Микроволновые системы» разработала дорожную карту по созданию и применению GaN-транзисторов и МИС собственной разработки по схеме fabless-foundry. Сегодня предприятие предлагает на рынке услуги по проектированию СВЧ ЭКБ в качестве дизайн-центра, осуществляющего весь комплекс работ по разработке кристаллов, корпусированию СВЧ-компонентов и испытаниям. Данное направление компания презентовала на выставке «ЭкспоЭлектроника» в апреле 2023 года.
Еще одно ведущее предприятие в области микроэлектроники, АО «НИИЭТ», представило свои разработки в области СВЧ-компонентов на основе GaN на Саммите дизайн-центров электроники в мае 2023 года. Мероприятие было организовано Ассоциацией «Консорциум дизайн-центров и предприятий радиоэлектронной промышленности» (АКРП – Консорциум дизайн-центров) при поддержке Минпромторга России.
В рамках данного мероприятия технический директор АО «НИИЭТ» Игорь Семейкин познакомил участников саммита с возможностями предприятия в области производства СВЧ-кристаллов, сборки СВЧ-транзисторов, интегральных схем, а также испытаний ИС и СВЧ-компонентов. Продукция АО «НИИЭТ» в сфере СВЧ-электроники включает мощные ВЧ- и СВЧ-транзисторы, в том числе LDMOS, усилительные модули, монолитные и гибридные интегральные схемы, в том числе разработанные на основе нитрида галлия. Игорь Семейкин привел дорожную карту развития GaN ЭКБ в АО «НИИЭТ» до 2028 года, в соответствии с которой уже выполнен ряд этапов, включая разработку собственной топологии и конструкции кристаллов на базе технологии нитрида галлия на кремнии (GaN-on-Si), и постановка ряда GaN-приборов на серийное производство по fabless-модели, в том числе на отечественной фабрике.
Вопросы разработки полупроводниковых СВЧ-компонентов и МИС на материалах группы А3В5 можно будет обсудить на заседаниях секции №7 «СВЧ и интегральные модули» в рамках Российского форума «Микроэлектроника-2023».
Комментарии читателей
