科銳推出多款碳化硅基氮化鎵器件，助力大型雷達加速發展

2021-04-21 來源：中電網

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全球碳化硅技術領先企業科銳Cree, Inc. (Nasdaq: CREE) 宣布，推出多款碳化硅基氮化鎵（GaN-on-SiC）器件：WolfspeedCMPA901A020S、CMPA9396025S、CMPA801B030 系列。本次推出的器件采用MMIC技術，具備研發部署大型雷達系統所需的小型化、高效率、高可靠性、以及優異的功率密度等特點，可有效應對大型雷達所面臨的挑戰。

有源電子掃描陣列（AESA）系統愈來愈受到研發的青睞，該系統主要運用于大型機載平臺上，同時在陸地和海事細分市場也有采用。AESA 系統使用有源陣列，每個陣列擁有數百甚至數千根天線。每一根天線均有其各自的相位和增益控制。天線元件的間距通常為半波長，以減少近場中的暴露。AESA 雷達同時也常常需要在寬范圍的高頻率內擴散信號。這樣的頻率捷變可以讓雷達快速地搜索扇形區中的目標，同時保持隱蔽，并帶來更出色的抗干擾能力。這些要求為工程師們帶來了一定挑戰：每個天線元件必須足夠小型和輕量，同時要讓整體系統尺寸和重量在空中和海上使用時可控。

賦能技術：GaN

GaN能夠幫助雷達設計者克服功率、散熱、重量和尺寸、以及成本效益等諸多挑戰，其具備寬的能帶隙，擁有極高的臨界擊穿電場；具備出色的高溫可靠性、出眾的高供電電壓下的魯棒性，以及優異的功率密度。將碳化硅（SiC）作為 GaN的襯底，能實現較低的熱膨脹、較低的晶格失配，以及出色的熱導率，進而充分發揮GaN 的特性。

高性能關鍵

單片微波集成電路（MMIC）能將多個元件的完整功能模塊制造在單個設備中，進而提高電路密度。MMIC采用方形扁平無引腳（QFN）封裝，能夠帶來進一步降低成本和減小尺寸的優勢。由于 QFN 封裝采用短鍵合引線，有助于降低引線電感，其暴露在外的銅裸芯片焊盤提供出色的熱學性能。本次科銳推出的器件就是基于上述技術：

Wolfspeed的CMPA901A020S器件采用6 × 6mmQFN封裝，是一款 20W 的GaN-on-SiC高功率放大器，能夠在 9GHz至10GHz頻率范圍內工作，適用于海洋氣象雷達這樣的脈沖雷達應用。該放大器擁有三級增益，能夠提供大于 30dB 的大信號增益和大于 50% 的效率，能夠滿足更低的系統直流功率要求，并為簡化系統熱管理解決方案提供支持。

今天推出的另一款GaNMMIC 是CMPA9396025S ，其能夠集成諸多技術，帶來SWaP-C 改進的最大化。該三級器件針對9.3-GHz 至 9.6-GHz工作而設計，采用 6 × 6mmQFN 封裝，在 100-μs 脈沖寬度、占空比為 10% 條件下的功率為 25W。

MMIC 放大器中的CMPA801B030 系列在 7.9-GHz 到 11-GHz 頻率范圍內工作，能夠支持在 X-波段中實現更寬的帶寬和更高的功率。其輸出典型值高達 40W，大信號增益大于 20dB，功率附加效率達 40%。該產品系列采用 7 × 7mm 的塑料二次注塑成型 QFN，同樣提供裸芯片和 10引腳金屬/ 陶瓷安裝凸緣 flanged 封裝，從而帶來更出眾的電氣性能和熱學性能。