• 快讯 GaInAsSb 1.55μm电信设备

    编译服务:集成电路
    编译者:Lightfeng
    发布时间:2021-01-10
    瑞士苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)首次展示将砷化镓铟锑(GaInAsSb)作为1.55μm电信波长的吸收材料。该材料被部署在单行进载流光电二极管(UTC-PDs)中,载流子光电二极管具有274 GHz的传输受限带宽,而对均匀GaAsSb吸收器的107 GHz响应则显示出对调制信号的增强响应。通过对材料进行分级以提供184GHz带宽,可以提高GaAsSb的性能,但是仍然不足274GHz。 以前,人们认为使用四元GaInAsSb吸收剂没有多少好处,因为合金成分具有相似的带隙。研究人员表示GaInAsSb的增强是由于改善了制造器件中的电子传输。UTC结构仅取决于快速的电子传输,这是优于PIN二极管的一个优点,而PIN二极管则受到通过常规结构的各个部分的较慢的空穴漂移运动的限制。 研究负责人科伦坡·博洛涅西(Colombo Bolognesi)表示,ETH装置比GaAsSb吸收器的极限速度提高了近3倍,并且与类似的InGaAs基装置进行了比较,结果表明,四元GaInAsSb合金比InGaAs(业界领先的产品)优越30%到40%,尽管掺杂量比用于比较的InGaAs器件高出6.5倍。 通过金属有机气相外延在2英寸半绝缘(100)磷化铟(InP)衬底上生长UTC-PD的半导体材料。结构为“ II型”,异质结导带和价带阶跃方向相同。光电二极管是通过沉积钯/镍/铂/金欧姆电极作为欧姆p接触,然后湿法刻蚀吸收体/集电极台面结构,对n接触进行钛/铂/金金属化而形成的,并隔离台面湿蚀刻。在基于特氟龙的回蚀平坦化工艺后添加共面波导探针垫。抗反射涂层由氮化硅组成。 该器件的暗电流小于10nA,反向偏压可达5V,频率性能在0.2-60GHz范围内测量。输入光为1550nm波长的调制2mW信号,通过直径为3μm的透镜光纤传输。 当器件面积小于80μm2时,3dB截止频率(f3dB)点大于所测量的60GHz。为了消除阻容(RC)延迟的影响,研究人员推断出面积为80μm2的器件的传输时间限制截止频率(fT)为274GHz。该值与具有均匀且渐变成分的GaAsSb吸收层器件的107GHz和184GHz相比。 目前的性能限制因素是RC延迟,RC延迟可以随着器件尺寸的减小而减小。并且发现GaInAsSb四元吸收剂相对于三元GaAsSb对光刺激的响应高34%(0.094A/W比0.070A/W)。 研究小组评论说:“GaInAsSb吸收剂的较高响应性可归因于以下几点:(i)与GaAsSb相比,Ga0.81In0.19As0.65Sb0.35的带隙更窄;(ii)由于缩短了运输时间,减少了吸收器中的载流子重组;(iii)吸收体L谷中电子的数量相对较低(减少了对InP的阻挡);(iv)与GaAsSb相比,GaInAsSb中的Auger重组寿命更长。 相对于GaAsSb,GaInAsSb中的直接L谷与直接Γ谷之间的间接L谷分离更大,从而导致性能下降的L谷中的电子数量减少。实际上,GaAs和GaSb的间距分别为0.284eV和0.026eV,而相应的InAs和InSb的间距要大得多,分别为0.716eV和0.695eV。此外,L谷的电子迁移率要低得多。 研究人员希望通过谐振腔结构和/或转换为波导架构来提高整体响应能力。由于当前的UTC-PD演示器的电磁仿真显示峰值光场区域与吸收层不对齐,预计响应度将有显着提高。
  • 快讯 POET与光子神经网络系统公司签订开发供应协议

    编译服务:集成电路
    编译者:Lightfeng
    发布时间:2021-01-10
    加拿大安大略省多伦多市的POET Technologies Inc与光子神经网络系统公司签订了有关人工智能(AI)应用系统的开发和供应协议。POET Technologies是一家设计和制造光电子器件的公司,产品包括用于传感和数据通信市场的光源、无源波导和光子集成电路(PIC)等。 POET说,在摩尔定律推动下的数字半导体物理学即将达到极限,于此同时,人工智能正在前所未有地推动人们对计算的需求。晶体管的扩展正在接近极限,人工智能加速器公司正努力跟上需求的发展,特别是在需要更高功率和成本效率的“边缘”应用领域。针对人工智能工作负载的特定领域架构可以弥补晶体管发展的一些放缓,但是这种方法也有其局限性。 有关人工智能应用芯片组的市场预计将从2020年的180亿美元左右增长到2025年的650亿美元以上。POET表示,其新的光子人工智能计算开发和供应协议代表了进入这一新的、巨大的、增长率极高的市场的一个切入点。该公司表示,这些应用程序的客户正在打破数字半导体模式,将光子学集成到人工智能工作负载的加速器中,实现人工智能计算的阶跃式改进。POET认为,利用光来执行数据并行计算比传统半导体更快、更节能、成本更低,因此光子计算改变了人工智能领域的游戏。 POET董事长兼首席执行官Suresh Venkatesan说:“十多年来,在电信和数据通信的推动下,光子学设计和制造取得了巨大的进步。光子学已经为光学计算做好了准备,并有望成为引领AI计算快速增长的划时代技术。 POET现在处于有利位置,可以有机会参与新型大批量、高增长应用的设计制造,从而扩大公司光学引擎和光学插入器平台产品的潜在市场。除了强调POET光学中介层平台的巨大适应性之外,该项目预计今年还将以潜在初始产品的销售形式为POET带来收益。”
  • 快讯 Tower计划开发集成式硅上激光光子学铸造工艺

    编译服务:集成电路
    编译者:Lightfeng
    发布时间:2021-01-10
    以色列集成电路晶圆代工制造商高塔半导体(Tower Semiconductor Ltd)宣布正在参加通用微型光学系统激光器(LUMOS)计划,创建了一种集成的硅上激光光子学铸造工艺,该工艺可以将高性能III-V激光二极管与Tower的PH18生产硅光子平台相结合,LUMOS计划由美国国防高级研究计划局(DARPA)给予部分支持。高塔半导体在以色列Migdal Haemek设有制造厂,其美国子公司在加利福尼亚州Newport Beach和德克萨斯州圣安东尼奥市拥有制造厂。 准备好后,多项目晶圆(MPW)的运行将与新工艺协调。流程开发套件(PDK)的初始版本预计在2021年发布,并将包括激光器和放大器模块。 Tower表示,在硅上进行激光集成的好处有很多,不仅可以提高激光器的密度,还能够减少激光器与光子之间的耦合损耗,并且减少所需组件的数量以及简化封装方案。可以与Tower的无源和有源硅光子元件套件结合使用时,例如硅和氮化硅波导、Mach-Zehnder调制器(MZM)和锗(Ge)光电二极管,这种共同集成将实现目前批量半导体或光电子代工厂无法提供的新产品。 该工艺将成为DARPA LUMOS计划的一部分,该计划旨在将高性能激光器引入先进的光子学平台,以满足商业和国防应用的需求。
  • 快讯 意法半导体扩展了MasterGaN系列

    编译服务:集成电路
    编译者:Lightfeng
    发布时间:2021-01-10
    瑞士日内瓦的意法半导体(STMicroelectronics)在其MasterGaN平台基础上推出了MasterGaN2,MasterGaN2是新系列中的首款产品,其中包含两个非对称氮化镓(GaN)晶体管,可提供适用于软开关和有源整流转换器拓扑的集成GaN解决方案。 650V常关型GaN晶体管具有150mΩ和225mΩ的导通电阻(RDS(on))。意法半导体表示与优化的栅极驱动器结合在一起,使GaN技术易于使用,像制造普通硅器件一样。通过将先进的集成技术与GaN固有的性能优势相结合,MasterGaN2进一步提高了器件效率,并使尺寸减小和重量减轻,例如有源钳位反激式。 MasterGaN功率级封装(SiP)系列在同一封装中结合了两个GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)和相关的高压栅极驱动器,并内置了所有必要的保护机制。设计人员可以将外部设备直接连接到MasterGaN器件,外部设备包括霍尔传感器和控制器,例如DSP、FPGA或微控制器。意法半导体表示,这些输入与3.3V至15V的逻辑信号兼容,这有助于简化电路设计和物料清单,以及简化组装,可以实现更小的占位面积。这种集成有助于提高适配器和快速充电器的功率密度。 GaN技术正在推动快速USB-PD适配器和智能手机充电器的发展。意法半导体认为,MasterGaN器件可使这些器件的体积缩小到原来的80%,重量减轻到原来的70%,而充电速度是普通硅基解决方案的三倍。 内置保护机制包括低侧和高侧欠压锁定(UVLO)、栅极驱动器互锁、专用停机引脚和过热保护。9mm x 9mm x 1mm GQFN封装针对高压应用进行了优化,高压和低压焊盘之间的爬电距离超过2mm。 MasterGaN2现已开始生产,订购1000片的最低价格为6.50美元。
  • 快讯 随着5G基建推动GaN RF的发展,GaN快速充电器进入SiC电力电子市场

    编译服务:集成电路
    编译者:Lightfeng
    发布时间:2021-01-10
    市场研究和策略咨询公司YoleDéveloppement发布了2020年第四季度《化合物半导体季度市场监测报告》,其中对碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)的应用进行了改进,加入了两个新模块: •模块I:用于电力电子应用的GaN和SiC; •模块II:用于射频电子应用的GaAs和GaN。 电力电子 功率碳化硅:尽管COVID-19大流行产生了短期影响,但碳化硅器件市场收入仍在增长,预计到2025年将超过30亿美元。电动汽车和混合电动汽车(EV / HEV)仍将代表SiC设备的重要推动力。 功率氮化镓:Yole预计到2025年GaN业务将超过6.8亿美元。2019年底,Oppo盒内快速充电器采用GaN高电子迁移率晶体管(HEMT),推动了这种宽带隙材料的普及。然而GaN刚刚开始进入终端消费者大众市场,该市场将实现量产。 射频 GaN RF:Yole估计GaN RF器件市场将从2019年开始以12%的复合年增长率(CAGR)增长,到2025年将超过20亿美元。这主要由电信和国防应用推动,估计在军事方面GaN RF器件的采用将迅速增长,到2025年将超过10亿美元。GaN RF业务的发展不仅取决于OEM技术,还取决于地缘政治背景。 GaAs RF:由于5G和Wi-Fi 6手机应用需求增长的推动,RF GaAs芯片市场将从2019年的28亿美元增长到2025年的36亿美元以上。 5G电信基础设施——GaN的优势 OEM厂商正在寻找具有更大带宽、更高效率和更好热管理的新型天线技术平台,以便在6GHz以下和毫米波范围内部署更高的频率。在RF功率应用中,GaN技术已成为硅基LDMOS和GaAs的重要竞争对手,显示更好性能和可靠性,并有可实现成本降低。随着GaN-on-SiC进入4G LTE电信基础设施市场,预计将在5G 6GHz以下RRH实施中保持强势地位。 GaAs——关键领域 手机市场是GaAs装置的主要推动力,手机中功率放大器(PA)含量不断增加。5G对PA的需求至少比4G高出两倍。除此之外,对于线性和功率的严格要求使GaAs成为RF前端模块(FEM)中PA的首选材料。尽管CMOS的单芯片成本较低,但是就模块和性能而言,它不一定具有优于GaAs的优势。 汽车应用带来的功率SiC器件的繁荣 自从2018年特斯拉的主要逆变器中采用SiC之后,汽车领域正成为功率SiC器件的主要推动力。此后,不同品牌的汽车制造商对于SiC解决方案的创新设计成倍增加。2020年,比亚迪其高级车型采用了基于SiC的主逆变器解决方案。在繁荣的SiC电源市场中,汽车市场无疑是最重要的推动力,预计到2025年将占据整个设备市场份额的60%以上。