Finwave让GaN为5G做好准备

英国全球移动通信系统GSMA预测，到2025年，5G网络可能覆盖全球三分之一的人口，连接数约为12亿。这对移动行业的影响将是深远的，许多半导体初创公司都没有忘记这一事实，他们争相提供电信行业追求更高速度和效率所需的技术。

一个明显的例子是总部位于美国的Finwave Semiconductor，它是麻省理工学院的衍生公司，最初叫Cambridge Electronics，经过十年的安静发展，已经崭露头角并重新命名，将其高效率、高线性度GaN器件商业化。Finwave在今年6月宣布要“彻底改变5G通信的未来”，还刚刚获得了1220万美元的A轮融资，以扩大其团队、加快产品开发以将其基于FinFET的GaN晶体管迅速推向市场。

正如来自Fine Structure Ventures的首席融资人Jennifer Uhrig当时所说：“Finwave的技术开启了5G的承诺......该公司将一流的功率放大效率与大批量制造相结合，克服了共同阻碍了毫米波被广泛采用的性能和成本限制。”

坚实的基础

鳍式场效应晶体管(FinFET)——具有多栅极架构和纳米尺寸的鳍形通道——并不新鲜。由于卓越的栅极控制和减少的短沟道效应，随着过去十年CMOS技术节点的缩小，硅FinFET已广泛用于数字和存储器应用。

然而，与此同时，世界各地的研究人员也开发了用于高压、高频射频和功率应用的GaN FinFET，最近也出现了GaN-on-silicon FinFET。而这正是至少对于5G而言，该技术具有巨大吸引力的地方。

正如Finwave首席执行官兼联合创始人Bin Lu指出的那样，3D鳍片结构正是GaN晶体管提高效率和线性度以满足5G要求所需要的。“我们早在2007年就开始在MIT研究GaN-on-Si器件，然后决定借用硅FinFET架构并将其引入GaN，这样我们就可以真正缩小晶体管的栅极长度，”他说，“在此过程中，我们发现了GaN FinFET的一些独特之处，包括减少的短沟道效应和改善的晶体管线性度。”

在此期间，Lu及其同事也在可制造性方面投入了大量时间和精力，最初在1cm2试样上制造结构，并开创了他们所谓的etch-stop Barrier结构，逐步将该技术扩大到6英寸和8英寸Si CMOS制造。自2021年秋季以来，在ARPA-E SCALEUP（为具有未开发潜力的领先能源技术播种关键进步）项目的支持下，他们率先与行业的主要外延片供应商和合作伙伴合作，将他们的FinFET工艺转移到位于美国的8英寸硅片制造厂。

行业经验

从一开始，Lu就与公司的联合创始人Tomas Palacios教授密切合作，但在过去一年左右的时间里，关键的行业资深人士也加入了他们。射频SOI先驱Peregrine Semiconductor的前首席执行官Jim Cable担任了首席战略官，而同样来自Peregrine和International Rectifier的Ian Warbrick则担任首席运营官。曾任美国Soitec总裁兼首席运营官以及英特尔、英飞凌和高通副总裁的Thom Degnan，也来该公司同时兼任销售和营销执行副总裁。

每个人都很高兴成为Finwave的一员，他们在扩大生产和将新产品推向市场方面拥有丰富的经验。正如Cable所说：“这次旅程与过去的旅程相似——我们正在将一种新材料带入大批量市场。”根据Degnan的说法：“我们采取了一种非常有条理、目标明确的方法——我们已经确立了价值主张，制定了计划并执行了该计划——这是一支非常优秀的团队。”

展望未来，Cable相信公司的8英寸和最终的12英寸CMOS兼容工艺——不需要任何特殊工具——将至关重要。继8英寸研发工艺的GaNFinFET之后，他们现在预期在明年年中获得8英寸量产资格。

“最大的成本降低来自使用CMOS代工厂......我们的目标是真正将8英寸GaN投入大批量生产，”Cable强调说，“今天，外延生产者制造12英寸GaN-on-silicon是一个挑战——但也有人已经做到了。”

所有高管都认为，只有当市场能够支持12英寸量产时，过渡才会发生。尽管如此，Cable补充道：“Soitec投资了我们的A轮融资，它是世界上最好的材料公司。12英寸将会实现，没有根本的困难阻碍它实现，我认为我们可以在明年年底之前展示它。”

就他而言，Lu认为，现在绝对是将GaN-on-silicon FinFET晶体管推向市场的正确时机，它具有提高的线性度和降低的成本。“随着我们走向5G，每个人都在寻找更线性的技术，”他说，“GaN-on-silicon即将到来，它将在量产射频器件中占据主导地位，我们已拥有实现这一目标的关键技术。”

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