第三代化合物半导体微波射频“芯”专家

郑小龙

谈起半导体，人们首先想到的就是硅（Si），正是这种来源于沙子的超纯净的硅片造就了集成电路（IC）产业的半个多世纪繁荣。然而，这还只是第一代半导体材料的辉煌;目前，以砷化镓（GaAs）为代表的第二代潮流仍在激荡，而基于氮化镓（GaN）和碳化硅（SiC）的第三代浪潮业已兴起。本土IC产业的弄潮儿早已在风口浪尖上激流勇进，为“中国芯”谱写浓墨重彩的新篇章。

出于对第三代半导体发展状况和趋势的兴趣，我关注到以发展GaN射频器件为方向，致力于第三代化合物半导体领域技术创新的泰新半导体有限公司，通过与其创始人之一郑文涛博士进行交流，得到有关技术和市场的专家点评。

1万象更“芯”的化合物半导体市场

从第一代到第二、三代半导体材料特性的比较和应用领域如表1所示。

郑文涛介绍说，随着应用场景越来越多，突显出硅基半导体的局限性，主要表现在自身性能无法在高温、高频、高压环境中使用。而以GaAs和GaN为代表的化合物半导体材料脱颖而出，使新型器件市场空间得以拓展。GaN作为第三代化合物半导体的佼佼者，以更高功率密度、更好热传导性、更高输出功率、适用更高频率等特性成为公认发展方向，5G通信技术和微波射频创新需求适时地加速了这一进程。

方兴未艾的5G通信系统建设带动了射频芯片需求激增。采用大规模天线阵列的多进多出（Massive MIMO）技术大幅提高网络容量和信号质量，但随着天线由4T4R通道向64T64R甚至更高通道数演进，如图1所示，基站单元内射频芯片数量正大幅提升。……