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面向 5G 通信基站用氮化镓基射频
器件
(一)项目背景 当前以硅、砷化镓为代表的第一和二代半导体接近其物理极限,以氮化镓、碳化硅为代表的第三代半导体是当前国际竞争热点,也是我国发展自主核心半导体产业、实现换道超车的难得机遇。氮化镓(GaN)特别适合制作高频、高效、高温、高压的大功率微波器件,是下一代通信、雷达、制导等电子装备向更大功率、更高频率、更小体积和抗恶劣环境(高温抗辐照)方向发展的关键技术。 目前氮化镓基射频器件已接近于商用,需解决从走出实验室到小量中试的最后“1 公里”,重点攻克其在可靠性工艺和量产稳定性的瓶颈。 以氮化镓、碳化硅为代表的第三代半导体是当前国际竞争热点,也是我国发展自主核心半导体产业、实现换道超车的难得机遇。 半导体作为信息时代的“粮食”,将成为 5G 基建、特高压、城际高铁和城际轨道交通、新能源汽车充电桩、大数据中心、人工智能、工业互联网等“新基建”七大领域发展的支柱性产业。而氮化镓为代表的宽禁带半导体先进电子器件,凭借其高效、高压、高温等优势,将在“新基建”中大放异彩,可以弥补传统半导体器件的技术瓶颈,满足更高性能器件要求。 (二)项目简介 5G 要求更高的数据传输速率,发射机的效率会出现指数级的下降。这种下降可以使用包络跟踪技术来修复,该技术已经在较新的 4G/LTE 基站以及蜂窝电话中采用。基站中的包络跟踪需要高速,高功率和高电压,这些只有使用 GaN 技术才能实现。诸如 GaN 助力运营商和基站 OEM 等实现了 5Gsub-6-GHz 和 mmWave 大规模 MIMO 的目标。 GaN 可以说为 5Gsub-6-GHz 大规模 MIMO 基站应用提供了众多优势:1、在 3.5GHz 及以上频率下表现良好,对比其他产品优势明显。2、GaN 的特性能转化为高输出功率,宽带宽和高效率。采用 DohertyPA 配置的 GaN 在 100W 输出功率下的平均效率达到 50%至 60%,明显降低了发射功耗。3、在高频和宽带宽下的效率意味着大规模 MIMO 系统可以更紧凑。4、可在较高的工作温度下可靠运行,这意味着它可以使用更小的散热器。 根据 Strategy Analytics 的数据,预计 5G 移动连接将从 2019 年的 500 万增长到 2023 年的近 6 亿。所以需求还将不断上涨。 根据Strategy Analytics的数据,预计5G移动连接将从2019年的500万增长到2023年的近6亿。所以需求还将不断上涨。 Efficient Power Conversion 的首席执行官兼联合创始人Alex Lidow 讨论5G时也说道:“基站中的包络跟踪需要高速,高功率和高电压,这些只有使用GaN技术才能实现。根据Yole Development公司发布的2018年度报告数据显示,随着全球整体数据流量的激增,我国5G产业将迎来大规模的需求增长。预计到2022年,我国5G基站规模将达到千亿市场,5G基站数量将达百万个。所以未来氮化镓基射频器件是5G通信基站收发端的核心。 氮化镓基射频器件是华为和中兴发展 5G 通信产业的核心器件,西安电子科技大学氮化镓射频器件研究团队自 2016 年起就与华为西安研究所、中兴西安研究所等国内主流5G通信公司协同攻关开展氮化镓基射频器件的研究,目前承担的流片服务项目合计约 500 万元。 2017 年,西安电子科技大学与西安市高新区、西电电气集团等联合成立“陕西半导体先导技术中心”,中心致力于推动陕西第三代半导体产业发展,促进以氮化镓为代表的射频器件、功率器件等加速产业化,2019 年团队向陕西半导体先导技术中心转让专利 35 项,作价 2000 万元,双方正在联合推进搭建第三代半导体中试平台,平台将会立足西安,服务全国,提升氮化镓基射频器件量产工艺可靠性,实现相关技术成果转化。 (三)关键技术 本项目由西安电子科技大学作为技术攻关的主要单位,制定技术路线,保障国家重大科技专项“高效 GaN 微波功率器件及可靠性研究”和“5G 移动通信 GaN 芯片可靠性机理研究”研究,与华为和中兴联合开展工程合作项目实施,加快解决器件工艺可靠性工程问题,重点开展氮化镓微波功率与太赫兹器件工程技术研究,突破高性能低缺陷外延材料生长、高效率高可靠氮化镓微波功率器件工艺技术等关键瓶颈问题,协助规模量产高效率 S-Ku 波段典型氮化镓功率器件和模块、5G 基站核心射频模块。
西安电子科技大学
2023-07-12
锂离子
电池
研究、固态
电池
、固态钠离子
电池
陈立泉院士 1940 年生于四川南充,1964 年毕业于中国科学技术大学物理系,同年到中国科学院物理研究所工作至今。2001 年 11 月当选为中国工程院院士,是专注中国锂电池第一人。他在中国率先开展锂电池及相关材料研究。在国内首先研制成功锂离子电池。解决了锂离子电池规模化生产的科学技术与工程问题,实现了锂离子电池的产业化。他曾是物理所高温超导材料研究的负责人和主要研究者,首次发现 70K 超导迹象,研制出液氮温区超导体并首次公布了材料成分。近年来,开展了全固态锂电池、锂硫电池、锂空气电池、室温钠离子电池和固体氧化物燃料电池中的物理化学过程及相关材料的设计、合成、表征、物理和电化学性能及其应用研究。为开发下一代动力电池和储能电池奠定了基础。发表论文 250 余篇,申报发明专利15 余项。 2021 年 1 月 17 日,陈立泉院士在中国电动汽车百人会论坛(2021)上表示:“目前液态锂离子电池的能量密度到了 300 瓦时/公斤,已经达到了一个极限。下一步或者新一代电池要发展固态电池,逐渐要过渡到全固态锂电池。同时我们还应该发展钠离子电池,它的电解质目前是液态电解质,下一步也要发展固态钠离子电池。”
中国科学技术大学
2021-04-13
有机薄膜电致发光
器件
自1987年美国柯达公司的邓青云C.W.Tang等人报导了有机电致发光以来,在全世界范围兴起了一场有机薄膜发光二极管研究热潮。有机薄膜发光二极管具有主动发光、响应快、全固体化、容易实现彩色化和驱动电压低等独特的优越性,是很有潜力的平板显示器,它将取代现在统治市场的液晶显示器。然而高亮度、长寿命和高效率的有机电致发光器件是人们一直梦寐以求的。 有机电致发光器件虽然发展非常迅速,发展规模也是空前的。但是为了得到高亮度、高效率和长寿命的有机电致发光器件,人们对有机电致发光中的一些问题并没有很好的解决,如由于目前空穴和电子传输层材料和制备工艺的限制,用普通有机电致发光器件的结构:ITO/空穴传输层/有机发光层/背电极,有如下一些问题:发光层与电极之间的互扩散,没有足够高的空穴和电子迁移率,以及注入的空穴与电子不够平衡等。这些问题限制了有机电致发光器的进一步改善,成为有机电致发光器件发展的重要瓶颈,无法制备性能优异的有机发光器件。 技术特点: 对有机薄膜电致发光器件的结构和电子传输层材料进行改进,从而有效提高有机薄膜电致发光器件的亮度、效率和寿命。 技术特点:是在透明电极上,依次制备空穴传输层、有机发光层、电子传输层、电子电势补偿层和背电极所组成薄膜结构有机电致发光器件,其特征在于:在有机发光层与电子电势补偿层之间加入电子传输层,电子传输层采用宽禁带无机材料。 该器件在有机发光层与电子电势补偿层之间加入无机电子传输层这种结构可以大大改善有机电致发光器件的发光层与电极之间的扩散,注入的空穴与电子的不够平衡等,使有机电致发光器件的发光亮度,效率和奉命得到提高。
北京交通大学
2021-04-13
纳米结构光电
器件
中试阶段/n该项目是采用纳米级别的加工制造技术制作具备纳米级尺度并且带有一定功能的光电子器件。纳米光电子器件的工作效率更快,能耗更低,具备强大的信息储存量,且体积和重量明显的变小。随着光电器件在通信、照明、传感器等领域上的运用,纳米光电器件的制备技术已经受到越来越重要的关注。该项目实现了一种低成本、大面积、易操作、高效的纳米结构制备工艺方法,可实现在各种材料表面纳米结构(50-500nm 直径纳米孔、纳
华中科技大学
2021-01-12
分立
器件
视觉检测系统
根据工业现场的实际特点,搭建了机器视觉的检测系统。采用优化的图像预处理、图像 分割、边缘信息提取及相关参数整定检测方案,对分立器件管脚几何参数进行判断,检测结 果达到企业的应用标准。采用标签图像预处理、分割、特征提取技术与 BP 神经网络特征识 别技术相结合,成功的解决了标签检测问题。该系统经工业现场应用,被证明可以达到企业 对于分立器件管脚几何形状的检测要求,得到了企业的肯定。
南京工程学院
2021-04-13
小型化原子
器件
成果创新点 主要技术创新路径(如涉及技术秘密,可简略描述): 利用多反射腔将原子磁力仪小型化的同时将检测灵敏 度提高一个量级,最终好于 50 fT/Hz1/2。引入微纳加工手 段,将产品标准化,从而可进行批量化生产。可进一步应 用于原子陀螺。 技术成熟度 关键技术研发阶段 市场前景 1.与医院合作用于生物磁场测量和可移动式磁成像; 2.共磁力仪用于惯性测量。
中国科学技术大学
2021-04-14
小型化原子
器件
主要技术创新路径(如涉及技术秘密,可简略描述): 利用多反射腔将原子磁力仪小型化的同时将检测灵敏度提高一个量级,最终好于 50 fT/Hz1/2。引入微纳加工手段,将产品标准化,从而可进行批量化生产。
中国科学技术大学
2023-05-16
新型光电材料与
器件
东南大学
2021-04-13
元
器件
综合管理系统
系统基于企业元器件管理需求,建立规范化的元器件基础信息资源库及EDA图库,为设计、采购、工艺、制造、质控等提供规范、完整、统一、全方位的元器件信息,解决企业元器件数据资源分散、复用性差、物料选型不当、成本控制难等核心痛点,为电子设备一体化设计提供强有力的数据信息支撑。
华质卓越生产力促进(北京)有限公司
2021-02-23
锂离子
电池
、钠离子
电池
钱逸泰院士,江苏无锡人,无机化学家,中国科学院院士。1962 年毕业于山东大学化学系。1997 年当选为中国科学院院士。2005 年起为山东大学胶体与界面化学教育部重点实验室学术委员会主任。2008 年当选英国皇家化学会会士。主要研究方向包括:1、新型过渡金属氧化物,无机非金属等纳米材料制备;2、石墨烯复合材料的自组装制备及应用;3、新型纳米材料及复合纳米材料在新能源领域的应用,如锂离子电池、钠离子电池、超级电容器等。近年来,钱逸泰领衔的资源循环与清洁能源创新团队从事锂离子电池电极材料化学制备的研究,发展了纳米硅等电极材料的简单合成技术,并被全球著名期刊《Nature Materials》作为亮点研究报道。2020 年重要锂电成果有:Energy Storage Materials:MXene 骨架上非晶液态金属成核晶种实现各向同性的锂成核和生长助力无枝晶锂负极Adv. Energy Mater.:通过改变阳离子溶剂化鞘结构在水系电解液中形成固态电解质界面Energy Storage Materials:室温液态金属的界面钝化实现 5 V 锂金属电池在商业碳酸酯基电解液中的稳定循环ACS Nano:商用合金和 CO 2 制备的二维硅/碳助力柔性 Ti 3 C 2 Tx-MXene 基锂金属电池
山东大学
2021-04-13
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