GaN 具有优异的特性,包括高功率密度、高功率附加效率 (PAE)、高增益以及易于实施阻抗匹配,可提高 RF 链的整体效率。就像一级方程式赛车的设计师一样,无线工程师也可细致地调整和调节他们的 RF 系统来逐步优化性能。
从一开始就采用基础更好的半导体技术,可以在大幅提升能源效率的同时实现性能目标。
2016
5G 和 GaN
4G LTE 网络的扩建趋于成熟,但是要缩小与 5G 的差距,还需要进行多次升级。目前我们正处于 5G 定义和概念验证阶段,但是像 Verizon 这样的公司正在加快时间表以实现专注于固定无线接入的早期部署。
早期的 5G 试验开始于 2013 年,现在经常会有早期试验和近期实验中的数据发布出来。
那些在毫米波、大规模 MIMO 天线阵列和波束形成方面提供可观结果的关键技术已经进入预商用开发阶段。所有的基站 OEM 已进入产品试用模式。像高通、英特尔这样的公司正在测试支持 5G 的调制解调器,例如在 28 GHz 频段工作的 X50 调制解调器。Qorvo 和 NanoSemi 已针对适用于大规模 MIMO 应用的 GaN 设备的超宽带线性化结果发布演示数据。
这些前瞻性公司正在探索主要的 5G 系统架构、频段和使能技术,以寻找成本、性能和复杂度的适当平衡。
为了满足多样的 5G 要求,GaN 制造商需要提供跨越宽频率和功率水平范围的多个变体。有了多个 GaN 工艺可供选择,设计人员可以将 GaN 技术与应用进行最优匹配。以下图表说明了 Qorvo 在这个领域的能力。
GaN 将取代传统的半导体材料用于 5G 网络应用,例如要求更高频率、紧密集成和最低实施成本的小型蜂窝。他还继续表明,低电压 GaN 所提供的效能将不可避免地进入手机设备。GaN 具有在高温环境中运行的特性,非常适合被动制冷、全户外塔顶基站电子设备和汽车应用。总而言之,拥有广泛的 GaN 技术选择将意味着更多的应用需求得到满足。
GaN 非常适合提供毫米波领域所需的高频率和宽带宽。它可以满足性能和小尺寸要求,如上图所示。使用毫米波频段的应用需要高度定向的波束形成技术(波束形成将无线电信号聚焦成强指向性的波束,从而提高功率并最大限度地减少用户设备上的干扰)。这意味着 RF 子系统将需要大量有源元件来驱动相对紧凑的孔径。GaN 非常适合这些应用,因为以小封装尺寸提供强大性能是其最显著的特点之一。