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PA GaAs工艺 标准CMOS工艺之争

上一篇 / 下一篇  2015-07-23 10:17:37

    
       硅的原材料是普通的沙子,但当几十年前,科学家将它用来制作半导体器件以来,在摩尔定律的指导下,硅为我们的世界带来了翻天覆地的变化。如今,电子设备中所使用的大多数器件都采用了基于硅的标准CMOS工艺制作,但其中有一个部分却难以实现,这就是射频器件。目前,射频器件主要采用GaAs或SiGe工艺制造,但由于材料的稀缺性和工艺的复杂性,射频前端芯片普遍良率不高,成本居高不下。随着时下物联网及无线通信应用的迅猛扩张,射频器件对成本及集成性能有了更高要求,也推动着行业开始寻求成本更低的基于硅的标准CMOS工艺去生产射频器件。

 
GaAs工艺 标准CMOS工艺
材 料 GaAs,材料稀缺昂贵 硅,材料丰富廉价
工 艺 6英寸晶圆 8英寸晶圆,12英寸晶圆
成熟度 良率较低,产能不稳定 技术成熟、产能稳定
性能比较 GaAs电子迁移率比硅高6倍,适宜于超高速、超高频器件应用。也因为GaAs有较高的击穿电压,所以GaAs比同样的Si元件更适合操作在高功率的场合。GaAs的的另一个优点是它是直接能隙材料,所以可以用来发光。而硅是间接能隙的材料,只能发射非常微弱的光。硅的优点是成本低、具有更高集成度。


不同于传统的硅半导体(Silicon Semiconductor),GaAs属于化合物半导体(Compound Semiconductor),又称III-V族半导体,主要用在手机射频前端,如PA。进入4G时代,手机的射频前段变得更加复杂,4G设备的射频前端成本大约为9-11美元,是3G系统的两倍,是2G系统的6倍。手机射频系统主要元件包括收发器Transceiver、功率放大器Power Amplifier、滤波器Filters和Antenna Switches。2011年此市场规模大约为38亿美元,预计到2016年达到50亿美元。

日本的Murata是全球最大的MLCC厂家,也是第一大通讯模块厂家,包括蓝牙模块、WLAN模块等。日本的Murata是全球最大的MLCC厂家,也是第一大通讯模块厂家,包括蓝牙模块、WLAN模块等。同时Murata还是全球第二大SAW滤波器厂家,全球第一大天线开关厂家。2012年3月,Murata完成对Renesas旗下PA事业部的收购,从而进军PA市场,Murata在手机射频市场具备最齐全的产品线。

RFMD(2014年2月,RFMD和Triquint宣布合并)曾经是全球第一大PA厂家,但是过分依赖大客户。2008财年,诺基亚占了其收入的 59%,摩托罗拉占了14%。诺基亚在3G时代和智能手机时代快速下滑,RFMD也因此转型缓慢,业绩也随之下滑,2011年收入下滑大约17%。

SKYWORKS则如日中天,全球前10大手机厂家都是其主要客户,其客户分布最为合理,技术也最优秀。AVAGO则是后起之秀,专供3G和4G领 域。AVAGO在2008年收购Infineon的BAW部门使其在BAW Filter领域市场占有率达65%,而BAW Filter是手机中价格最高的射频前端部件。未来AVAGO与Skyworks将一争高下。

SEDI是日本住友电工旗下的子公司,住友电工是全产业链厂家,从最上游的Substrate到下游的IC,全部覆盖。SEDI的产品主要是对应Base staion的PA。

RDA是中国大陆厂家,依托大陆强大的白牌(Grey)手机制造业迅速发展,2011年收入增幅达51.3%,在白牌手机的PA、蓝牙、FM Turner、DVB-S Tuner市场均为中国第一,FM Turner和DVB-S Tuner市场占有率超过50%。



TAG: 半导体 电子设备 科学家 摩尔定律 原材料

 

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