Esta semana, NXP inauguró su propia fábrica de GaN de 150 mm (6 pulgadas) construida en Arizona, enfocada principalmente en el mercado de infraestructura de comunicaciones para sistemas inalámbricos 5G, con una futura transición tecnológica a 6G en mente.
En una entrevista con EE Times, el vicepresidente ejecutivo y gerente general de NXP, Paul Hart, señaló que las capacidades internas son esenciales para satisfacer el crecimiento del mercado de RF de telecomunicaciones. “La estabilidad del suministro es una de las razones por las que tenemos nuestra propia fábrica porque necesitamos que la tecnología GaN evolucione más rápido durante la próxima década. Queríamos apropiarnos de esa tecnología por el bien de ella, y necesitábamos diferenciarnos para ser éxito en el mercado.”
La nueva fábrica de 150 mm respaldará la expansión de la infraestructura de comunicaciones avanzada en los mercados industrial, aeroespacial y de defensa. Hart también explicó que la nueva instalación cuenta con sistemas de control de calidad de última generación, todos conectados a las mismas fábricas de silicio en el mismo campus.
La ceremonia de apertura contó con discursos y comentarios de ejecutivos de NXP y funcionarios del gobierno federal, estatal y local. En su discurso de apertura, el CEO de NXP señaló que esto marca el comienzo de una nueva era para NXP como parte integral de la tecnología GaN para el futuro de 5G.
La nueva fábrica de GaN de NXP, con sede en Chandler, Arizona, actualmente está calificado para la gama completa de productos en el mercado y se espera que alcance su capacidad máxima para fines de 2020. Hart dijo que NXP ha invertido alrededor de $ 100 millones y fue una renovación de un sitio existente. . “La fábrica se utilizó en varios pasos finales. Debido a su ubicación y al hecho de que muchos expertos en GaN dentro de NXP ya estaban basados en Chandler, pudimos aprovechar las capacidades existentes que ya estaban allí. Pude hacerlo”.
Características de GaN para 5G
5G aumentará exponencialmente la densidad de las soluciones de RF requeridas. Por lo tanto, es imperativo reducir el consumo de energía. Transistor de potencia GaN Se han convertido en el santo grial, ya que pueden ofrecer el mejor rendimiento.
NXP ha optimizado la tecnología GaN para mejorar el confinamiento de electrones en los semiconductores para garantizar una alta linealidad y bajos efectos de memoria.
Esta nueva estructura permitirá a NXP vigilar el futuro de la tecnología, donde está en juego el crecimiento de la frecuencia, no solo para 5G sino también para las futuras telecomunicaciones 6G. El pensamiento detrás de esto es el mismo que el de Motorola, dijo Hart. ”
Ceremonia de apertura
A lo largo de los años, NXP ha perfeccionado su tecnología al ofrecer nuevas soluciones de GaN desde 2014. Desde entonces, un proceso único logrado en 2016 ha permitido una alineación más estrecha entre la tecnología y el desarrollo de productos. Tecnología de punta a un ritmo bastante rápido. ”
Hart agrega: Hemos sido el líder del mercado en esta área desde mediados de la década de 1990, utilizando soluciones de silicio LDMOS como nuestra tecnología preferida. Y con esta tecnología, desarrollamos un nuevo nodo, una nueva generación cada 18 a 24 meses, brindando más eficiencia, más linealidad y mejor rendimiento. Y debido a que fue un viaje que entrelazó la ingeniería de sistemas, la ingeniería de productos y la tecnología de dispositivos, nuestros productos estaban realmente alineados con la industria de las comunicaciones en evolución. Y así es como abordamos el futuro desarrollo de GaN, y por eso hemos hecho esta gran inversión en una nueva fábrica. ”
Los productos insignia de la nueva fábrica de GaN son los amplificadores de potencia de RF para la infraestructura inalámbrica 5G, que requieren soluciones de cobertura de antena MIMO de 32 o 64 elementos en configuraciones de radar de matriz en fase, así como soluciones de antena tradicionales de orden bajo y alta potencia.
“La mayoría de los despliegues no solo apuntarán a 3,5 GHz, el amplio rango de frecuencia global de 5G, sino también a los rangos de frecuencia más bajos de las bandas de telecomunicaciones tradicionales, como 1,8 GHz y 2,1 GHz”, dijo Hart. “Esto es lo que estamos haciendo con nuestros productos de silicio en la actualidad. También tenemos productos de GaN en este espacio que hemos fabricado a través de nuestros socios de fundición porque la tendencia general que se ve en el mercado actual exige más potencia.
“Las radios 5G admitirán anchos de banda mucho más altos para permitir velocidades de datos más altas, anchos de banda más altos y diversidad de antena avanzada”, agregó. “La potencia es importante si desea mantener la misma cobertura en anchos de banda más altos. El objetivo es aumentar la potencia de transmisión sin aumentar el tamaño o el peso de las radios en la parte superior de la torre.
“Para ser eficientes y mantener la energía en funcionamiento, necesitamos usar GaN porque sus propiedades permiten el proceso y justifican la inversión”, dijo Hart.
“Para la fábrica, estamos fabricando pHEMTS de nitruro de galio en carburo de silicio”, continuó. “Nos estamos enfocando en sustratos de carburo de silicio porque creemos que le da al nitruro de galio la mayor eficiencia y la mejor gestión térmica. Tenemos el mismo sistema de calidad que usamos en nuestra fábrica, la mayor parte de nuestra producción de GaN en SiC es de 100 mm.
“Nuestro flujo de fabricación establece tres o cuatro puntos de prueba durante el proceso de fabricación para monitorear tanto los parámetros de semiconductores estándar como las pruebas especializadas que monitorean los niveles de efecto de memoria”, dijo Hart. “La estructura del material, la estructura reticular del nitruro de galio en el carburo de silicio, claramente no es tan uniforme como el silicio y puede crear estos efectos de memoria, lo que puede degradar significativamente el rendimiento de los sistemas de comunicación. Por lo tanto, creamos una serie de patentes en pruebas de línea para monitorear estos comportamientos y asegurarnos de que estamos creando GaN de la más alta calidad para 5G”.
primera oblea llena
“Planeamos lanzar alrededor de 10 productos nuevos para fin de año y esperamos que la fábrica esté completamente operativa a principios de 2021”, dijo Hart. “Si nuestra hoja de ruta se ejecuta bien, nuestros clientes podrán reducir significativamente el tamaño de la caja, la radio, el peso y el costo. Comenzarán en áreas urbanas y suburbanas más densas y luego incluirán soluciones que cubran áreas más grandes”.
El movimiento estratégico de NXP para construir una fábrica interna de GaN aprovecha su experiencia central en el desarrollo de infraestructura celular durante los últimos 25 años para vincular más estrechamente la innovación con el rendimiento del sistema inalámbrico. La fábrica servirá como centro de innovación que facilitará la colaboración entre la fábrica y el equipo de I+D in situ de NXP. Los ingenieros de NXP ahora pueden desarrollar, validar y proteger las invenciones de dispositivos GaN actuales y de generaciones futuras más rápido, reduciendo los tiempos de ciclo y acelerando el ritmo de la innovación futura.
Hart enfatizó que la empresa tiene en mente la escalabilidad. “La transición tecnológica de 5G a 6G ocurrirá en los próximos ocho a diez años. La tecnología y los conjuntos de herramientas de GaN ahora se construyen teniendo en cuenta la transición de frecuencia de 3,5 GHz a 15 GHz. Tenemos un plan de GaN para esto”.
este artículo Publicado originalmente en la publicación hermana EE Times.