全国首个100nm高性能氮化镓流片PDK平台

作者：爱集微 03-23 22:47

来源：九峰山实验室 #氮化镓#

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九峰山实验室氮化镓PDK研发团队

近日，九峰山实验室发布国内首个100nm硅基氮化镓商用工艺设计套（PDK），性能指标达到国内领先、国际一流水平。作为全球第二个、国内首个商用方案，其技术指标可支撑高通量Ku/Ka频段低轨卫星通信，能够满足下一代移动通信、商用卫星通信与航天领域、车联网及工业物联网、手机终端等多领域对高频、高功率、高效率氮化镓器件的需求，推动我国相关领域器件从“进口替代”迈向“技术输出”。

PDK（Process Design Kit，工艺设计套件）是半导体制造中不可或缺的工具包。它为芯片设计者提供工艺参数、器件模型、设计规则等关键信息，快速实现从电路设计到实际制造的转化，是连接芯片设计与制造的“桥梁”。

近年来，随着人们对高速率、低延迟通信需求的急剧增长，通信技术正经历着快速迭代。在这一背景下，市场对高性能氮化镓（GaN）器件的需求显著提升。其中硅基氮化镓（GaN-on-Si）技术凭借其高效率、高功率和高频率的优异性能，同时兼具硅基大尺寸、低成本的优势，成为高频高通量通信领域（如商用卫星通信）最具潜力的主流解决方案之一，也是全球各国竞相争夺的技术高地。

硅基氮化镓要在商业化应用中取得突破，离不开强大的PDK设计套件支持。九峰山实验室发布的这款PDK是国内首个100 nm硅基氮化镓商用工艺设计套（PDK），已获得多项自主知识产权。其核心技术优势体现在：

01跨代际开发

为满足高通量卫星通信等场景对更高传输速率和更大带宽的需求，跳过150 nm以下节点，采用100 nm栅长技术，显著提升器件的截止频率，使其能够覆盖DC到Ka波段的毫米波频段应用。

02高性能

通过外延和器件结构设计，有效降低电流崩塌，减小接触电阻，提高器件效率，这一系列技术突破使应用终端在功耗和功率密度方面得到显著提升。

03低成本

硅基氮化镓技术既结合了氮化镓材料的高频、高功率和高效率性能优势，又兼具硅基价格优势，未来，该技术可向8寸及以上大尺寸拓展，与CMOS工艺兼容，实现成本的进一步降低。

#产业应用解读

近两年，随着“手机直连卫星”功能在国产手机上的陆续实现，卫星通信逐渐走入大众生活，让更多人体验到了其便利性。而硅基氮化镓技术在低轨商用卫星上的应用则完美契合人们对高速率、低延迟通信的预期。

不止是卫星通信，氮化镓器件在5G/6G通信、自动驾驶、车联网、物联网、智慧城市、航空航天领域都将扮演越来越重要的作用。一款具有知识产权的、功能强大的PDK设计套件为氮化镓器件的大规模市场化应用打牢了基础。