为什么要用GaN技术来实现5G通信看了就知道

　　在射频和功率应用中，氮化镓（GaN）技术正日益盛行已成为行业共识。
　　GaN器件分为射频器件和电力电子器件，射频器件产品包括PA、 LNA、开关器、 MMIC等，面向基站卫星、雷达等市场；电力电子器件产品包括SBD、常关型FET、常开型FET、级联FET等产品，面向无线充电、电源开关、包络跟踪、逆变器、变流器等市场。而按工艺分，GaN器件则分为HEMT、HBT射频工艺和SBD、Power FET电力电子器件工艺两大类。
　　目前，射频市场主要有三种工艺：GaAs，基于Si的LDMOS，以及GaN 工艺。GaAs器件的缺点是器件功率较低，通常低于50W。LDMOS器件的缺点是工作频率存在极限，最高有效频率在3GHz以下。GaN则弥补了GaAs和Si基LDMOS这两种传统技术的缺陷，在体现GaAs高频性能的同时，结合了Si基LDMOS的功率处理能力。
　　在射频PA市场，LDMOS PA带宽会随着频率的增加而大幅减少，仅在不超过约3.5GHz 的频率范围内有效，采用0.25微米工艺的GaN器件频率可以达到其4倍，带宽可增加20%，功率密度可达 6~8 W/mm（LDMOS 为 1~2W/mm），且无故障工作时间可达 100 万小时，更耐用，综合性能优势明显。

　　5G带动GaN崛起
　　传统上，LDMOS技术在无线基础设施领域占主导地位，但这种情况是否正在发生变化？这个问题的答案是肯定的。
　　由于5G需要大规模MIMO和Sub-6GHz部署，需要使用毫米波（mmWave）频谱，而这将要面对一系列的挑战。GaN技术可以在sub-6GHz 5G应用中发挥重要作用，有助于实现更高数据速率等目标。高输出功率、线性度和功耗要求正在推动基站和网络OEM部署的PA从使用LDMOS技术转换到GaN，GaN为5G sub-6GHz大规模MIMO基站应用提供了多种优势：
　　GaN在3.5GHz及以上频率下表现良好，而LDMOS在这些高频下受到挑战。
　　GaN具有高击穿电压，高电流密度，高过渡频率，低导通电阻和低寄生电容。这些特性可转化为高输出功率、宽带宽和高效率。
　　采用Doherty PA配置的GaN在100W输出功率下的平均效率达到50％~60％，显着降低了发射功耗。
　　GaN PA的高功率密度可实现需要较少印刷威廉希尔官方网站 板（PCB）空间的小尺寸。
　　在Doherty PA配置中使用GaN允许使用四方扁平无引线（QFN）塑料封装而不是昂贵的陶瓷封装。
　　GaN在高频和宽带宽下的效率意味着大规模MIMO系统可以更紧凑。GaN可在较高的工作温度下可靠运行，这意味着它可以使用更小的散热器。这样可以实现更紧凑的外形。
　　构建RF前端（RFFE）以支持这些新的sub-6GHz 5G应用将是一项挑战。RFFE对系统的功率输出、选择性和功耗至关重要。复杂性和更高的频率范围推动了对RFFE集成、尺寸减小、更低功耗、高输出功率、更宽带宽、改善线性度和增加接收器灵敏度的需求。此外，收发器、RFFE和天线之间的耦合要求更严格。
　　

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