GaN在通信MMIC上逐渐成为主流

Qorvo、Microchip、MaxLinear 和 Cree Wolfspeed 日前陆续发布了用于 5G 和卫星通信的基于 GaN 的射频产品。Qorvo开发出可重新配置的双频GaN MMICMaxLinear和Cree Wolfspeed打造高效的GaN-on-SiCMicrochip开发出其首款用于Ka波段的GaN MMIC这些产品不仅包括用于 MMIC 的 GaN，Microchip 和 Cree Wolfspeed 的新产品都声称是 GaN-on-SiC（碳化硅上的氮化镓）。GaN-on-SiC vs Gan on SI 比较。图片由 Qorvo 提供 为什么 GaN-on-SiC 技术处于当今 5G 设计的前沿？与硅基基板相比，它具有哪些优势？GaN-on-SiC 解决 5G 的关键设计考虑在过去几年中，GaN 技术的使用有所增加。与硅 (Si) 晶圆或横向扩散金属氧化物半导体 (LDMOS) 相比，GaN（以及 SiC）技术具有多项优势，使其成为 5G 通信技术的理想选择。具体而言，与基于硅的晶片相比，基于 SiC 的衬底具有出色的导热性，从而实现更高功率密度的封装。此外，SiC 提供了与 GaN 更好的晶格匹配，从而降低了晶圆缺陷率。此外，与 LDMOS 相比，据说 GaN-on-SiC 封装尺寸减小了 20%，同时具有更高的效率和未来优化的潜力。相比之下，LDMOS 的寿命即将结束。在为您的功率放大需求选择技术时，电气性能可能是首要考虑因素；然而，Qorvo 正在投资采用 S 波段 (3.1-3.5 GHz) 和 X 波段 (9-11 GHz) GaN 技术的新型解决方案。重要的SWaP-C尺寸、重量、功率和成本 (SWaP-C) 是一个流行的营销术语，用于表示设计过程中的一组重要工程考虑因素，这些考虑因素与基于物理的材料限制一样。Qorvo 的新型 GaN 双频功率放大器 (PA)、QPA0007 和 QPA0004将设计面积减少了50%，这是第一个用于S/X波段雷达应用的商用可重构 GaN 功率放大器。新型可配置 PA 与传统 PA 的比较。图片由 Qorvo 提供 除了将 PA 面积减半外，还通过消除与传统双频架构相关的开关来降低插入损耗，从而进一步节省功耗。新型两用 PA 的简要规格概述。图片由 Qorvo 提供 雷达只是 GaN 技术的一种潜在射频应用。5G、商业和国防卫星通信以及航空航天都受益于 GaN-on-SiC 提供的增强参数。联手打造更好的5G基站GaN-on-SiC 的领导者 Cree Wolfspeed 和射频解决方案的领先供应商 MaxLinear 联手为 5G 基站带来了新的解决方案 WS1A3940-V1 和 WS1A3640-V1。MaxLinear 收发器与 GaN-on-SiC 技术相结合，可同时支持美国 5G 280 MHz 瞬时带宽和亚洲/欧洲 400 MHz 瞬时带宽要求。此外，Cree的PA 在 39.5 dBm (~8 W) 下可提供 50% 的效率。该解决方案能够应用于64x64 或 32x32 MIMO 系统。Microchip 将 GaN-on-SiC 用于 Ka 波段Microchip 的 Ka 波段 MMIC基于新 GaN 技术。Ka 频段定义了 27-31 GHz 频谱，是用于 5G 和正在进行的卫星通信的新兴电磁频谱分配。GMICP2731-10 是一种 GaN-on-SiC 技术，能够以 27.5 至 31 GHz 之间的 3.5 GHz 带宽提供 10 W 的饱和射频功率。GMICP2731-10功率放大器的应用电路。图片由 Microchip 提供该 PA 声称旨在支持复杂的调制方案，如 QAM-128时确保不失真，同时提供传输视频和数据应用所需的高功率。该MMIC 拥有 20% 的功率附加效率 (PAE)、22 dB 的小信号增益和 15 dB 的回波损耗。这种回波损耗表明 MMIC 可以提供与标准 50 欧姆终端的良好匹配。此外，Microchip 还集成隔直电容器以降低设计复杂性。Microchip 分立产品事业部副总裁 Leon Gross 表示，与类似的砷化镓 (GaA) 解决方案相比，GaN MMIC 的 SWaP 可降低 30%。基于 GaN 的技术的前景非常乐观，可能会在未来几年内将继续占据主要舞台，因为它具有良好的电气特性。