Projektbeschreibung
Halbleiter mit breiter Bandlücke jenseits von Silizium für Satellitenanwendungen
Galliumnitrid (GaN) und Siliziumkarbid (SiC) sind Halbleiter mit breiter Bandlücke, die sich durch eine hohe dielektrische Durchschlagsfeldstärke auszeichnen. Das hybride Material aus Galliumnitrid auf Siliziumkarbid besitzt mehrere Schlüsseleigenschaften, weshalb es sich für die Leistungselektronik besonders eignet. So hat es beispielsweise eine viel höhere Wärmeleitfähigkeit als Galliumnitrid auf Silizium, wodurch die Geräte mit viel höheren Spannungen und höheren Leistungsdichten betrieben werden können. Das EU-finanzierte Projekt SGAN-Next zielt darauf ab, einen Galliumnitrid-auf-Siliziumkarbid-Gießereiprozess in Europa sicherzustellen. Zum Konzeptnachweis werden die Forschenden robuste Festkörper-Leistungsverstärker, rauscharme Verstärker sowie Schaltvorrichtungen für den Einsatz in Satelliten entwickeln, die in einer niedrigen Erdumlaufbahn und einer geostationären Umlaufbahn fliegen. Ihre Betriebsfrequenzen werden das Frequenzband „Q“ (zwischen 33 GHz und 50 GHz) überschreiten.
Ziel
The main objective of SGAN-Next is to develop a fully European GaN on SiC foundry process and demonstrate outstanding performance at high frequency beyond Q-band, through the design of efficient and robust SSPA, LNA and switch devices for flexible LEO/GEO payloads. For this purpose, the project led by SENER as satellite equipment manufacturer, includes an epitaxy manufacturer (SweGaN), an industrial foundry (UMS), a research foundry (FBH) and two Universities (UNIBO and UAB). Moreover, the consortium count on the two main European satellite prime contractors (ADS and TAS) for the conceptual definition of services and the required system to answer market demand.
SGaN-Next aims to secure a European supply chain with GaN epitaxial wafers provided by SweGaN. For this new process, Q/V band power cells will be designed making use of novel processing modules and epitaxial concepts which reduce parasitic losses and increase thermal drain to heat sink. In parallel, UMS provides access to its 0.1-µm GaN technology (GH10-10), which will be optimized and submitted to a space qualification assessment through two runs available for MMICs design and validation. Microwave characterisation of GaN technology performance by model refinement and device characterisation will be addressed to improve MMIC design process along the project.
As highly efficient PAs are essential for Telecom active antennas with high number of active units, at least three PAs design concepts are proposed to answer the needs identified at equipment level. The efficiency has a critical impact on the extra power demanded to the system and the increased complexity to dissipate. On the reception side, a design of a LNA as well as a switch for robust RF front-end will be addressed. Last, but not least, packaging techniques will be evaluated for space use and finally, a demonstrator of an SSPA for actual antenna systems based on the designed MMIC’s will be developed and tested under space environmental conditions.
Wissenschaftliches Gebiet
Programm/Programme
Thema/Themen
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
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HORIZON-RIA - HORIZON Research and Innovation ActionsKoordinator
28500 ARGANDA DEY REY
Spanien