據(jù)麥姆斯咨詢介紹，近年來，由于氮化鎵（GaN）在射頻（RF）功率應(yīng)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(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了驚人的高增長。根據(jù)Yole最近發(fā)布的《射頻氮化鎵技術(shù)、應(yīng)用及市場-2019版》報告，在無線基礎(chǔ)設(shè)施和國防兩大主要應(yīng)用的推動下，RF GaN整體市場規(guī)模到2024年預(yù)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(yīng)用領(lǐng)域也擁有巨大的機遇，該領(lǐng)域總是優(yōu)先部署高端、高性能系統(tǒng)，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(chǎn)業(yè)廣泛認可，并已成為明顯的主流技術(shù)。
RF GaN相關(guān)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(dǎo)RF GaN供應(yīng)鏈。根據(jù)Yole旗下子公司Knowmade近期發(fā)布的《射頻（RF）氮化鎵技術(shù)及廠商專利全景分析-2019版》報告，作為RF GaN專利生態(tài)系統(tǒng)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(shù)瞄準了軍事和電信市場。近日，Yole化合物半導(dǎo)體和新興材料技術(shù)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(shù)現(xiàn)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(yù)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(dǎo)體工藝設(shè)備和RF元件全球領(lǐng)先供應(yīng)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(shù)研發(fā)機構(gòu)）的資金支持下，開始開發(fā)GaN晶體管。經(jīng)過三年的努力，Wavice利用韓國國內(nèi)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(yīng)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(wù)，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?qū)aN芯片的需求很大，而市場供應(yīng)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(shù)壁壘，因此，預(yù)計短期內(nèi)供應(yīng)瓶頸不會緩解。Wavice已準備好用更短的上市時間，批量生產(chǎn)這些GaN器件，預(yù)計很快就能填補市場缺口。
ED & HL：你們的產(chǎn)品組合/產(chǎn)品線/服務(wù)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(yīng)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(wù)。
■ 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(yù)匹配（pre-matched）TR、輸入/輸出50歐姆匹配TR（IMFET）產(chǎn)品。
■ 射頻模塊：我們專注于提供主要用于國防雷達系統(tǒng)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(chǎn)品線，包括商業(yè)氣象雷達和電子戰(zhàn)，包括導(dǎo)引頭（seeker）和干擾器（jammer）。
ED & HL：你們GaN RF產(chǎn)品的特點/附加價值有哪些？
HK：Wavice產(chǎn)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(chǎn)品，因此，長期可靠性至關(guān)重要。我們致力于推出比市場上任何其他產(chǎn)品更強大的產(chǎn)品。我們將Wavice的專有技術(shù)與晶體管相結(jié)合，成功開發(fā)出世界上最可靠的GaN產(chǎn)品。
ED & HL：你們GaN產(chǎn)品/服務(wù)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(chǔ)設(shè)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(chǎn)品？
HK：Wavice為國防產(chǎn)品提供Tx Pallet和SSPA等RF模塊。Wavice已經(jīng)成為韓國國防GaN模塊的頂級供應(yīng)商。芯片的批量生產(chǎn)將于2019年開始，我們計劃主要向無線基礎(chǔ)設(shè)施市場供應(yīng)芯片。
ED & HL：Wavice GaN產(chǎn)品采用了哪些類型封裝，每種應(yīng)用市場都有所不同？
HK：■ 與許多其他供應(yīng)商一樣，我們采用CPC或CMC陶瓷封裝。對于某些特定產(chǎn)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?shù)恼f法是，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的輸出而不是適用產(chǎn)品本身來選擇封裝。例如，塑料封裝可以應(yīng)用于輸出功率為5W（基于Psat）及以下的產(chǎn)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(chǎn)品，例如 320W（基于Psat），以解決輻射熱引起的相關(guān)問題。這是所有供應(yīng)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(shù)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(yīng)用于商業(yè)市場，低成本封裝更適合大規(guī)模生產(chǎn)。
ED & HL：Wavice的GaN產(chǎn)品的技術(shù)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(dǎo)體（LDMOS）、GaN及其他半導(dǎo)體平臺存在著激烈競爭，您對sub 6 GHz及毫米波（mmWave）應(yīng)用有何看法？
HK：GaN已經(jīng)作為主要技術(shù)在5G市場站穩(wěn)了腳跟。GaN是目前的關(guān)鍵技術(shù)，LDMOS的帶寬會隨著頻率的增加而大幅減少，在高頻段、寬帶應(yīng)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(chǎn)品可靠性和性能有關(guān)的問題不斷被發(fā)現(xiàn)，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(shù)至關(guān)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(chǎn)品成本（$/W）？
HK：全球范圍內(nèi)，只有少數(shù)幾家GaN芯片供應(yīng)商，因此芯片供應(yīng)不足。Wavice通過開發(fā)具有一流可靠性的產(chǎn)品而獲得成功，我們的大規(guī)模生產(chǎn)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(yīng)商的市場地位。
ED & HL：您能否介紹一下Wavice未來幾年的GaN產(chǎn)品路線圖？
HK：在Wavice的2020年產(chǎn)品路線圖中，我們的目標是為代工服務(wù)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(shù)的目標營收或目標產(chǎn)能是多少？
HK：Wavice的目標是在2023年實現(xiàn)總營收1億美元，包括商業(yè)和國防市場。
ED & HL：根據(jù)Knowmade最新的GaN RF專利分析報告，該技術(shù)領(lǐng)域全球?qū)＠暾埩咳找嬖鲩L，Wavice被認為是GaN RF專利領(lǐng)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(shù)方向組成。GaN HEMT是基于變形異質(zhì)外延材料最成功的器件之一，它展現(xiàn)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(shù)進行比較時才會如此。它還沒有為低成本大規(guī)模生產(chǎn)做好準備，也沒有達到材料系統(tǒng)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(shù)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(chǎn)中采用的技術(shù)。