GaN，向前进！

疯狂的秋季展会季已经全面拉开帷幕，这能帮助我们保持“GaN 行动”态度。氮化镓 (GaN)是一种半导体技术，可以为各种高能耗型 RF 系统提供高电流和高电压功能。

共有多少种？让我们来算一算：

• 硅基氮化镓（GaN-on-silicon 或 GaN-on-Si）、
• 碳化硅氮化镓（GaN-on-silicon carbide 或 GaN-on-SiC）、
• 金刚石氮化镓 (GaN-on-diamond)、
• 蓝宝石氮化镓 (GaN-on-sapphire)、
• 绝缘体氮化镓 (GaN-on-insulator)、
• 氮化镓氮化镓（GaN-on-GaN，这个不是瞎编的）、
• 黑麦氮化镓（GaN-on-rye，好吧，这个是瞎编的）、

以及我喜欢的带连字符名称：

• 六方氮化硼氮化镓（GaN-on-hexagonal boron nitride 或 GaN-on-h-BN）。

如果不使用连字符，不仅几乎无法写出 GaN 产品名称，而且您甚至都无法定义 GaN 产品。毕竟，这是一种宽带隙或 III-V 半导体！ 

甚至连 GaN 的应用也都使用了连字符：

• 智能电网 (Smart-grid)、
• 混合电动汽车 (Hybrid-electric car)、
• DC-DC转换器 (DC-DC converter)、
• 点对点基础设施 (Point-to-point infrastructure)、
• 高可靠性网络 (High-reliability networking)、
• 电池供电应用 (Battery-operated appliance)、
• 场效应晶体管 (Field-effect transistor, FET) …

 您可以从此看出为什么一些公司会将 GaN 视为双赢 (win-win)。

GaN-on-Si 与 GaN-on-SiC

无论您选择哪种 GaN，我们对高功率密度的承诺始终如一，尽管一些产品可能会比另一些更加出色。在 GaN 社区中，关于 GaN-on-Si 与 GaN-on-SiC 的讨论一直非常激烈，大家一直在争论哪种技术更胜一筹。

出乎意料的是，散热是其中一个争论要点。GaN 可能用于需要较高输出功率的应用中，因此，会生成大量的热量。为确保最佳性能和使用寿命，一些 GaN 设备要求通过有效的路径将热量从工作设备的表面排出。在 Qorvo，我们相信拥有出色散热属性的碳化硅 (SiC) 能够用作散热通道的材料。正如我们的 Dummies® GaN RF 技术一书中所述：

“GaN 通常是高温下在异质基板（RF 应用中为碳化硅，电源电子应用中为硅）上产生。GaN-on-SiC 方法结合了 GaN 的高功率密度功能与碳化硅出色的导热性和低 RF 损耗。这就是 GaN-on-SiC 成为高功率密度 RF 应用合并选择的原因所在。”

GaN-on-SiC 器件也更适合恶劣的海陆空环境。GaN-on-SiC 的 RF 功率密度比基于砷化镓 (GaAs) 的 RF 放大器高出 5 倍至 6 倍。其功能经过验证，非常适合基础设施、国防和航空应用，如雷达、电子战、通信、导航及类似应用。GaN-on-SiC 让客户可以灵活减少电路板空间和系统成本，同时提高系统性能。

展望未来，GaN-on-SiC 可以用来支持下一代无线网络的部署，但 GaN-on-Si 也不是不可能的。最终选择取决于所需的功率密度和成本。尽管任何一方都不愿屈服，但大规模生产证明 GaN-on-SiC 方案可以在更小的封装中提供高功率密度。随着我们向 5G 时代迈进，GaN-on-SiC 将成为最快捷的方式。

GaN-on-Si、GaN-on-SiC…

你们会问：“我们难道不能一直使用 GaN 吗？”

我们会说“GaN，向前进！”愿 GaN 一切顺利并取得成功！

This article first appeared in Brent's Musings on Microwave Journal.