“GaN－do Singapore”和面向绿色网络的利基5G半导体技术

当今的电信基础架构设计需要与应用最匹配的几个标准的技术，包括热量、速度、功率、效率、尺寸和成本。这些考虑因素以及实现更“绿色”通信网络的目标需要解决，这意味着与4G相比，技术人员和基站运营商必须应对功率需求可能增加70％的问题。

自1990年代以来，氮化镓（GaN）就用于太空应用，通信系统和有源电子扫描阵列（AESA）雷达。

氮化镓（GaN）是一种宽带隙半导体材料，以其高水平的导热性、热容量和硬度而闻名，将在5G网络中超越传统半导体材料，在更高的温度和更长的使用寿命下可靠地运行，其在航空航天和国防应用中的著名适用性将使它广为人知。需要更高频率、紧密集成和最低实现成本的应用。

此外，通过其低压功能提供的功率效率不可避免地进入了手机、汽车、可再生能源以及受益于小型化和无线应用的各种用户应用中，特别是在医疗保健领域。

GaN满足两个关键标准：提高输出功率，同时保持较低的成本和能耗，创建“绿色网络”效应，扩展到高增长用例领域和可持续性需求。

但是，实现这一目标的关键挑战在于GaN的大规模商业化。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术（用于满足各种5G和可持续性要求）意味着GaN制造商需要提供涵盖多种频率和功率水平的几种变化。

IGSS GaN Pte Ltd（IGaN）是目前新加坡国内唯一具有GaN商业化能力的半导体公司，也是世界上少数具有成熟GaN铸造能力的公司之一，它为本地行业参与者利用基础设施、供应链，以及使GaN技术在大规模生产中更便宜的专有技术。

IGaN将其与在该技术领域花费了大约10到15年的新加坡研究机构和大学的合作关系与公司的内部开发工作和知识产权相结合，以制造各种直径（4”，6”和8”）的外延片。

IGaN的铸造工艺在推动产品发展，增强新加坡和东南亚作为大批量竞争性GaN技术的全球目的地的地位方面具有自然地位。

GaN满足5G标准以超越可持续发展目标

在全球范围内，预计5G用户数量将从2019年的不到2亿激增至2023年的10．2亿（《财富》，2020年2月）。根据爱立信的一份报告（2019年6月），到2024年5G将达到45％的人口覆盖率和19亿用户，这使其成为有史以来在全球范围内推出的最快的一代通信技术。

这些变化是如此巨大，以至于IHS Markit预测5G将在2035年实现13．2万亿美元的全球经济产出，作为工作流程变革的催化剂，为竞争性经济优势建立一套新的规则。

诺贝尔奖获得者天野广史（Hiroshi Amano）认为，基于GaN的设备将在物联网、5G通信和能源互联网（IoE）中扮演重要角色，包括设备的无线供电和功率转换功能（用于太阳能和风能、电动汽车、快速充电要求等）。

似乎在不那么遥远的城市化未来中，汽车、设备和生产机器将加入网络。另一方面，5G的低延迟可提高视频图像的质量和可靠性，从而达到增强现实和虚拟现实应用的范围，从教育到机器人手术、远程医疗、零售、自我维持的长者以及沉浸式和基于云的应用游戏等将反过来通过数字包容性推动创新和向上的社会流动性。

在基于5G的应用中整合GaN技术还将加快关键的气候变化目标，包括新加坡实现零温室气体排放的愿景。氮化镓在清洁能源和减少数据中心能源消耗方面的实用性加速发展，数据中心是这里最大的碳排放大国之一，不可否认，经济已成为安全性和弹性5G应用创新的全球5G领先者，收取社会经济利益。最近的头条新闻指出，这是世界各地的热门话题。

在可持续性方面，GSMA 2019年的一项研究显示，移动行业对联合国所有17个可持续发展目标（UN SDG）的贡献不断增加。该协会恰当地指出：“随着农村模式和可负担性的扩大，互联网普及率已达到全球约四分之三的人口，政府、企业和非政府组织可以共同努力实现联合国的可持续发展目标，尤其是在良好的健康、福祉、优质的教育、性别平等和气候行动。”这是GaN制造商最有希望的一部分。