美國雷神公司在下一代氮化鎵（GaN）射頻半導體技術領域又取得一重大里程碑。雷神公司在美國先期研究計劃局（DARPA）“熱管理技術”項目中的“近結熱傳輸”子研究方向的支持下，使用金剛石替代SiC作為GaN器件的襯底研制出金剛石基GaN器件。金剛石做襯底材料可將器件的熱傳導能力提升3～5倍。

雷神公司已證實金剛石基GaN器件可使晶體管功率密度比SiC基GaN器件增加3倍，克服了阻礙氮化鎵器件發揮潛力的主要障礙。該數據由10×125微米金剛石基GaN高電子遷移率晶體管（HEMT）測得，HEMT是組成單片微波集成電路（MMIC）功率放大器的基本單元，是固態射頻發射器和有源電子掃描陣列的基礎。該成果源于雷神公司之前取得的成就，包括雷神公司在2009年和2011年分別展示的業內首個金剛石基GaN晶體管和金剛石基GaN MMIC。

雷神集成國防系統部（IDS）先進技術分部副總裁喬·比昂迪說：“雷神公司繼續成為GaN技術的創新引領者。我們現正將GaN嵌入國防系統中，同時仍致力于增加這項革命性半導體的性能，為我們的士兵提供更強的傳感、通信和電子戰能力。”

金剛石基GaN器件通過減少器件內的熱阻來實現革命性的性能改進，使得GaN具備更高的功率密度，并顯著減少國防系統的成本、尺寸、重量和功耗。GaN是雷神公司的核心競爭力，以及公司重大項目背后的支柱技術，如空中和導彈防御雷達、下一代干擾機。GaN獨特的性能使得雷達、電子戰和通信系統變得更小、更高效和成本更低。

雷神公司最近還表示，在DARPA MTO辦公室的“寬禁帶半導體”項目的支持下，該公司已系統地實現了GaN從材料到晶體管、MMIC、收發模塊和收發集成多信道模塊的全面成熟，為國防部帶來了“改變游戲規則”的系統性能。

（工業和信息化部電子科學技術情報研究所  張倩）