“GaN－do Singapore”和面向綠色網(wǎng)絡的利基5G半導體技術

當今的電信基礎架構設計需要與應用最匹配的幾個標準的技術，包括熱量、速度、功率、效率、尺寸和成本。這些考慮因素以及實現(xiàn)更“綠色”通信網(wǎng)絡的目標需要解決，這意味著與4G相比，技術人員和基站運營商必須應對功率需求可能增加70％的問題。

自1990年代以來，氮化鎵（GaN）就用于太空應用，通信系統(tǒng)和有源電子掃描陣列（AESA）雷達。

氮化鎵（GaN）是一種寬帶隙半導體材料，以其高水平的導熱性、熱容量和硬度而聞名，將在5G網(wǎng)絡中超越傳統(tǒng)半導體材料，在更高的溫度和更長的使用壽命下可靠地運行，其在航空航天和國防應用中的著名適用性將使它廣為人知。需要更高頻率、緊密集成和最低實現(xiàn)成本的應用。

此外，通過其低壓功能提供的功率效率不可避免地進入了手機、汽車、可再生能源以及受益于小型化和無線應用的各種用戶應用中，特別是在醫(yī)療保健領域。

GaN滿足兩個關鍵標準：提高輸出功率，同時保持較低的成本和能耗，創(chuàng)建“綠色網(wǎng)絡”效應，擴展到高增長用例領域和可持續(xù)性需求。

但是，實現(xiàn)這一目標的關鍵挑戰(zhàn)在于GaN的大規(guī)模商業(yè)化。硅上的GaN（Si上的GaN）和碳化硅上的GaN（SiC上的GaN）外延晶片及其所需的制造技術（用于滿足各種5G和可持續(xù)性要求）意味著GaN制造商需要提供涵蓋多種頻率和功率水平的幾種變化。

IGSS GaN Pte Ltd（IGaN）是目前新加坡國內唯一具有GaN商業(yè)化能力的半導體公司，也是世界上少數(shù)具有成熟GaN鑄造能力的公司之一，它為本地行業(yè)參與者利用基礎設施、供應鏈，以及使GaN技術在大規(guī)模生產(chǎn)中更便宜的專有技術。

IGaN將其與在該技術領域花費了大約10到15年的新加坡研究機構和大學的合作關系與公司的內部開發(fā)工作和知識產(chǎn)權相結合，以制造各種直徑（4”，6”和8”）的外延片。

IGaN的鑄造工藝在推動產(chǎn)品發(fā)展，增強新加坡和東南亞作為大批量競爭性GaN技術的全球目的地的地位方面具有自然地位。

GaN滿足5G標準以超越可持續(xù)發(fā)展目標

在全球范圍內，預計5G用戶數(shù)量將從2019年的不到2億激增至2023年的10．2億（《財富》，2020年2月）。根據(jù)愛立信的一份報告（2019年6月），到2024年5G將達到45％的人口覆蓋率和19億用戶，這使其成為有史以來在全球范圍內推出的最快的一代通信技術。

這些變化是如此巨大，以至于IHS Markit預測5G將在2035年實現(xiàn)13．2萬億美元的全球經(jīng)濟產(chǎn)出，作為工作流程變革的催化劑，為競爭性經(jīng)濟優(yōu)勢建立一套新的規(guī)則。

諾貝爾獎獲得者天野廣史（Hiroshi Amano）認為，基于GaN的設備將在物聯(lián)網(wǎng)、5G通信和能源互聯(lián)網(wǎng)（IoE）中扮演重要角色，包括設備的無線供電和功率轉換功能（用于太陽能和風能、電動汽車、快速充電要求等）。

似乎在不那么遙遠的城市化未來中，汽車、設備和生產(chǎn)機器將加入網(wǎng)絡。另一方面，5G的低延遲可提高視頻圖像的質量和可靠性，從而達到增強現(xiàn)實和虛擬現(xiàn)實應用的范圍，從教育到機器人手術、遠程醫(yī)療、零售、自我維持的長者以及沉浸式和基于云的應用游戲等將反過來通過數(shù)字包容性推動創(chuàng)新和向上的社會流動性。

在基于5G的應用中整合GaN技術還將加快關鍵的氣候變化目標，包括新加坡實現(xiàn)零溫室氣體排放的愿景。氮化鎵在清潔能源和減少數(shù)據(jù)中心能源消耗方面的實用性加速發(fā)展，數(shù)據(jù)中心是這里最大的碳排放大國之一，不可否認，經(jīng)濟已成為安全性和彈性5G應用創(chuàng)新的全球5G領先者，收取社會經(jīng)濟利益。最近的頭條新聞指出，這是世界各地的熱門話題。

在可持續(xù)性方面，GSMA 2019年的一項研究顯示，移動行業(yè)對聯(lián)合國所有17個可持續(xù)發(fā)展目標（UN SDG）的貢獻不斷增加。該協(xié)會恰當?shù)刂赋觯骸半S著農(nóng)村模式和可負擔性的擴大，互聯(lián)網(wǎng)普及率已達到全球約四分之三的人口，政府、企業(yè)和非政府組織可以共同努力實現(xiàn)聯(lián)合國的可持續(xù)發(fā)展目標，尤其是在良好的健康、福祉、優(yōu)質的教育、性別平等和氣候行動�！边@是GaN制造商最有希望的一部分。