לאילו תתי תעשיות תקשורת יש את הביקוש הגבוה ביותר לדיודות?

בניית תחנת בסיס 1, 5G: דיודות התאוששות מהירות במיוחד הופכות ל-חובה
המספר העולמי של תחנות בסיס 5G צפוי לעלות על 4 מיליון עד 2025, כאשר כל תחנת בסיס דורשת למעלה מ-10,000 דיודות, המשמשות בעיקר עבור מתגי קצה קדמיים של RF, מודולים לניהול צריכת חשמל ומעגלי זיהוי אותות. ביניהם, דיודת ההתאוששות האולטרה-מהירה (trr<5ns) has become a key component of the base station radio frequency unit (RU) due to its ability to meet the nanosecond switching requirements of the 5G millimeter wave frequency band (24-48GHz).
נקודות כאב טכניות:
בקרת אובדן תדר גבוה: בפס התדרים של 28GHz, עבור כל עלייה של 0.1pF בקיבול צומת דיודה, רוחב הפס האות נחלש ב-200MHz. הדיודה המשולבת GaN HEMT שהושקה על ידי Anson Mei תומכת ב-EVM (Error Vector Amplitude)<1.5% under 64QAM modulation by reducing the junction capacitance to 0.15pF, meeting the 3GPP Release 16 standard.
אתגר ניהול תרמי: צפיפות ההספק של מודול ה-AAU בתחנות בסיס 5G מגיעה ל-100W/mm ², וטמפרטורת צומת הדיודה נדרשת לשלוט בטווח של 150 מעלות. CoolSiC ™ של Infineon דיודת Schottky מאמצת מבנה TMBS (תעלה MOS barrier Schottky), אשר מפחית את ההתנגדות התרמית ל-5K/W ומשפרת את יעילות פיזור החום פי שלושה בהשוואה למכשירי Si מסורתיים.
גודל השוק: גודל השוק של דיודות עבור תחנות בסיס 5G בסין צפוי להגיע ל-4.2 מיליארד יואן עד 2025, עם קצב צמיחה שנתי מורכב של 18%. ביניהם, מחיר היחידה של דיודות התאוששות אולטרה-מהיר בדרגת רכב נותר מעל 4.7 יואן, ומחיר דיודות SiC Schottky גבוה עד 18-22 יואן ליחידה.
2, מודול תקשורת אופטית: דיודת PIN שולטת בשידור-במהירות גבוהה
In 400G/800G optical modules, the integration scheme of PIN photodiodes and transimpedance amplifiers (TIA) has become mainstream, with core indicators including responsivity (>0.9A/W), זרם כהה (<1nA), and junction capacitance (<0.3pF). According to industry data, the global shipment of optical modules in data centers is expected to exceed 120 million units by 2025, driving a 25% increase in demand for PIN diodes.
כיוון פריצת דרך טכנולוגית:
אופטימיזציה של שידור למרחקים ארוכים: לדיודות ה-PIN של חומר InGaAs יש עלייה של פי 3- בתגובה בפס C- (1530-1565nm) בהשוואה לחומר Si, התומכות בשידור ללא ממסר של 80 ק"מ. דיודת PIN ארוזה 0402 שהשיקה Suzhou Gude הפחיתה את סף OSNR (יחס אות לרעש אופטי) מ-18dB ל-15dB על ידי אופטימיזציה של ריכוז הסימום של השכבה האפיטקסיאלית.
התאמה אופטית ארוזה יחד (CPO): כדי לעמוד בדרישות האריזה של מודולי CPO עם מרווח של 0.5 מ"מ, Changjing Technology פיתחה דיודות Flip Chip PIN, המפחיתות את השראות הטפילית ב-60% בהשוואה לחיבור חוט מסורתי ותומכות בשידור אות PAM4 של 112Gbps.
נוף תחרותי: יצרנים מקומיים כגון Yangjie Technology ו-Jejie Microelectronics כבר תפסו 35% מנתח השוק של המודולים האופטיים הבינוניים והנמוכים, אך עדיין מסתמכים על מוצרים מיובאים כגון Ansenmei ו-ROHM בתחום המודולים הגבוהים-800G/1.6T.
3, תקשורת לוויינית: דיודות נגד קרינה מבטיחות אמינות ברמת החלל
בניית קבוצות כוכבים של מסלול כדור הארץ נמוך (LEO) הביאה לעלייה בביקוש לדיודות עמידות קרינה. אם לוקחים את פרויקט Starlink כדוגמה, לוויין בודד דורש יותר מ-2000 דיודות נגד קרינה להטיית מגבר הספק, הגנה מגבילה ומעגלי סינתזת תדרים.
דרישות טכניות:
סבילות כוללת למינון: יש צורך לעבור בדיקת קרינת גמא של 100 קראד (Si) כדי להבטיח שהירידה בביצועים במהלך 15 שנות החיים במסלול היא פחות מ-10%. דיודת Schottky עמידה לקרינה של טושיבה משתמשת בטכנולוגיית SOI (סיליקון על מבודד) כדי לשלוט בתנודות זרם דליפה בטווח של ± 5%.
הגנה על אפקט חלקיק בודד: בתגובה לשחיקת חלקיקים בודדים (SEB) הנגרמת מפגיעת יונים כבדה, DIODES פיתחה דיודה של מבנה בידוד תעלה עמוק (DTI), אשר מגדילה את סף SEB מ-45MeV · cm ²/mg ל-80MeV · cm ²/mg.
שטחי שוק: גודל השוק העולמי של דיודות תקשורת לווייניות צפוי להגיע ל-830 מיליון דולר עד 2025, כאשר דגמים עמידים לקרינה מהווים למעלה מ-60%. יצרנים מקומיים כגון Huawei Microelectronics עברו את ההסמכה הצבאית GJB 9001C, אך המוצרים המתקדמים שלהם עדיין מסתמכים על ספקים כגון Microsemi מארצות הברית ותאלס מצרפת.
4, אינטרנט תעשייתי של הדברים (IIoT): דיודות אות קטנות תומכות בחיבורים מאסיביים
בתרחיש האינטרנט של הדברים התעשייתי, דיודות צריכות לעמוד בדרישות של צריכת חשמל נמוכה (<1 μ A), high integration (0201 package), and wide temperature operation (-40 ℃~125 ℃). Taking smart meters as an example, a single meter requires the use of at least 12 small signal diodes for ESD protection, voltage clamping, and signal rectification.
מגמות טכנולוגיות:
דיודת VF נמוכה במיוחד: סדרת LL4148 של Anshi Semiconductor מפחיתה את מפל המתח קדימה (VF) ל-0.18V, הנמוך ב-60% מהתקן 1N4148, ויכולה להאריך את חיי הסוללה של מכשירי IoT ביותר מ-30%.
אריזת מערך: דיודת המערך DFN0603-4L של Changdian Technology משלבת 4 דיודות בחבילה של 0.6 מ"מ × 0.3 מ"מ, ועומדת בדרישה להקטנת שטח ה-PCB ב-50%.
תחזית ביקוש: עד 2025, המשלוח העולמי של מכשירי IoT תעשייתיים יגיע ל-12.5 מיליארד יחידות, מה שיוביל את הביקוש לדיודות אות קטנות ל-150 מיליארד יחידות, עם קצב צמיחה שנתי מורכב של 12%.
5, איטרציה טכנולוגית והחלפה מקומית של הנעה כפולה
נכון לעכשיו, קיימות שתי מגמות מרכזיות בשוק דיודות התקשורת:
שדרוג חומר: קצב החדירה של דיודות חומר מרווח פס רחב של SiC/GaN גדל במהירות, וצפוי שגודל השוק יעלה על 1.5 מיליארד דולר אמריקאי עד 2025, עם קצב צמיחה שנתי של למעלה מ-40%.
החלפת לוקליזציה: מונעת על ידי המדיניות הלאומית של "חיזוק והשלמה של שרשרת האספקה", יצרנים מקומיים השיגו 80%-הסתפקות עצמית בשוק הבינוני עד הנמוך, אך עדיין מסתמכים על יבוא בתחומי ה-RF והאנטי קרינה הגבוהים-. ארגונים כמו Yangjie Technology ו-Jejie Microelectronics מגדילים את השקעתם במחקר ופיתוח של דיודות סיליקון קרביד, והצפוי שעלות דיודות SiC בייצור מקומי תקטן ל-60% מהמוצרים המיובאים עד 2027.