早些時(shí)候，思科發(fā)布了其視覺(jué)網(wǎng)絡(luò)指數(shù)1的更新，預(yù)測(cè)2017年至2022年期間移動(dòng)數(shù)據(jù)流量將增加七倍，達(dá)到每月77.5艾字節(jié)（EB）。這相當(dāng)于通過(guò)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)存儲(chǔ)在 19 億張 DVD 上的數(shù)據(jù)。

現(xiàn)在，這對(duì)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)意味著一個(gè)巨大的商業(yè)機(jī)會(huì)。但這也表明了一個(gè)挑戰(zhàn) - 以合理的速度來(lái)回移動(dòng)所有這些數(shù)據(jù)的能力。因?yàn)椋厔?shì)不僅是大量的數(shù)據(jù)，還有未來(lái)應(yīng)用的類型，例如增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）和車對(duì)車（V2V）通信，它們需要更低的延遲和更高的帶寬。下一代蜂窩通信標(biāo)準(zhǔn)5G滿足了這一規(guī)范。

5G將駐留在三個(gè)頻段：

高頻段：這個(gè)高于24 GHz頻率的最高頻段需要技術(shù)創(chuàng)新、重新設(shè)計(jì)和新材料，因此運(yùn)營(yíng)商的成本將比其他兩個(gè)頻段高得多。

中頻：在低于6 GHz的頻率下，中頻帶提供了對(duì)當(dāng)前4G標(biāo)準(zhǔn)的重大升級(jí)，并采用當(dāng)今的創(chuàng)新組件技術(shù)，如碳化硅（SiC）上的氮化鎵（GaN），對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的修改要少得多。物料清單（BOM）的變化相對(duì)較小，這意味著該頻段對(duì)于首次推出5G和相關(guān)的數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用具有吸引力。
隨著第三代合作伙伴計(jì)劃（2020GPP）的第16版最終確定，預(yù)計(jì)3年該頻段的運(yùn)營(yíng)商活動(dòng)將達(dá)到重大，并允許3G在5 GHz和5 GHz等免許可頻段（“NR-U”）中運(yùn)行。

低頻段：較低的頻率 - <2.2 GHz - 也可用于5G，例如處理物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，但只能提供4G的增量升級(jí)。

圖1：根據(jù)Yole Développement的說(shuō)法，到5年，各種6G商業(yè)應(yīng)用將使用最合適的頻段，其中低于2025 GHz的宏和小型蜂窩占主導(dǎo)地位。

運(yùn)營(yíng)商的痛點(diǎn)

雖然較高的5G頻率可以提高速度和帶寬，但相同的高頻更具方向性，更容易衰減信號(hào)。此外，僅增加帶寬不會(huì)導(dǎo)致容量的線性增加，因?yàn)檩^高的帶寬也會(huì)導(dǎo)致較低的信噪比（SNR）。這需要通過(guò)增強(qiáng)信號(hào)來(lái)克服，這意味著增加發(fā)射功率，增加天線數(shù)量，增加蜂窩數(shù)量，或者像5G一樣，行使所有這些選項(xiàng)。

增加單元密度以滿足數(shù)據(jù)容量要求是有代價(jià)的。而且，這可能會(huì)降低用于托管基站的屋頂和塔樓位置的可用性。

運(yùn)營(yíng)商將需要更小、更輕的設(shè)備，這些設(shè)備可以安裝在以前不可行的位置。此外，更小更輕的設(shè)備使安裝更容易、更便宜，也可能轉(zhuǎn)化為更低的手機(jī)信號(hào)塔租金。

尋找更小、更輕的基站

主要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供應(yīng)商已轉(zhuǎn)向基于SiC的設(shè)計(jì)，而不是傳統(tǒng)的硅（Si）基器件，以滿足其基站的高頻、高功率要求。

雖然橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體（LDMOS）工藝技術(shù)使硅基器件能夠發(fā)展到更高的功率密度，但與GaN的高頻特性和SiC的優(yōu)越導(dǎo)熱性相比，它們相形見絀。

因此，SiC上的GaN使系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)更高的功率密度，這有助于減小基站尺寸，因?yàn)椴恍枰狶DMOS所需的太多熱管理硬件。

里面的氮化鎵？

與LDMOS相比，GaN在5G頻率下的效率更高，這也意味著每比特/秒的運(yùn)營(yíng)成本更低，碳足跡也更低。Wolfspeed是SiC上GaN器件市場(chǎng)的主導(dǎo)者，估計(jì)與使用LDMOS功率放大器（PA）的系統(tǒng)相比，SiC上的GaN在最大平均功率下運(yùn)行時(shí)可以節(jié)省超過(guò)200 W的直流功率。

審核編輯：郭婷