據麥姆斯咨詢介紹,，近年來,，由于氮化鎵（GaN）在射頻（RF）功率應用中的附加價值（例如高頻率下的更高功率輸出和更小的占位面積）,，RF GaN產業(yè)經歷了驚人的高增長。根據Yole最近發(fā)布的《射頻氮化鎵技術,、應用及市場-2019版》報告,，在無線基礎設施和國防兩大主要應用的推動下,，RF GaN整體市場規(guī)模到2024年預計將增長至20億美元。
隨著5G的到來,，GaN在低于6GHz（sub 6GHz）的宏基站和以毫米波（24GHz以上）運行的小型基站中找到了一席之地,。與此同時，GaN在軍事應用領域也擁有巨大的機遇,，該領域總是優(yōu)先部署高端,、高性能系統，包括軍事雷達,、電子戰(zhàn)和軍事通信,。在此背景下，RF GaN已被產業(yè)廣泛認可,，并已成為明顯的主流技術,。
RF GaN相關廠商的營收增長非常迅猛，同時它們也在不斷加強其專利組合,，以主導RF GaN供應鏈,。根據Yole旗下子公司Knowmade近期發(fā)布的《射頻（RF）氮化鎵技術及廠商專利全景分析-2019版》報告，作為RF GaN專利生態(tài)系統中引人注目的新入局者,，韓國Wavice公司通過創(chuàng)新的基于GaN的分立和功率放大器（PA）模塊技術瞄準了軍事和電信市場,。近日，Yole化合物半導體和新興材料技術與市場分析師Ezgi Dogmus博士以及高級分析師Hong Lin博士有幸采訪了Wavice企業(yè)戰(zhàn)略高級執(zhí)行總監(jiān)Hyunje Kim先生,，討論了Wavice的技術現狀以及公司未來幾年的發(fā)展路線圖,。
2018~2024年GaN RF器件市場規(guī)模預測
Ezgi Dogmus & Hong Lin（以下簡稱ED & HL）：請您簡要介紹一下Wavice及其歷史，以及商業(yè)模式,，為什么Wavice會選擇這種商業(yè)模式,？
Hyunje Kim（以下簡稱HK）：Wavice脫胎自韓國Gigalane公司的前GaN PA部門，Gigalane是KOSDAQ上市的半導體工藝設備和RF元件全球領先供應商,。自2011年開始,，Gigalane的PA部門啟動了RF有源元件的政府計劃。Wavice成立于2017年5月,，此后一直致力于開發(fā)由Gigalane發(fā)起的韓國防御計劃,。2015年，Wavice在ADD（韓國國防發(fā)展局,，是韓國唯一一家國防采購項目管理局資助的國防技術研發(fā)機構）的資金支持下,，開始開發(fā)GaN晶體管。經過三年的努力,，Wavice利用韓國國內的制造環(huán)境首次成功開發(fā)出GaN晶體管,。
我們的商業(yè)模式主要由兩部分組成。首先是國防應用,。我們計劃基于Wavice的GaN晶體管制造能力,，擴大SSPA/TRM等模塊業(yè)務,，GaN晶體管制造是這些模塊的核心組成部分。其次是商業(yè)市場,。我們的目標是5G電信市場,，主要專注于在當前市場背景下提供芯片。全球對GaN芯片的需求很大,，而市場供應非常有限,。由于可靠且可制造的GaN器件具有相對較高的技術壁壘，因此,，預計短期內供應瓶頸不會緩解,。Wavice已準備好用更短的上市時間，批量生產這些GaN器件,，預計很快就能填補市場缺口,。
ED & HL：你們的產品組合/產品線/服務有哪些？
HK：■ 芯片：目前提供0.4um柵長,，支持最高6GHz頻率,。Wavice的標準芯片供應正式開始于2019年4月。此外,，PDK開發(fā)正在進行中,，旨在于2019年底提供代工服務。
■ PKG：我們?yōu)樯虡I(yè)和國防市場提供未匹配（unmatched）發(fā)射與接收（TR）,、預匹配（pre-matched）TR,、輸入/輸出50歐姆匹配TR（IMFET）產品。
■ 射頻模塊：我們專注于提供主要用于國防雷達系統的固態(tài)高功率放大器（SSPA）和總無線電模塊（TRM）,。此外,，我們計劃擴大我們的產品線，包括商業(yè)氣象雷達和電子戰(zhàn),，包括導引頭（seeker）和干擾器（jammer）,。
ED & HL：你們GaN RF產品的特點/附加價值有哪些？
HK：Wavice產品開發(fā)的最高優(yōu)先級是可靠性,，被公認為世界第一的可靠性,。這是因為GaN主要用于365天24小時運行的產品，因此,，長期可靠性至關重要,。我們致力于推出比市場上任何其他產品更強大的產品。我們將Wavice的專有技術與晶體管相結合,，成功開發(fā)出世界上最可靠的GaN產品。
ED & HL：你們GaN產品/服務的目標市場有哪些,？
HK：我們的主要目標市場包括5G無線通信基礎設施,、電子戰(zhàn)以及國防監(jiān)控和偵察,。
ED & HL：Wavice是否開發(fā)RF模塊和分立產品？
HK：Wavice為國防產品提供Tx Pallet和SSPA等RF模塊,。Wavice已經成為韓國國防GaN模塊的頂級供應商,。芯片的批量生產將于2019年開始，我們計劃主要向無線基礎設施市場供應芯片,。
ED & HL：Wavice GaN產品采用了哪些類型封裝,，每種應用市場都有所不同？
HK：■ 與許多其他供應商一樣,，我們采用CPC或CMC陶瓷封裝,。對于某些特定產品，我們使用AlN襯底封裝,。
■ 激烈的價格競爭,，推動了塑料封裝的發(fā)展，促發(fā)了封裝材料的研究,，以及GaN晶體管與封裝中散熱片的材料鍵合研究,。
■ 更恰當的說法是，應根據產品的輸出而不是適用產品本身來選擇封裝,。例如,，塑料封裝可以應用于輸出功率為5W（基于Psat）及以下的產品，因為它的成本較低且不會受到輻射熱的影響,。另一方面,，陶瓷封裝可用于具有高輸出的產品，例如 320W（基于Psat）,，以解決輻射熱引起的相關問題,。這是所有供應商都需要面對的挑戰(zhàn)，而不僅僅是Wavice,。
ED & HL：在芯片級和封裝級,，您注意到GaN RF器件有哪些技術趨勢？
HK：目前的趨勢是正朝著低成本封裝發(fā)展,，隨著GaN開始大規(guī)模應用于商業(yè)市場,，低成本封裝更適合大規(guī)模生產。
ED & HL：Wavice的GaN產品的技術節(jié)點是什么,，如柵長,、襯底和晶圓尺寸？
HK：我們的柵長為0.4um,，采用4英寸GaN-on-SiC,，并計劃于2019年底引入0.25um節(jié)點。
ED & HL：隨著5G的到來，橫向擴散金屬氧化物半導體（LDMOS）,、GaN及其他半導體平臺存在著激烈競爭,，您對sub 6 GHz及毫米波（mmWave）應用有何看法？
HK：GaN已經作為主要技術在5G市場站穩(wěn)了腳跟,。GaN是目前的關鍵技術,，LDMOS的帶寬會隨著頻率的增加而大幅減少，在高頻段,、寬帶應用及效率等方面越來越力不從心,。
mmWave似乎仍然是一個利用各種競爭解決方案識別問題的過程。與產品可靠性和性能有關的問題不斷被發(fā)現,，每種可能的解決方案的利弊也各不相同,，因此對于特定的解決方案，盡快解決這些問題并成為核心技術至關重要,。
ED & HL：Wavice在這個市場中如何定位,？目前針對電信市場的產品成本（$/W）？
HK：全球范圍內,，只有少數幾家GaN芯片供應商,，因此芯片供應不足。Wavice通過開發(fā)具有一流可靠性的產品而獲得成功,，我們的大規(guī)模生產工藝也得到了驗證,。Wavice正在努力確立我們作為一家穩(wěn)定GaN芯片供應商的市場地位。
ED & HL：您能否介紹一下Wavice未來幾年的GaN產品路線圖,？
HK：在Wavice的2020年產品路線圖中,，我們的目標是為代工服務開放0.4 MMIC（單片微波集成電路），并為已封裝TR發(fā)布X/Ku波段分立TR組件,。
ED & HL：未來五年,，你們對GaN on SiC RF技術的目標營收或目標產能是多少？
HK：Wavice的目標是在2023年實現總營收1億美元,，包括商業(yè)和國防市場,。
ED & HL：根據Knowmade最新的GaN RF專利分析報告，該技術領域全球專利申請量日益增長,，Wavice被認為是GaN RF專利領域的后起之秀,。您能概述一下Wavice的專利組合和專利戰(zhàn)略嗎？
HK：Wavice的專利組合主要由GaN高電子遷移率晶體管（HEMT）器件的可制造性和可靠性兩個技術方向組成,。GaN HEMT是基于變形異質外延材料最成功的器件之一,，它展現了更高的功率密度，更強的靜電釋放（ESD）性能,，更低的器件單位面積熱阻等性能,。但是，只有用少量GaN HEMT器件與其他競爭技術進行比較時才會如此。它還沒有為低成本大規(guī)模生產做好準備,，也沒有達到材料系統的理論性能極限,。GaN HEMT器件開發(fā)主要集中在展示可能的最佳性能，而不是改善可制造性或可靠性,。Wavice的技術提升了最高性能，我們的專利主要是為了保護我們目前在器件生產中采用的技術,。