В Fujitsu обещают повысить "дальнобойность" радаров за счет новых полупроводников

Японская компания Fujitsu Laboratories объявила об успешной разработке кристаллической структуры, позволяющей существенно нарастить предельно допустимый ток и напряжение в транзисторах HEMT GaN, выходная мощность которых за счет новой структуры выросла втрое.

Аббревиатура HEMT происходит от англ. High Electron Mobility Transistor - транзисторы с высокой подвижностью электронов. Эти приборы находят применение в системах спутниковой связи, радарах и мобильных устройствах, прежде всего в СВЧ. Способность работать на сверхвысоких частотах обычно достигается добавлением в систему соответствующих материалов с высокой подвижностью электронов, например, GaAs, InAs.

СВЧ-транзисторы повышенной мощности найдут применение в усилителях мощности в таких, например, приборах, как погодные радары, позволяя увеличить “дальнобойность” радара примерно в 2.3 раза.

Основная идея японцев заключается в том, что напряжение должно подводиться к транзистору не точечно, непосредственно через электрод, а рассеянно. Запатентованная технология позволила добиться роста допустимой плотности мощности до 19.9 Вт/мм в GaN HEMT, использующим буферные слои InAlGaN.

Компания рассказала о своей технологии на симпозиуме ISGN-8 в Варшаве, которая прошла на прошлой неделе. Fujitsu Laboratories работает с GaN HEMT с начала нулевых годов и обеспечивает поставки приборов на основе AlGaN HEMT. В последние месяцы лаборатория активно занимается исследованиями InAlGaN HEMT.

Для того, чтобы повысить выходную мощность транзистора, требуется создать структуру, которая бы выдерживала и высокие токи и высокие напряжения. Структура на базе InAlGaN позволяет повысить ток в кристалле, поскольку в таком материале можно заметно наращивать плотность электронов. Но проблемой оставалось то, что при повышении напряжения, структура кристалла получала повреждения.

источник изображения

Проблему удалось решить за счет добавления слоя AlGaN, который обеспечивает высокое сопротивление между слоем поставляющим электроны и канальным слоем. За счет этого высокое напряжение в транзисторе рассеивается по слоям, разделенным AlGaN. Это снижает кинетическую энергию электронов и предотвращает кристалл от разрушения при напряжениях вплоть до 100В. При необходимости можно добиться и более высоких напряжений, если увеличивать расстояние между входным электродом и электродом затвора.

Таким образом, добавляя слой AlGaN в структуру InAlGaN HEMT, достигается возможность нарастить одновременно напряжение и ток, то есть выходную мощность полупроводниковых приборов.

источник изображения

Проблему теплоотвода, которая обычно остро стоит в изделиях на базе GaN, удается решить за счет использования технологии “алмазного субстрата” хорошо отводящего тепло, которую в Fujitsu разработали в 2017 году.

В компании планируют коммерциализовать технологию создания GaN HEMT транзисторов с увеличенной выходной мощностью до 2020 года.

В России также идут эксперименты с полупроводниковыми нитридами, в частности, в ТГУ экспериментируют со традиционными структурами InAlN/GaN и обещают сдать результаты в виде технологии компании Микран до конца 2019 года. Речь идет о классической структуре, не позволяющей добиться высокой выходной мощности. Может быть стоит попробовать повторить успех японских разработчиков, добавляя в классическую структуру слой AlGaN?

Почему полупроводники называют новой нефтью и что из этого следует?

Вам наверняка не раз приходилось слышать высказывание: полупроводники - это новая нефть. И если задуматься и посмотреть на рынок, то так оно и есть. Объемы закупок полупроводников иными странами лишь немногим уступают объемам затрат на приобретение нефти.

Это все более понимают национальные правительства и транснациональные корпорации. Последние стараются подгрести под себя все самое лучшее по части производства, где бы эти производства не находились, тогда как национальные правительства все менее склонны одобрять такие сделки.

За период с 2015 года по середину 2018 года в индустрии прошло около ста сделок M&A на общую стоимость $245 млрд. И сейчас этот тренд явно пошел на спад - за первое полугодие 2018 года объем таких сделок достиг смешных на фоне предыдущей цифры $12.6 млрд. Не удивительно, если вспомнить как были сорваны политиками сделки Broadcom - Qualcomm и Qualcomm - NXP. По материалам dailycomm.ru.

Так что все верно, полупроводники, а также в целом новые технологии - это новая нефть. Разумные люди не станут продавать предприятия по изготовлению полупроводников и новые технологии в этой области, но только готовые продукты. Но такой подход оставляет России не так много шансов - ведь чтобы попробовать уйти от зависимости от импорта полупроводников, оборудования и материалов для их производства, нужно не только придумать новые технологии (что возможно), но также наладить производство соответствующего производственного оборудования, а также наладить выпуск качественного сырья и расходуемых в процессе производства микроэлектроники материалов. А это сложно реализуемая задача, требующая другого качества управления и различных кардинальных изменений в стране.

Ангстрем-Т отгрузил первую коммерческую партию заказных пластин

Партия скромная - 50 MPW пластин диаметром 200 мм. Пластины изготовлены по технологии AT250G, которая является частью техпроцесса 90 нм.

Изделия, размещенные на пластинах, были разработаны заказчиками в шести различных дизайн-центрах, расположенных в Москве, Воронеже и Екатеринбурге.

Первая партия изготовлена для тестирования. По результатам доработок могут быть заключены соглашения о выпуске серийных партий микросхем. Источник.

+

Подписывайтесь на Telegram-канал, посвященный микроэлектронике

+ +