- 三菱電機發現水晶缺陷影響高頻氮化鎵晶體管穩定性。
- GaN 基板可有效抑制頻率擴散現象，改善晶體管性能。
- 新技術可能減少數位校正需求，降低設備功耗。
- 公司尚未提供具體數據或與其他技術的比較。
三菱電機表示，已識別出水晶缺陷如何使高頻氮化鎵（GaN）晶體管不穩定，並顯示出 GaN 基板能顯著抑制此影響。該公司於 11 月 9 日公佈了這一結果。這一現象被稱為頻率擴散，意指設備的電流及其他特徵隨著操作頻率而改變，因此設備在不同頻率下的反應並不一致，這使得其操作不穩定。為了補償，設備需要複雜的數位校正電路，該公司指出這將增加系統的體積並增加功率損耗。該公司表示，大多數 GaN 晶體管是通過在碳化硅（SiC）基底上生長薄的單晶 GaN 層來製造的，這種基底能有效導熱，因此製造商選擇它。
然而，這兩種材料的特性不同，因此在形成層時無法避免水晶缺陷。該公司指出，這些缺陷在高頻下會減慢電子的速度。
GaN 基板的優勢
在一項由日本環境省委託的項目中，該公司對完全由 GaN 製成的基板上的晶體管進行了特徵測試，這些基板可以單獨處理。根據三菱電機的發布，該公司將測量結果與一種新的電路分析方法相結合，該方法考慮了缺陷對外部信號的反應。自 2024 年以來，該公司一直參與該部門的 CO2 減排元件和材料項目，並表示日本企業在 GaN 基板方面具有特別優勢。該公司指出，測試顯示在 GaN 基板上可以抑制頻率擴散，並且所產生的晶體管具有平坦的頻率特性。
技術影響與應用前景
通俗地說，這意味著設備在不同頻率下的行為相同，因此可能需要較少的校正。這將使製造商能夠簡化過去必須使用的數位校正電路，從而幫助縮小高頻設備的體積並降低其功耗。
發布中並未提供關於頻率擴散降低程度或晶體管測試的具體數據。該公司指出，工業微波加熱系統可用於化學回收，將廢塑料轉換回化學原料，還提到了 5G 和 6G 基站以及雷達系統。該領域對高功率、高效率 GaN 晶體管的需求在近年來迅速上升。然而，仍有幾個要點尚未確認。所有聲稱均來自該公司，且發布中未提供設備規格或與 GaN-on-SiC 晶體管的比較數據。發布中未提及該研究是否經過同行評審，亦未提供商業產品的時間表，且未提及研究人員的姓名及測試的頻率範圍。
該公司聲稱其研究是全球首創，這是基於其於 10 月 26 日通過 Google Scholar 搜索找到的 156 篇論文進行的自我評估。發布中也未提及 GaN 基板在散熱方面與 SiC 的比較，這正是 SiC 成為標準的原因。
三菱電機計劃於 2026 年 11 月 8 日至 13 日在日本熊本城會議中心舉行的國際氮化物半導體研討會上發表詳細資訊。該公司以發布編號 3953 公佈了這則消息。
三菱電機的技術突破與市場需求
隨著高功率、高效率 GaN 晶體管需求的上升，三菱電機的研究對於未來高頻設備的發展至關重要。該公司通過改進基板技術，解決了以往晶體管在高頻操作下的不穩定問題，這將有助於縮小設備體積並降低功耗，符合當前市場對於節能技術的需求。然而，缺乏具體數據和同行評審的透明度，可能會影響業界對其技術的信心。