Northrop Grumman’ın pirinç tanesi kadar GaN çipi: 3 kat güç, 20 kat daha iyi sinyal ve çift işlev.

Northrop Grumman şirketi, yoğun radyo frekansı (RF) yüklerini daha az donanımla yönetmeyi hedefleyen yeni bir galyum nitrür (GaN) çipini tanıttı. FORTITUDE™ adlı bu çip, tek bir aygıt içinde sinyal anahtarlama ve süzme işlevlerini birleştirebiliyor; şirket, çipin üç kat daha fazla güç ve 20 kat daha iyi sinyal kalitesi sunduğunu belirtiyor. Askeri ve ticari uygulamalar için geliştirilen teknoloji, uydular, radar, GPS ve elektronik savaş gibi alanların yanı sıra gelecekteki 6G ağlarında da kullanılabilecek.

Çok sıkışık veya yoğun girişimin yaşandığı ortamlarda çalışan sistemlerde bu performansın kritik önemi olabilir. Şirketin potansiyel kullanım alanları arasında uydular, radar, GPS, elektronik savaş ve gelecekteki 6G ağları sayılıyor. Çip aynı zamanda boyut olarak pirinç tanesi kadar küçük bir paket içine sığabilecek ölçüde kompakt; bu dar iz alanı, mühendislerin daha büyük sistemler içindeki ağırlık ve güç taleplerini azaltmasına yardımcı olabilir.

GaN’a yeni yapı: Süperlatice teknolojisi

FORTITUDE, birden fazla ultra-ince katmandan inşa edilen patentli bir galyum nitrür yapısını kullanıyor. Northrop Grumman’ın “süperlatice” (üstlü kafes) olarak tanımladığı mimari, yük taşıyıcıların yarı iletken içindeki hareketini kontrol ederken yük yoğunluğunu artırıyor. Şirket, bu yapının standart GaN çiplerinin yaklaşık 10 katı yük taşıyabileceğini belirtiyor; daha yüksek yoğunluk, aygıtın fiziksel boyutu büyütülmeden daha fazla elektrik gücünü yönetmesini sağlıyor.

GDonanımı daha yüksek güç seviyelerine ulaştıkça termal yönetim de önem kazanıyor. Süperlatice tasarımı, çalışma sırasında enerji kayıplarını azaltmayı hedefliyor. Yaklaşım, Northrop Grumman’ın mikroelektronik alanındaki yıllara dayanan araştırmalarından besleniyor; teknoloji daha önce “Süper Latice Castellated Field Effect Transistor” (üstlı kafes kapılı etki transistörü) olarak biliniyordu.

Bu çip, sinyal anahtarlama ve süzme gibi iki önemli işlevi aynı yarı iletken içinde birleştiriyor; aygıt sinyalleri subnanosaniye hızlarında anahtarlarken istenmeyen frekansları da süzüyor.

Northrop Grumman Açıklaması

Bu birleşim, sinyalın sistemin diğer kısımlarına ulaşmadan önce şekillendirilmesini sağlıyor. Northrop Grumman’ın aktardığına göre FORTITUDE, kilohertz seviyelerinden 20 GHz’e kadar değişen frekans aralığında çalışabiliyor; bu geniş yelpaze, daha az özel bileşenle birden fazla radar ve iletişim bandını destekleyebilir. Şirket, çipin bazı sistem mimarilerinde onlarca bileşenin yerini alabileceğini belirtiyor; bu da ağırlığı azaltıp RF zincirinin çevresindeki elektronikleri sadeleştirebilir.

Sıkışık spektrumda daha temiz sinyal

Modern RF sistemleri giderek diğer vericiler ve girişim kaynaklarıyla yan yana çalışıyor. Askeri platformlar, birkaç elektronik sistenin aynı spektrumu paylaşması için özellikle zorlu koşullarla karşılaşıyor. FORTITUDE, bu tür ortamlarda daha temiz sinyal performansı sürdürmek üzere tasarlandı; Northrop Grumman mimarisinin daha az tüketimle daha net veri sunabildiğini belirtiyor.

Teknoloji aynı zamanda ticari sistemleri de hedefliyor. İletişim operatörleri daha yüksek frekanslara ve daha karmaşık sinyal ortamlarına yöneldikçe, gelecekteki iletişim ağları RF donanımından giderek artan talepler isteyebilir. Northrop Grumman, FORTITUDE’u hem savunma hem de ticari pazarlar için Amerika Birleşik Devletleri’nde geliştiriyor; potansiyel kullanım alanları iletişim, algılama ve elektronik savaşı kapsıyor.

Mühendislik zorluğu, donanım değişse bile tanıdık olmaya devam ediyor: giderek sıkışan elektromanyetik ortamlardan daha fazla bilginin aktarılması gerekiyor. FORTITUDE bu sorunu yarı iletken seviyesinde çözüyor; çok daha küçük bir donanım parçası içinde daha fazla güç ve sinyal kontrolünü birleştiriyor.