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5G的基础设施

实际应用中,带相控阵天线的手机将发射信号给基站和微蜂窝基站,基站和微蜂窝基站将与相控阵天线对接以实现信号连接。

要实现上述功能,还有一些问题要解决。例如,天气状况会影响信号路径。“在毫米波频段,由于氧气和吸收造成的路径损失会更大,”Anokiwave CEO Robert Donahue说道,“解决方法是采用波束成型技术。”

Anokiwave刚刚发布一款被称为“5G四核”的IC,工作频率为28GHz,具备相控阵功能。这款IC使用硅锗工艺,可用于微蜂窝基站等系统。

理论上,这种芯片可与基站通信。与4G不同,4.5G和5G设备必须支持大规模MIMO技术。基站使用的射频功率管一般采用LDMOS工艺,但现在LDMOS工艺正在被氮化镓(GaN)工艺取代。

“和LTE-A一样,5G基础设施也会移到更高的频率以拓宽数据带宽,”稳懋半导体高级副总裁David Danzilio说道,稳懋半导体提供GaAs和GaN工艺代工服务。“随着LTE迈向更高频率,GaN技术已经开始扩大市场份额。”

现在,大多数GaN器件使用3英寸或者4英寸线来生产,但据Strategy Analytics的消息,Qorvo在2016年底可以将其GaN产线升级到6英寸。GaN工艺尺寸正在从0.25至0.5微米向0.15微米转换,技术领先的厂商已经在尝试60纳米。

“GaN是一种宽禁带材料,”Strategy Analytics的Higham说,“这意味着GaN能够耐受更高的电压,也意味着GaN器件的功率密度和可工作温度更高。所以,与GaAs和磷化铟(InP)等其他高频工艺相比,GaN器件输出的功率更大;与LDMOS和SiC(碳化硅)等其他功率工艺相比,GaN的频率特性更好。”

将来,5G手机中的PA甚至也可以用GaN来制造。“GaN也会被采用,特别是在高频率应用。”Qorvo无线基础设施与产品事业部总经理Sumit Tomar说。

*手机中已经开始使用GaN器件,但普通智能手机用上GaN器件还要等上一段时间,因为只有在低功率GaN工艺上取得突破,GaN器件才能放入智能手机。


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