2015年 12月 21日

    库沃密切关注着新兴的 5G标准。令人兴奋的是,5G可能包括适用于高数据带宽连接的毫米波 (毫米波)功能。随着 个人计算机电路板空间日益紧凑且 5G环境中的频率越来越高,氮化镓 (甘)技术对于 射频应用来说越来越具有吸引力。

    迈向5克之路

    与 砷化镓硅或其他传统半导体材料相比,。将在 5G网络应用中大放异彩,如高频和尺寸受限的小型蜂窝。如下图所示,随着标准向 5G演变,无线网络的强化会驱动许多技术进步。

    图1:迈向 5G之路

    深入
    了解有关新兴5G标准的更多信息:

    谈及新兴的 嗯标准时,赣较之现在的技术具有明显的优势。赣能够提供更高的功率密度,具有多种优点:

    • 尺寸减小
    • 功耗降低
    • 系统效率提高

    我们已经目睹 赣在 4G基站方面的优势,在这一领域中,赣已经开始替代硅 LDMOS对于 5G来说,赣在高频范围内工作的能力有助于其从基站演变至小型蜂窝应用,从而进入移动设备。

    越过基础设施:将 赣应用到移动电话

    首款 赣应用是针对大功率军事使用开发的,例如雷达或反 简易爆炸装置干扰机,然后逐渐扩展至商用基站和有线电视转播机。这些应用的典型工作电压范围为 28至 48 V

    但是,手持式设备的平均电压范围为 2.7至 五,因此,要在上述低压水平下操作 甘,我们需要研究不同种类的设备。采用替代材料的 赣器件正在研发,以在低压下有效工作。

    库沃面向 5G开发 赣

    如下图所示,库沃目前拥有广泛的生产核可 赣铸造流程,可用于制造 5G应用产品:

    • 电压更高,频率更低:随着频率降低,我们的 0.25µm高压技术(即 QGaN25HV)开始发挥作用。QGaN25HV使我们能够通过 0.25µm器件升高至 48 V实现高增益和功率效率。QGaN25HV非常适合迈向 6GHz的 5G基站。在 L和 s频段之间的较低 4G频率下,我们最高功率密度的 0.5µm技术可达每毫米 10瓦
    • 高频应用:我们目前的 赣工艺产品组合包括针对更高频率的 0.15µm或 150纳米技术。0.25µm技术非常适合 X至 库频段的应用。0.25µm技术还可提供高效的功率放大器功能。

    赣工艺能为 5G移动电话带来哪些优势呢?正如我们所见,随着频率标准越来越高(Ka)频段或 嗯),低压 赣工艺需要进一步发展。

    图2:Qorvo的GaN技术路线图

    解决 赣和 5G的封装和散热难题

    将 赣应用于 5G的最后一步在于高级封装技术和热管理。用于高可靠性军事应用的 赣器件一般采用陶瓷或金属封装;但是,商用 5G网络基础设施和移动电话则需要更小巧、更低成本的超模压塑料封装,才可与采用塑料封装的现有硅基 LDMOS或 砷化镓器件竞争。同样,移动电话注重低成本模块,包括与其他技术组合的 甘,其与目前的产品并无二致,但也需要非常紧凑、高效的 嗯材料和器件。

    基础设施挑战是开发合适的封装,既能保持 射频性能又能解决热管理问题。赣的较高功率密度(3 至 5.倍,甚至 10倍于 (砷化镓)给子系统封装设计人员带来了棘手的散热和机械问题。

    我们的工程师们必须在以下三个要求之间做好权衡:射频性能、热管理和低成本。库沃的塑料包塑封装具有针对 赣的增强热管理能力,包括内置于封装基座的均热器。

    采用塑料封装的产品还符合严格的环境标准,如针对温度、湿度和偏置合规性的 杰德克标准。这相当于给客户做出保证,我们的产品具有适合于 5G应用的长期可靠性,无论是高频、高功率还是低压要求。

    展望未来

    尽管实现 5G还有很长的路要走,但 库沃已在开发相应的工艺技术和封装技术,以推动客户的 5G应用。赣必将在 5G格局中发挥激动人心的关键作用。

    关于作者

    道格·里普博士
    高级研究主任

    Doug Reep是Qorvo的基础设施和国防产品研究高级主管。2015年底,他从库沃退休。