在 Qorvo , 我們正在密切跟蹤 5G 標(biāo)準(zhǔn)。 特別令人興奮的一件事是, 5G 可能包含用于高數(shù)據(jù)帶寬連接的 毫米波(mmW) 功能。 隨著 PC 板位空間越來(lái)越有限,隨著 5G 環(huán)境的頻率增加, 硝酸銨技術(shù)對(duì)RF 應(yīng)用的吸引力更大。

The Path Toward 5G

與GAA、硅或其他傳統(tǒng)半導(dǎo)體材料相比,GaN將真正開(kāi)始在5G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中發(fā)光,例如高頻和大小受限制的5G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用小單元格如下圖所示,隨著標(biāo)準(zhǔn)向5G的演變,無(wú)線網(wǎng)絡(luò)增強(qiáng)將推動(dòng)許多技術(shù)進(jìn)步。

圖1:通向5G的道路

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更多了解新出現(xiàn)的5G標(biāo)準(zhǔn):

理解5G：對(duì)未來(lái)移動(dòng)技術(shù)進(jìn)步的展望

GSMA Intelligence（2014年12月）

IEEE通信學(xué)會(huì)關(guān)于5G的最新進(jìn)展

IEEE COMSOC博客

5G競(jìng)賽：我們所知的移動(dòng)未來(lái)之爭(zhēng)

TechRepublic（2014年12月）

最終,當(dāng)我們達(dá)到新興的mmW標(biāo)準(zhǔn)時(shí),GAN將明顯優(yōu)于當(dāng)今的技術(shù)。 GAN提供更高的電力密度,這帶來(lái)若干好處:

縮小尺寸

更低的電流消耗

更高的系統(tǒng)效率

我們已經(jīng)看到GAN的好處4G基站對(duì)于5G公司來(lái)說(shuō),GAN公司在高頻范圍內(nèi)工作的能力使它能夠從基地站發(fā)展到小細(xì)胞應(yīng)用,并最終發(fā)展到移動(dòng)設(shè)備。

Going Beyond Infrastructure: Moving GaN into Mobile Handsets

開(kāi)發(fā)了第一批GAN應(yīng)用軟件高能軍隊(duì)使用例如雷達(dá)或反簡(jiǎn)易爆炸裝置,最終進(jìn)入商業(yè)基地基地臺(tái)和電視有線電視這些應(yīng)用的典型操作電壓在28至48伏之間。

然而,在手持裝置中,平均電壓范圍為2.7至5伏。要在這些低電壓水平上操作GAN,我們需要在不同的設(shè)備類(lèi)別上工作。我們已經(jīng)開(kāi)始在替代材料中查看GAN裝置,以便在低電壓下高效運(yùn)行。

GaN Developments for 5G at Qorvo

如下圖所示,Qorvo目前擁有廣泛的生產(chǎn)釋放GaN鑄造工藝,用于5G應(yīng)用產(chǎn)品:

更高的電壓，更低的頻率：隨著頻率的降低，我們發(fā)揮了0.25μm的高壓技術(shù)，或QGaN25HV。這種QGaN25HV使我們能夠使用0.25μm的高增益器件移動(dòng)到48伏和功率效率。QGaN25HV非常適合5G基地基地臺(tái) 隨著它們向6GHz移動(dòng)。在較低的4G頻率下-和S波段，我們的最高功率密度0.5μm技術(shù)的工作功率高達(dá)每毫米10瓦。

高頻應(yīng)用：我們目前的GaN工藝組合包括0.15μm，或150納米，用于更高頻率的技術(shù)。我們的0.25μm技術(shù)非常適合從X波段到Ku波段的應(yīng)用。這種0.25μm技術(shù)還提供了高效的功率放大器功能。

但移動(dòng) 5G 耳機(jī) GAN 流程呢? 隨著高頻度標(biāo)準(zhǔn)(Ka波段或毫米W)的出現(xiàn),低壓 GAN 流程將需要進(jìn)一步開(kāi)發(fā)。

圖2 科爾沃的GAN技術(shù)路線圖

尋址打包和GaN的熱挑戰(zhàn)和5G

實(shí)現(xiàn)5G GaN的最后一塊拼圖涉及先進(jìn)的封裝技術(shù)和熱管理。用于高度可靠軍事應(yīng)用的GaN器件傳統(tǒng)上可用于陶瓷或金屬封裝；然而，商用5G網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和為了與現(xiàn)有的硅LDMOS競(jìng)爭(zhēng)，手機(jī)將需要更小、成本更低的塑料包覆封裝或塑料封裝中的GaAs器件。類(lèi)似地，手機(jī)將專(zhuān)注于低成本模塊，包括混合了其他技術(shù)的GaN，類(lèi)似于今天的產(chǎn)品，但它們也需要高度緊湊、高效的毫米波材料和設(shè)備。

基礎(chǔ)設(shè)施面臨的挑戰(zhàn)將是開(kāi)發(fā)在解決熱管理問(wèn)題的同時(shí)保持射頻性能的封裝。GaN的更高功率密度——從3到5和高達(dá)GaAs的10倍，呈現(xiàn)出非常堅(jiān)韌的熱性能和機(jī)械問(wèn)題提交給子系統(tǒng)包設(shè)計(jì)者。

我們的工程師總是平衡三個(gè)要求:RF性能、熱管理和低成本。 Qorvo擁有塑料超模包,加NA熱管理能力增強(qiáng),包括安裝在包件底部的熱傳播器。

我們的塑料包裝產(chǎn)品也符合嚴(yán)格的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，如JEDEC的溫度、濕度標(biāo)準(zhǔn)和偏差遵從性。這為我們的客戶(hù)提供了保證，我們的產(chǎn)品將在其5G應(yīng)用中具有長(zhǎng)期可靠性，無(wú)論是高頻、高功率或低電壓。

展望未來(lái)

雖然離5G還剩好幾年,但Qorvo已經(jīng)在努力開(kāi)發(fā)工藝技術(shù)和包裝技術(shù),以使我們的客戶(hù)能夠應(yīng)用5G軟件。 GAN肯定會(huì)在5G版圖中扮演關(guān)鍵、令人振奮的角色。

審核編輯 黃宇