Ampleon Kosteneffektive LDMOS-Transistoren für RF Energy

LDMOS-Transistoren weisen gegenüber den neuen GaN-Typen immer noch einige Vorteile auf, weshalb Ampleon in der RF Energy auf diese Typen setzt.

»Die LDMOS-Technologie wird ständig weiter entwickelt; über die vergangenen mehr als 15 Jahre hat sich sehr viel getan«, sagt Dr. Fred von Rijs, Senior Director LDMOS Program und Senior Principal RF Architect von Ampleon. »Die CMOS-Technik von heute sieht ja auch etwas anders aus als die vor 20 Jahren.« Heute finden sich LDMOS-Transistoren vor allem in Basisstationen, wo sie auf einen Anteil von praktisch 100 Prozent kommen. Sie decken hier einen weiten Energiebereich von 5 W bis 500 W und einen weiten Frequenzbereich von 0,4 bis 3,8 GHz ab. Die Anwender erwarten eine Lebenszeit von 20 Jahren bei höchster Performance.

Ein weiterer interessanter Markt für LDMOS-Transistoren sind Digitalfernseher, in denen sie auf einen Anteil von rund 70 Prozent kommen. Hier ist ihre Robustheit (65:1 VSWR) gefragt; die Frequenzen liegen bei unter 100 MHz bis 800 MHz bei 2,5 W bis 1,8 kW. Deshalb stellt Ampleon die LDMOS-Transistoren in hohen Stückzahlen auf 8-Zoll-Wafern her. Das Schöne daran: Dazu ist keine dedizierte Linie erforderlich. Denn die 8-Zoll-Wafer durchlaufen einen 0,14-µm-CMOS-Prozess in Fabs von Ampleon in Taiwan und Europa, parallel mit Wafern, auf denen CMOS-ICs für ganz andere Märkte gefertigt werden. »Das ist ein sehr großer Vorteil, denn die Fertigung der LDMOS-Transistoren erfordert keinerlei Spezialprozesse und ist damit sehr kostengünstig«, erklärt Dr. Fred van Rijs.

Außerdem konnte Ampleon (zunächst Philips, dann NXP und nach dem Merger mit Freescale als Ampleon ausgegliedert) zahlreiche LDMOS-Varianten entwickeln, die jeweils auf besondere Anforderungen zugeschnitten sind, etwa die sehr robusten Typen der Gen6XR-Familie, die 50-V-Typen der Gen9HV und die 12-V-Typen der Gen9LV, die für den Einsatz in kleinen Zellen vorgesehen sind. Welche Fortschritte die LDMOS-Technik allein über die letzten Jahre gemacht hat, zeigt der Wirkungsgrad. Lag er 2014 noch bei 50 Prozent, so ist er seitdem kontinuierlich über 52 und 61 Prozent auf 68,5 Prozent in diesem Jahr gestiegen.

Deshalb ist Dr. Fred van Rijs auch sehr optimistisch, die speziellen Anforderungen der RF Energy zu erfüllen zu können. Die hohe Linearität, die in Basisstationen gefordert wird, ist im Bereich der RF Energy beispielsweise eher unwichtig. Sehr wichtig ist hingegen ist, dass Ampleon laut van Rijs in der Lage ist, die LDMOS-Transistoren zu den Kosten zu fertigen, die die neuen Kunden erwarten, die häufig aus dem Konsumgüterbereich kommen. Dass LDMOS-Transistoren bereits in Mikrowellenöfen auf Basis von RF Energy arbeiten, zeige, dass dies bei Weitem keine rein theoretischen Erwägungen sind.