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吴家塘镇 桐子林镇
基层党组织、基层党员先进事迹(第十期)新冠肺炎疫情防控战线上的药械安全守护者
中国前沿资讯网   2020-02-26 08:20   
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【定安县】

【 一名男子试图登上一列已经启动的火车但不慎摔倒,见字家书头部卡进了火车和站台之间的缝隙里。列车关门和启动时,北京请勿强行上车以免发生意外。】

新闻网


【插花镇】

【 沈月手拿细节一:南医大女生被害案是警方全程侦办。但没想到,穿雾2020年2月,琳达在自由港街(FreeportStreet)的商店花费30美元(约合人民币210元)买的一款200X彩券,又让她夺得百万美元的大奖。】

新闻网


【袍罕镇】

【 其实,疫情业光当我们讨论老人捐款该不该收、倡导力所能及的慈善时,也意味着整个社会对慈善、公益的认识和理解在不断深化。波及点击进入专题:聚焦新型冠状病毒肺炎疫情。】

新闻网


【寺庄镇】

【 针对上述情况,证监指标福州市委、证监指标市政府决定在确保疫情防控安全、返岗复工快速前提下,组织包车、包机 、包专列,进行点对点接送疫情较轻且在榕务工集中的外省市务工人员回榕返岗。上述报道指出,期货求意从2月22日开始,福州近期将通过包机、包专列方式 ,总共接回返岗员工2500人左右,以此缓解企业复产用工的燃眉之急 。】

新闻网


【梧塘镇】

【 2月14日 ,诗歌以中医为主的江夏方舱医院启用。丨冬新京报记者戚望校对薛京宁 。】

新闻网


【仪井镇】

【 综合《镜报》及美国当地媒体报道 ,通黄路当地时间22日,迈克正为一个科学频道拍摄新的系列节目,该节目旨在拍摄自制火箭爱好者飞向天空的探索过程。原标题 :山区餐饮企业陆续复工转战外卖带来新改变经济观察网记者阿茹汗随着各地复工,餐饮企业也陆续恢复了外卖业务。】

新闻网


【青石咀镇】

【 山东受理申请(总台央视记者李常明)点击进入专题:聚焦新型冠状病毒肺炎疫情。拍摄视频显示,暂停他的火箭升空后降落伞意外飘走,但伞下并没有人】

新闻网


【咸祥镇】

【 该园区党委对疫情防控工作不重视,扎堆助办工作不细致 ,扎堆助办未按照要求将下沉干部安排到新近成立社区参与疫情防控工作,导致人员分配不合理 ,多个社区防控力量严重不足 ,且接到有关社区反映后仍不改正。目前,江北主营业务为以印刷、镀膜技术为基础的玻璃深加工产品的研发、生产和销售业务。】

新闻网


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发表于 2020-2-20 20:54 | 只看该作者 |只看大图 |倒序浏览 |阅读模式

01

GaN 的高光时刻

 

2月13日小米发布会召开,除了发布最新款旗舰手机,还带来了旗下第一款采用GaN氮化镓材料的充电器。一时间,氮化镓这个新名词迅速占据了公众视野,成为投资界的新宠儿。

 

氮化镓是第三代半导体材料(即化合物半导体)的典型代表。相较于第一代半导体材料硅、锗,第二代半导体材料砷化镓、磷化铟等,第三代半导体材料(包括氮化镓、碳化硅、氧化锌等)能够承受更高的电压、适合更高频率,可实现更高的功率密度,并具有耐高温、耐腐蚀、抗辐射、禁带宽度大等特性,在高频、高功率的电力电子、微波射频等领域具有广泛的应用前景。

 

02

GaN 为何万众瞩目?

 

过去十年,GaN已在多个行业领域产生了重大影响,在光电方面它已对高亮发光二极管(HBLED)的发展和增值发挥重要作用,在无线通讯方面它已广泛应用于高功率射频(RF)设备如高电子迁移率晶体管(HEMT)和单片微波集成电路(MMIC)。

 

同样,在电源应用中GaN也具备巨大的潜力。下图(引用网络公开材料,文中其他的图标和数据都是引用网络公开材料或者Keysight内部调研材料,不再赘述。)展示了GaN RF器件的市场份额预测,可以清楚的看到在基站应用领域(Wireless Infrastructure),随着2019年5G的商用运营,GaN器件的应用有了更显著的逐年成长趋势。

 

资料来源 :

https://www.slideshare.net/Yole_Developpement/gan-rf-market-applications-players-devices-substrates-2016-2022-march-2016-report-by-yole-developpement

 

 

以频率与功率作为材料应用领域区分,GaN在高频高功率的RF应用领域独具优势。如下图所示,在3GHz以下频段处于多种工艺技术共同竞争的场景,在3GHz以上频段,只有少数工艺技术可以参与竞争,GaN技术在其中具备相当优势。

 

 

从芯片面积来看,GaN技术在RF相应应用领域也是不遑多让的。下图展示了在RF应用上在相同应用的晶片尺寸对比,GaN晶片尺寸大约只有GaAs晶片的五分之一 
 
 
从材料本身物理特性指标来看,下表对比Si/GaAs/GaN材料特性,GaAs有最高的电子迁移率,因而在高频性能特性上表现优异,耐高压和高电流的能力优于Si但低于GaN,所以GaAs主导中低功率高性能的RF功率放大器应用。
 
Si由于其器件种类多,成本低及整合容易的优势,在较低频率和低功率应用上较为普及。GaN除了高频性能优越,而且具有优越的高功率特性,因此在高频高功率的应用领域,有着独特的优势。
 
 

03

GaN 器件工艺与模型的挑战

 

作为一种新的半导体材料, GaN要使用起来,晶圆厂必须先完成GaN器件的建模的工作。器件建模,顾名思义就是对于器件或者电路的电学行为比如电流电压关系,电容电压关系以及S参数和频率关系等等的一个数学描述。
 
要建立模型,首先要设计专门的单独器件的测试结构,去流片并进行测试,然后根据测试数据选择相应的模型来拟合曲线提取参数。之后把参数整合成模型文件,即可得到可用于SPICE仿真的模型文件。电路设计工程师就可以利用这个文件进行相应的电路仿真。器件建模是由版图工程师,测试工程师以及模型工程师协同完成的。
 
GaN在器件工艺上较难制作,主要困难点除了良率与器件性能需达到业界水平,另外在器件的陷阱效应﹑夹断电压飘移与可靠性,都具有困难的实现指标。目前器件的主要规格有 :
  • 0.45um 50V偏压操作, 应用于6GHz以下频段 

  • 0.25um 28V偏压操作, 应用于12GHz以下频段

  • 0.15um 20V偏压操作, 应用于30GHz以下频段

 
GaN在器件特性上由于具有缺陷特性(trapping effect),在工艺上尽可能将缺陷效应减小,以利功率性能的提升。然而在工艺上较难完全去除此效应,因此也需要模型描述加以补足。
 
缺陷效应在特性上,以脉冲测试进行体现,下图黑线为预期电流线型,然而实际脉冲测试下的线型可能为红线。(资料引用https://www.qorvo.com/design-hub/blog/model-based-gan-pa-design-basics-whats-in-an-iv-curve)
 
具备缺陷效应描述的模型,在功率与效率的仿真上,可提升仿真精度 (引用网络材料) :
 
 
另外,低VDS电压区域的电流斜率(或称膝电流区, Knee Current),GaAs与GaN线型差异甚大。在下图的参考资料上,GaAs器件的膝电流区转折在VDS=1V,然而GaN器件通常膝电流区转折电压会较大,此例在高电流区膝电流转折为VDS=4V。
 
若继续使用传统的GaAs HEMT模型,在拟合上会非常困难,区域的模型精度将直接影响功率的输出特性。
 

参考资料(在此只关注GaAs与GaN器件测试的电流曲线): https://slideplayer.com/slide/8430644/

 

 
因此针对GaN器件特性所发展的模型,就成了必要的方式。
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射频【放大器】



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沙发
 楼主| 发表于 2020-2-20 21:05 | 只看该作者

04

常用于 GaN 的模型

 

模型种类上,可分为如下表的数学模型﹑物理模型与基于测试数据的神经网络模型,其优缺点如下表:

 

 

综合考虑精度与提取难度,经紧凑模型协会(Compact Model Coalition, 简称CMC) 认证的物理模型 – ASM 与MVSG 模型,就成了目前最为火热的模型解决方案。在此篇内容,我们介绍ASM GaN-RF模型解决方案。

 

05

关于 ASM GaN 模型

 

CMC (Compact Model Coalition)是在国际的模型认证组织。它在硅模型上贡献卓越,认可的知名模型如BSIM﹑HICUM与PSP(http://www.si2.org.xysdianyuan.com.cn/standard-models/),近几年CMC开始跨足认证III-V领域的模型。

 

目前CMC认可的III-V模型有 ASM 与 MVSG 模型,这两者都是用于GaN HEMT 射频与电力电子的模型应用。

 

如下图所示,ASM为物理模型,在基础HEMT核心模型之上,建构各式物理模型,较受到关注的如:自热模型﹑陷阱模型﹑通道调变模型与场板模型。

 

材料取自 :

http://www.mos-ak.org.xysdianyuan.com.cn/beijing_2018/presentations/Sourabh_Khandelwal_MOS-AK_Beijing_2018.pdf

 

 

同样,在GaN HEMT中,为提高器件操作偏压,需要引入如下图所见的场板结构 (Field-Plate),大致可分为Gate Field-Plate 与 Source Field-Plate,ASM模型中都可以描述 :

 

06

RF模型提取与测试软件 – ICCAP与ASM模型套件

 

ICCAP是DC与S参数测试与建模软件的领导者,提供各式模型解决方案,全球主要的模型提供单位都在使用IC-CAP。在新版ICCAP2020上,导入PATHWAVE概念 :

 

 

建构在ICCAP上模型工具涵盖各种类模型 :

 

在新版ICCAP上,提供ASM-HEMT模型提取工具包 :

在一页式的模型提取界面,整合各种模型工程师所需要的模型提取功能与资讯,简洁而方便,有效提高模型工程师的工作效率与拟合精度 :

 

 

更多一页式模型提取界面,可参考: https://www.youtube.com/watch?v=xCkJTDyQl2UASM

提取工具相关流程说明,参考: 

https://community.keysight.com/thread/37910

 

07

ASM GaN 模型提取流程

 

在物理模型提取流程上,传统数学模型参数上只具数学意义 (但可能有些参数具物理意义),在ASM中的参数意义,是含带器件结构与其他物理上可以理解的参数。

 

 

提取流程如下:

(引自: http://home.iitk.ac.in.xysdianyuan.com.cn/~chauhan/2018_Q3_SNUG_ASM-GaN.pdf)

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 楼主| 发表于 2020-2-20 21:07 | 只看该作者
  • 设置器件结构参数: L, W, NF, Tbr

  • 提取log-IDVG相关参数: VOFF, CDSCD, ETA

  • 提取 IDVG-LIN 相关参数: U0, UA, UB, RDS, VSTA, ETA

  • 提取 IDVD 相关参数: LAMBDA, VSTA, ETA

  • 提取Cgs/Cgd/Cds相关参数

模型提取完成后的结果,请参考ASM相关论文(以下资料引用公开论文之内容) :

https://iitk.ac.in/dord/isro/Publications/YSC/4-GaN_HEMT_Modeling_for_Power.pdf

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 楼主| 发表于 2020-2-20 21:09 | 只看该作者

 

08

是德科技专家提供的定制化模型服务

 

是德科技以多年的模型与测试经验,在世界各地建构专业模型团队,为自家芯片与定制化模型需求,提供专业的模型服务。对于GaN ASM模型,有丰富的参数提取与知识转移的能力。
 
在世界各地的模型研发中心 :
  • 美国圣罗莎模型研发中心

  • 中国北京模型研发中心

  • 日本东京模型研发中心

在模型建构方面,提供定制化的模型提取与测试服务,也提供模型的技术转移,让客户可自行上手提取模型,降低往后的模型建构成本。
 
 
是德科技拥有悠久的发展历史与深厚的技术深度,可制作涵盖Si/GaAs/GaN等各种器件模型:
 

 
提供服务类型,涵盖下列 :
  • 直流/高频测试服务

  • 各式模型提取与知识转移

  • 模型品质检测

  • 设计套件制作与技术转移

 

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