在 Qorvo , 我們正在密切跟蹤 5G 標準。 特別令人興奮的一件事是, 5G 可能包含用于高數據帶寬連接的 毫米波(mmW) 功能。 隨著 PC 板位空間越來越有限,隨著 5G 環境的頻率增加, 硝酸銨技術對RF 應用的吸引力更大。

The Path Toward 5G

與GAA、硅或其他傳統半導體材料相比,GaN將真正開始在5G網絡應用中發光,例如高頻和大小受限制的5G網絡應用小單元格如下圖所示,隨著標準向5G的演變,無線網絡增強將推動許多技術進步。

圖1:通向5G的道路

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更多了解新出現的5G標準:

理解5G：對未來移動技術進步的展望

GSMA Intelligence（2014年12月）

IEEE通信學會關于5G的最新進展

IEEE COMSOC博客

5G競賽：我們所知的移動未來之爭

TechRepublic（2014年12月）

最終,當我們達到新興的mmW標準時,GAN將明顯優于當今的技術。 GAN提供更高的電力密度,這帶來若干好處:

縮小尺寸

更低的電流消耗

更高的系統效率

我們已經看到GAN的好處4G基站對于5G公司來說,GAN公司在高頻范圍內工作的能力使它能夠從基地站發展到小細胞應用,并最終發展到移動設備。

Going Beyond Infrastructure: Moving GaN into Mobile Handsets

開發了第一批GAN應用軟件高能軍隊使用例如雷達或反簡易爆炸裝置,最終進入商業基地基地臺和電視有線電視這些應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備類別上工作。我們已經開始在替代材料中查看GAN裝置,以便在低電壓下高效運行。

GaN Developments for 5G at Qorvo

如下圖所示,Qorvo目前擁有廣泛的生產釋放GaN鑄造工藝,用于5G應用產品:

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

高頻應用：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。我們的0.25μm技術非常適合從X波段到Ku波段的應用。這種0.25μm技術還提供了高效的功率放大器功能。

但移動 5G 耳機 GAN 流程呢? 隨著高頻度標準(Ka波段或毫米W)的出現,低壓 GAN 流程將需要進一步開發。

圖2 科爾沃的GAN技術路線圖

尋址打包和GaN的熱挑戰和5G

實現5G GaN的最后一塊拼圖涉及先進的封裝技術和熱管理。用于高度可靠軍事應用的GaN器件傳統上可用于陶瓷或金屬封裝；然而，商用5G網絡基礎設施和為了與現有的硅LDMOS競爭，手機將需要更小、成本更低的塑料包覆封裝或塑料封裝中的GaAs器件。類似地，手機將專注于低成本模塊，包括混合了其他技術的GaN，類似于今天的產品，但它們也需要高度緊湊、高效的毫米波材料和設備。

基礎設施面臨的挑戰將是開發在解決熱管理問題的同時保持射頻性能的封裝。GaN的更高功率密度——從3到5和高達GaAs的10倍，呈現出非常堅韌的熱性能和機械問題提交給子系統包設計者。

我們的工程師總是平衡三個要求: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,包括安裝在包件底部的熱傳播器。

我們的塑料包裝產品也符合嚴格的環境標準，如JEDEC的溫度、濕度標準和偏差遵從性。這為我們的客戶提供了保證，我們的產品將在其5G應用中具有長期可靠性，無論是高頻、高功率或低電壓。

展望未來

雖然離5G還剩好幾年,但Qorvo已經在努力開發工藝技術和包裝技術,以使我們的客戶能夠應用5G軟件。 GAN肯定會在5G版圖中扮演關鍵、令人振奮的角色。

審核編輯 黃宇