日本富士通開發了一項功率放大器(Power Amplifier)技術，在8 GHz頻率下實現74.3%的電力轉換效率，為此頻段的世界最高紀錄（富士通資料）。此項成果透過在氮化鎵(GaN)HEMT元件中導入高品質絕緣閘極技術，成功同時實現高效率與高輸出功率。8 GHz屬於6G候選頻段FR3(Frequency Range 3)的一部分，故此項技術可望成為未來6G無線通訊與雷達系統的重要關鍵。
近年隨著人工智慧(AI)、數位化的加速發展，全球通訊流量急速增加。尤其在人與車輛等移動體的無線通訊方面，相較於光纖等有線通訊，在傳輸速度與能源效率上仍處於劣勢，因此持續提升無線通訊設備性能已成為重要課題。
氮化鎵高電子移動率電晶體(GaN HEMT)由於在輸出功率與效率方面優於其他材料的電晶體，已廣泛應用於行動通訊基地台與各類雷達系統的功率放大器。然而，既有GaN HEMT在控制電流的閘極電極上採用金屬與半導體直接接觸的蕭特基(Schottky)接面結構，在高電壓與大電流運作時容易產生漏電流，進而導致輸出功率與效率下降。
為解決此問題，富士通開發出一種金屬-絕緣體-半導體(MIS)型閘極結構，在閘極金屬與GaN半導體之間插入氮化矽鋁(SiAlN)絕緣層，以有效抑制漏電流。
SiAlN薄膜可利用與GaN結晶相同的有機金屬化學氣相沉積法(MOCVD)製作，在半導體結晶成長後立即形成絕緣膜，因此不僅可提升絕緣膜品質，也能改善絕緣膜與半導體界面的品質。此外，富士通將SiAlN與氮化矽(SiN)兩種薄膜進行堆疊，形成稱為閘極場板(Gate Field Plate)的延伸結構，以抑制高電壓操作時的電場集中現象。
透過上述技術，富士通在FR3頻段的8 GHz條件下，同時達成74.3%電力附加效率(PAE)與9.8 W/mm輸出功率密度，成功同時實現高效率與高輸出。富士通表示，現階段在輸出功率5 W/mm以上的X頻段功率放大器中，PAE 74.3%為全球最高紀錄。
此項技術預期可應用於6G通訊基地台、衛星通訊及高性能雷達系統，將能有助於提升無線通訊設備的能源效率並降低整體功耗。此外，富士通將該元件在接近4G與5G通訊使用頻段的3 GHz條件下進行評估，結果獲得80.6%的PAE與10.5 W/mm的輸出功率密度。此結果顯示，該技術不僅適用於8 GHz頻段，也可在更廣泛的頻率範圍內發揮高效率與高輸出的性能。
今後富士通將以實用化為目標，持續推動相關封裝技術的開發與可靠性評估，並計畫將此技術進一步應用於毫米波及次太赫茲(Sub-THz)等高頻元件，以在更廣的頻率範圍內推動無線設備的低功耗化與高效率化。