11月25-27日，由深圳市龍華區(qū)科技創(chuàng)新局特別支持，國(guó)家半導(dǎo)體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（CSA）、第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟（CASA）主辦，深圳第三代半導(dǎo)體研究院與北京麥肯橋新材料生產(chǎn)力促進(jìn)中心有限公司共同承辦的第十六屆中國(guó)國(guó)際半導(dǎo)體照明論壇（SSLCHINA 2019）暨2019國(guó)際第三代半導(dǎo)體論壇（IFWS 2019）在深圳會(huì)展中心召開(kāi)。
11月27日上午，“微波射頻與5G移動(dòng)通信” 分會(huì)如期召開(kāi)。本屆分會(huì)由蘇州鍇威特半導(dǎo)體股份有限公司、中國(guó)電子科技集團(tuán)第十三研究所、國(guó)家電網(wǎng)全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院有限公司、英諾賽科科技有限公司協(xié)辦。
氮化鎵微波器件具備高頻、高效、大功率等特點(diǎn)，在5G通信中應(yīng)用潛力巨大。這一特定領(lǐng)域的突破標(biāo)志著寬禁帶半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)邁向新的高地。分會(huì)關(guān)注氮化鎵微波器件及其單片集成電路材料外延、建模、設(shè)計(jì)與制造、可靠性技術(shù)及HEMT器件在移動(dòng)通信中的應(yīng)用等各方面，呈現(xiàn)第三代半導(dǎo)體微波器件及其應(yīng)用的最新進(jìn)展。臺(tái)灣長(zhǎng)庚大學(xué)教授邱顯欽、德國(guó)弗勞恩霍夫應(yīng)用固體物理研究所部門(mén)技術(shù)部門(mén)經(jīng)理Peter BR?CKNER、中興無(wú)線(xiàn)技術(shù)總工及技術(shù)委員會(huì)專(zhuān)家劉建利、西安電子科技大學(xué)教授劉志宏、北京國(guó)聯(lián)萬(wàn)眾科技有限公司副總經(jīng)理張志國(guó)、南京電子器件研究所高級(jí)工程師張凱、中國(guó)電子科技集團(tuán)第41研究所張光山、河北半導(dǎo)體研究所王毅等來(lái)自中外的強(qiáng)勢(shì)力量聯(lián)袂帶來(lái)精彩報(bào)告。河北半導(dǎo)體研究所副所長(zhǎng)蔡樹(shù)軍、蘇州能訊高能半導(dǎo)體有限公司董事長(zhǎng)張乃千共同主持了本次分會(huì)。
西安電子科技大學(xué)教授劉志宏做了題為“高頻硅基氮化鎵晶體管”的主題報(bào)告，深度生長(zhǎng)的GaN-on-Si HEMT，高線(xiàn)性度GaN-on-Si HEMT，CMOS兼容制造技術(shù)，200毫米GaN-on-Si HEMT晶片和GaN-Si集成，并介紹了西安電子科技大學(xué)的GaN-on-Si研究進(jìn)展。劉志宏教授表示，氮化鎵高電子遷移率晶體管（HEMT）具有輸出功率密度高、效率高的優(yōu)點(diǎn)，是4G LTE和5G移動(dòng)通信基站的核心射頻元器件之一，近年來(lái)在學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界獲得了廣泛的關(guān)注并且已經(jīng)應(yīng)用于4G LTE通信的基站中。
目前大部分氮化鎵射頻器件產(chǎn)品是以碳化硅為襯底，碳化硅基氮化鎵的晶體管具有較低的熱阻和較高的性能。另一方面，5G通信系統(tǒng)由于高速度、大容量、低時(shí)延的特性需求，需要建設(shè)大量的基站和使用大量的射頻收發(fā)器，對(duì)射頻元件的成本要求比較高。碳化硅基氮化鎵由于碳化硅襯底的限制，成本比較高，而硅基氮化鎵具有低成本、高性?xún)r(jià)比的優(yōu)點(diǎn)，非常適合大規(guī)模應(yīng)用于未來(lái)的5G通信系統(tǒng)。但是，同碳化硅基氮化鎵的射頻器件相比，目前硅基氮化鎵的射頻器件的性能還相差較大。
劉志宏教授首先介紹了我國(guó)國(guó)內(nèi)外硅基氮化鎵射頻器件的發(fā)展現(xiàn)狀，分享了新加坡-麻省理工學(xué)院科研技術(shù)聯(lián)盟中心（SMART）和西安電子科技大學(xué)近年來(lái)在硅基氮化鎵高頻器件領(lǐng)域的研發(fā)進(jìn)展。他表示，我們?cè)?span lang="EN-US">SMART開(kāi)發(fā)了高度縮微的硅基InAlN/GaN晶體管，具有40 nm柵長(zhǎng)、300 nm源漏間距，其截止頻率創(chuàng)造世界最高記錄310 GHz。針對(duì)氮化鎵毫米波器件線(xiàn)性度差的問(wèn)題，提出了類(lèi)鰭形納米線(xiàn)溝道、平面納米帶溝道、絕緣柵平面納米帶溝道等新型結(jié)構(gòu)，提高了毫米波硅基氮化鎵晶體管的線(xiàn)性度性能。
他表示，團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了與硅CMOS兼容的8英寸硅基氮化鎵晶圓的制造工藝，并開(kāi)發(fā)了氮化鎵-硅CMOS單片異質(zhì)集成技術(shù)體系。在西安電子科技大學(xué)也進(jìn)行了射頻硅基氮化鎵材料和器件的開(kāi)發(fā)，在面向5G移動(dòng)通信中sub-6 GHz的頻段，西電開(kāi)發(fā)的硅基GaN 單片微波集成電路（MMIC）達(dá)到了35 W的飽和輸出功率、55%的功率附加效率和15 dB的增益。總之，硅基氮化鎵晶體管表現(xiàn)出了非常大的潛力，有望在未來(lái)5G、后5G和6G通信系統(tǒng)中得到大規(guī)模應(yīng)用。
目前大部分氮化鎵射頻器件產(chǎn)品是以碳化硅為襯底，碳化硅基氮化鎵的晶體管具有較低的熱阻和較高的性能。另一方面，5G通信系統(tǒng)由于高速度、大容量、低時(shí)延的特性需求，需要建設(shè)大量的基站和使用大量的射頻收發(fā)器，對(duì)射頻元件的成本要求比較高。碳化硅基氮化鎵由于碳化硅襯底的限制，成本比較高，而硅基氮化鎵具有低成本、高性?xún)r(jià)比的優(yōu)點(diǎn)，非常適合大規(guī)模應(yīng)用于未來(lái)的5G通信系統(tǒng)。但是，同碳化硅基氮化鎵的射頻器件相比，目前硅基氮化鎵的射頻器件的性能還相差較大。
劉志宏教授首先介紹了我國(guó)國(guó)內(nèi)外硅基氮化鎵射頻器件的發(fā)展現(xiàn)狀，分享了新加坡-麻省理工學(xué)院科研技術(shù)聯(lián)盟中心（SMART）和西安電子科技大學(xué)近年來(lái)在硅基氮化鎵高頻器件領(lǐng)域的研發(fā)進(jìn)展。他表示，我們?cè)?span lang="EN-US">SMART開(kāi)發(fā)了高度縮微的硅基InAlN/GaN晶體管，具有40 nm柵長(zhǎng)、300 nm源漏間距，其截止頻率創(chuàng)造世界最高記錄310 GHz。針對(duì)氮化鎵毫米波器件線(xiàn)性度差的問(wèn)題，提出了類(lèi)鰭形納米線(xiàn)溝道、平面納米帶溝道、絕緣柵平面納米帶溝道等新型結(jié)構(gòu)，提高了毫米波硅基氮化鎵晶體管的線(xiàn)性度性能。
他表示，團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了與硅CMOS兼容的8英寸硅基氮化鎵晶圓的制造工藝，并開(kāi)發(fā)了氮化鎵-硅CMOS單片異質(zhì)集成技術(shù)體系。在西安電子科技大學(xué)也進(jìn)行了射頻硅基氮化鎵材料和器件的開(kāi)發(fā)，在面向5G移動(dòng)通信中sub-6 GHz的頻段，西電開(kāi)發(fā)的硅基GaN 單片微波集成電路（MMIC）達(dá)到了35 W的飽和輸出功率、55%的功率附加效率和15 dB的增益。總之，硅基氮化鎵晶體管表現(xiàn)出了非常大的潛力，有望在未來(lái)5G、后5G和6G通信系統(tǒng)中得到大規(guī)模應(yīng)用。
（內(nèi)容根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)資料整理，如有出入敬請(qǐng)諒解）
