能讯持续升级高性能氮化镓工艺平台，助推产学研融通创新
公司新闻 | 日期：2025-10-22 | 阅读：
近期，在国际顶级学术会议与权威期刊上，来自清华大学、复旦大学、电子科技大学的研究团队相继发表了多项射频功率放大器的重磅成果。这些工作均依托苏州能讯高能半导体有限公司（以下简称"能讯"）发布的 0.25 μm GaN工艺平台完成。清华大学：A GaN SLCG-Doherty-Continuum Power Amplifier Achieving > 38% 6dB Back-Off Efficiency over 1.35 to 7.6GHz
清华大学研究团队依托能讯0.25μm GaN工艺，在集成电路顶级会议ISSCC 2025发表关于超宽带高效率功率放大器的最新成果。该成果突破了传统Doherty功放带宽与回退效率难以兼顾的瓶颈，成功实现突破性的SLCG-Doherty-Continuum PA (SDCPA)架构。该芯片面积为 2.1×1.6mm²，在1.35–7.6 GHz 超宽频段内，分数带宽高达140%，在6 dB 回退点效率达38–56%，在7.5 dB 回退点效率也保持在 37–54%。复旦大学：Highly Efficient Doherty Power Amplifier With Peak/Backoff-Joint Matching
复旦大学团队依托能讯0.25μm GaN工艺，在权威期刊《Science China Information Sciences》发表了关于高效Doherty功率放大器的最新研究成果。该研究针对传统Doherty放大器在输出功率回退点效率不足的难题，创新性地提出了峰值/回退联合匹配技术。该Doherty 功率放大器在3.6 GHz峰值点实现了43.3 dBm饱和输出功率、69.3%的漏极效率（DE）、60.1%的功率附加效率（PAE），并在8.5 dB回退点下实现了52.9%的DE和48.7%的PAE。电子科技大学：A 0.03 to 6 GHz Gallium Nitride Monolithic Microwave Integrated Circuit Power Amplifier with Improved OIP3/Pdc using Nonlinear Cancellation
电子科技大学团队依托能讯0.25μm GaN工艺，在《Chinese Journal of Electronics》发表了高线性度功率放大器成果。研究通过非线性抵消理论与栅极偏置优化，突破了传统超宽带高功率放大器效率与线性度的权衡。在2.6 GHz下，三阶互调最优点（IM3-S）调至0.9 dB OBO时实现-33.8 dBc 的IM3、39.5 dBm 的Pout、41%的PAE；在5.6 GHz下，IM3-S调至2.2 dB OBO时实现-35.6 dBc 的IM3、37.7 dBm的 Pout、52% 的PAE 。两频点下OIP3/Pdc分别达到39和128。
能讯将自身定位为先进射频氮化镓制造中心，这些成果的发表展示了其 0.25 µm GaN工艺平台（DG25xx系列）在超宽带、高效率及高线性功放设计中的突出优势，也彰显了产业与学术协同创新的价值。
能讯于2025第一季度推出了最新的DG2503平台，平台在DC-18GHz频段内综合性能出众。该平台采用0.25 µm制程，以4吋SiC为衬底，减薄厚度为75 µm，在28V应用电压条件下，其功率放大器（PA）的阈值电压（Vth）为-2.8V，饱和电流（Imax）达1350 mA/mm，击穿电压超200V。PA在10GHz及18GHz两个典型应用频点的射频大信号性能如表一所示；图一展示了10GHz、18GHz最大效率（MXE）匹配点的大信号功率扫描曲线，值得一提的是，加入二次谐波匹配后，10GHz及18GHz的功率附加效率（PAE）分别达到了80.4%和69.7%，在行业中展现了较强的竞争力。
表一：DG2503平台10GHz、18GHz射频大信号性能
图一 (a) 10GHz MXE点功率扫描曲线（b）18GHz MXE点功率扫描曲线
回顾历史，能讯自2021年推出第一代0.25 µm线宽的工艺平台以来，平台的射频性能已经历多次迭代，以18GHz频点28V应用的性能为例，如图二所示，在未进行二次谐波匹配的情况下，平台PA漏极效率（DE）由50%提升至63%，同时，功率密度由6W/mm提升至7.7W/mm，提升幅度为28.3%，补充说明的是，这一过程中，其功率增益（Gp）也提升了2dB以上，从而实现了效率、功率密度、增益的全面提升。
图二 DG25xx系列平台性能演进情况
能讯的DG25xx系列工艺平台在注重性能的同时，更关注可靠性。GaN HEMT器件的Power droop问题一直以来都是行业痛点，即器件在使用过程中会遭遇功率退化的问题，严重的情况下退化幅度可超1dB。如图三所示，能讯通过自有技术，实现了对“Power droop”的抑制：器件在经历了504小时DC-HTOL（肖特基结温度225℃）的应力后，器件的功率几乎没有退化。这一成果的实现，对选择在能讯进行晶圆代工的客户无疑是更加友好的，代表着客户拿到的产品在使用过程中其性能将更加稳定。
图三 DG25xx系列平台DC-HTOL后功率退化情况
同时，经过建模技术的多次迭代，DG2503的模型的准确度也有了大幅的提升，显著提升了设计成功率。如图四所示，为某外部合作伙伴授权展示的宽带MMIC的设计仿真和实测对比数据。凭借模型的高准确度，该合作伙伴实现了一次设计流片即成功，降低了反复迭代的时间成本，加快了产品上市周期。目前DG2503的PDK中已包含功率放大器、低噪声放大器、射频开关器件等有源器件以及电容、电阻、电感等无源器件。
图四 DG2503平台MMIC设计仿真和实测对比案例
(a) PAE (b)Pout
未来，能讯将继续深化与国内外顶尖科研院所的合作，持续推进工艺技术的优化升级，朝着更高频率、更高功率密度、更高线性度的方向持续突破，为射频芯片产业的创新发展提供更加强大的技术支撑和平台保障。
苏州能讯高能半导体有限公司创立于2011年，总部位于江苏昆山高新区，是国内领先的射频氮化镓（GaN）芯片制造服务商。公司自主研发构筑了完整的氮化镓功率芯片技术体系，包括：外延生长、工艺开发、晶圆制造、封装测试及可靠性等方面，具有0.45μm、0.25μm、 0.15μm、0.1μm工艺制程能力。丰富的射频产品线覆盖了电信基础设施、射频能源、消费电子及各类通用市场的应用，为卫星通信、移动终端、气象雷达、宽频带通信等射频领域提供高效高功率半导体解决方案。
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