全球碳化矽技術領先企業科銳Cree, Inc. 近日宣佈，推出多款碳化矽基氮化鎵（GaN-on-SiC）器件：Wolfspeed CMPA901A020S、CMPA9396025S、CMPA801B030 系列。本次推出的器件採用MMIC技術，具備研發部署大型雷達系統所需的小型化、高效率、高可靠性、以及優異的功率密度等特點，可有效應對大型雷達所面臨的挑戰。
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X-波段（8 GHz 到 12 GHz）雷達是適用於商業導航的一個關鍵設備。除航空外，X-波段還廣泛部署於包括海上船舶交通管制、氣象監測、機場附近的鳥類活動監測以及防冰凍遙感等領域。
隨著X-波段有源電子掃描陣列（AESA）系統領域愈來愈受到研發的青睞，該系統主要運用於大型機載平臺上，同時在陸地和海事細分市場也有採用。AESA 系統使用有源陣列，每個陣列擁有數百甚至數千根天線。每一根天線均有其各自的相位和增益控制。天線元件的間距通常為半波長，以減少近場中的暴露。AESCirrus LogicA 雷達同時也常常需要在寬範圍的高頻率內擴散信號。這樣的頻率捷變可以讓雷達快速地搜索扇形區中的目標，同時保持隱蔽，並帶來更出色的抗干擾能力。這些要求為工程師們帶來了一定挑戰：每個天線元件必須足夠小型和輕量，同時要讓整體系統尺寸和重量在空中和海上使用時可控。
賦能技術：GaN
GaN能夠幫助雷達設計者克服功率、散熱、重量和尺寸、以及成本效益等諸多挑戰，其具備寬的能帶隙，擁有極高的臨界擊穿電場；具備出色的高溫可靠性、出眾的高供電電壓下的魯棒性，以及優異的功率密度。將碳化矽（SiC）作為 GaN 的襯底，能實現較低的熱膨脹、較低的晶格失配，以及出色的熱導率，進而充分發揮 GaN 的特性。
高性能關鍵
單片微波積體電路（MMIC）能將多個元件的完整功能模組製造在單個設備中，進而提高電路密度。MMIC採用方形扁平無引腳（QFN）封裝，能夠帶來進一步降低成本和減小尺寸的優勢。由於 QFN 封裝採用短鍵合引線，有助於降低引線電感，其暴露在外的銅裸晶片焊盤提供出色的熱學性能。
本次科銳推出的器件就是基於上述技術：
Wolfspeed的CMPA901A020S 器件採用 6 × 6 mm QFN 封裝，是一款 20W 的GaN-on-SiC高功率放大器，能夠在 9 GHz 至 10 GHz 頻率範圍內工作，適用於海洋氣象雷達這樣的脈衝雷達應用。該放大器擁有三級增益，能夠提供大於 30 dB 的大信號增益和大於 50% 的效率，能夠滿足更低的系統直流功率要求，並為簡化系統熱管理解決方案提供支持。
另一款GaN MMIC 是CMPA9396025S ，其能夠集成諸多技術，帶來尺寸、重量、功率和成本（SWaP-C）改進的最大化。該三級器件針對 9.3-GHz 至 9.6-GHz 工作而設計，採用 6 × 6 mm QFN 封裝，在 100-µs 脈衝寬度、占空比為 10% 條件下的功率為 25 W。
MMIC 放大器中的CMPA801B030 系列在 7.9-GHz 到 11-GHz 頻率範圍內工作，能夠支持在 X-波段中實現更寬的帶寬和更高的功率。其輸出典型值高達 40 W，大信號增益大於 20 dB，功率附加效率達 40%。該產品系列採用 7 × 7 mm 的塑膠二次注塑成型 QFN，同樣提供裸晶片和 10 引腳金屬 / 陶瓷安裝凸緣 flanged 封裝，從而帶來更出眾的電氣性能和熱學性能。
▲ CMPA801B030提供裸晶片和高度緊湊型封裝，帶來SWaP-C改進的最大化
（備註：以上所列所有器件 ECCN均為3A001.b.2）
上述此類GaN器件有利於推動迅速增加的各類平臺更快速地採用 AESA 雷達，而雷達系統的 GaN 開支也將快速增長。
