近日，睿创微纳控股子公司睿思微系统（烟台）有限公司（以下简称“睿思微系统”）在GaN基大功率S波段微波功率放大器的研究中取得重要进展。研发团队通过研究发现AlGaN/GaN HEMT器件在高温、大功率应用场景下性能退化的物理机制，通过优化器件结构，成功将 PA（功率放大器）的增益提高 1dB，效率提升 2.6%。
图1（a）AlGaN/GaN HEMT器件示意图；（b）匹配电路板；（c）电路原理图
睿创微纳攻克GaN基PA难题
显著提升器件性能及可靠性
第三代半导体材料GaN、(In)(Al)GaN具备高功率密度、高效率、高工作频率和高热稳定性等优点，在基站、雷达、航空航天等领域被广泛应用。然而，较大的发射功率会使器件热功耗较高，进而导致器件结温升高，容易触发可靠性问题。
睿思微系统研发团队通过对S波段大功率GaN基PA的热阻、陷阱和可靠性之间的关联进行系统研究，揭示了高温会促进栅下陷阱与2DEG的载流子输运过程，从而导致PA出现阈值电压负移、静态电流Idq不稳定、HTRB可靠性差等问题。
图2（a）输出功率分别为20W、73.9W、75.1W和152W器件的热红外图像；（b）静态电流随时间的变化关系
研发团队通过增大栅漏间距和优化栅极形貌，有效抑制了栅下电场强度，降低了器件热阻，使得HTRB可靠性大幅提升。最终，总栅宽为11.52mm的AlGaN/GaN HEMT器件的输出功率、增益和效率分别提高了1.2W、1dB和2.6%。
图3（a）器件HTRB可靠性结果；（b）器件的大信号性能
相关论文“The degradation mechanism of high power S-band AlGaN/GaN HEMTs under high temperature”(https://doi.org/10.1088/1361-6463/ad8455)已在《Journal of Physics D: Applied Physics》（JPhysD，《物理学报D：应用物理》）发表。
专注GaN基PA技术创新
睿创微纳持续深耕微波领域
AlGaN/GaN HEMT器件是当前微波半导体领域的研究热点，与Si基LDMOS技术、GaAs HBT及pHEMT技术等传统器件技术相比，AlGaN/GaN HEMT器件拥有更高的击穿电压、更高的功率密度、更高宽带及效率性能、更高的可靠性，可以广泛应用于射频、微波、毫米波系统中。
国际领先厂商如Sumitomo、Macom、Qorvo等均已掌握器件制造、产品开发等核心技术，成为行业标杆；在国内，AlGaN/GaN HEMT器件及PA技术与产品同样发展迅猛，且市场规模庞大。
睿思微系统专注于AlGaN/GaN HEMT器件底层技术及GaN基PA产品开发，目前已具备GaN基微波器件的材料、器件、工艺、电路设计、封装集成全链条技术研发、产品开发和批量交付的能力。睿思微系统的所有GaN PA产品均可通过严苛的可靠性验证（HTRB/HTGB/HAST/HTOL etc.），产品性能处于行业领先水平，并向客户提供可仿真的大信号模型套件及应用指南，支持客户的快速、全面评估与应用。
此次在GaN基大功率微波功率放大器领域取得的突破，不仅验证了睿思微系统在微波半导体领域的强大研发能力，也为后续的产品开发和量产奠定了坚实基础。
睿思微系统作为睿创微纳控股子公司，聚焦于微波半导体及射频微系统技术与产品的研发与产业化，是睿创微纳在微波领域布局的重要力量。
从红外热成像领军者到多维感知布局，睿创微纳持续深耕红外、微波、激光等多维感知领域，不断推动行业发展与创新。
