GaN 成实现 5G的关键技术,Qorvo引领5G时代的三大优势

当我们进入5G时代，需要在更高的通信频段内满足高效率、大带宽、小尺寸、低成本，而实现这些5G目标需要技术和系统设计的不断进步。业内普遍认为GaN将取代传统的半导体材料用于5G网络应用，这项高效、宽带隙、高功率密度、可靠的功率PA技术使网络效率逐年大幅提高。如今，GaN被大量应用于BTS市场领域，并持续呈现上升势态。

3月21日，享誉业界的“功率及化合物半导体国际论坛2019”于SEMICON China同期在上海浦东嘉里酒店成功举办。Qorvo高级销售经理黄靖（James Huang）出席论坛并发表演讲，解释了GaN是如何满足5G技术的新需求，并强调Qorvo引领5G时代的三大优势。

Qorvo高级销售经理黄靖（James Huang）出席论坛

GaN为何是实现5G的关键技术？

目前基站用功率放大器主要为基于硅的横向扩散金属氧化物半导体LDMOS技术，不过LDMOS技术仅适用于低频段，在高频应用领域存在局限性。换言之，GaN优势在于更高功率密度及更高截止频率(Cutoff Frequency，输出讯号功率超出或低于传导频率时输出讯号功率的频率)，尤其在5G多输入多输出(Massive MIMO)应用中，可实现高整合性解决方案。

同时对于既定功率水平，GaN具有体积小的优势。有了更小的器件，则可以减小器件电容，从而使得较高带宽系统的设计变得更加轻松。

同时为了满足多样的5G要求，GaN制造商需要提供跨越宽频率和功率水平范围的多个变体。有了多个GaN工艺可供选择，设计人员可以将GaN技术与应用进行最优匹配。Qorvo 目前拥有世界一流的 GaN 全工艺生产技术，能提供从QGaN50到QGaN09，从20伏、28伏、36伏、48伏到65伏所有电压的产品线。这些都是在Qorvo在长期面对未来5G以及现在4G通信技术所进行的技术储备。

以高电压低频率范围举例，Qorvo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48V，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10W。而在高频应用领域，Qorvo目前的GaN工艺产品组合包括针对更高频率的0.15µm技术。

Qorvo引领5G时代的三大优势

此外，随着 5G 步伐的不断临近，不仅是半导体材料的替代加速，各大厂商之间的竞争也愈发白热化，都在试图抢占 5G 时代的主导权。作为全球技术领先的IDM大厂，Qorvo有实力为客户提供完整的解决方案。据James介绍，Qorvo引领5G时代的核心技术优势主要体现在三个方面：制造工艺、封装技术以及大规模生产所带来的低成本优势。

在制造工艺上，除了上述提到的GaN全工艺生产技术外，Qorvo还掌握了GaAs HBT与pHEMT制造工艺，CMOS和SOI实现低成本高效功放。此外，Qorvo 高级 LowDrift™ 和 NoDrift™滤波器支持最高水平的 LTE 共存无线网络覆盖，提供市场领先的超稳定温度性能和更出色的用户体验，以及世界级 SAW 和 BAW 技术支持广泛的滤波功能，如带通、频段选择、共存滤波器、延迟线和频段抑制滤波器。每一个产品种类下都有丰富的产品型号，并在射频链路中占据重要地位。

不仅如此，Qorvo还拥有独立的封装厂和制造厂，更有利于控制成本和稳定质量，加快高集成度产品的研发进度。无论是多芯片模块(MCM)封装、QFN封装技术，还是Qorvo独特的晶圆级封装(WLP)技术，或是更先进的封装技术如LCOR等，在Qorvo完善的一体化设计研发与制造的全球生产运营体系保障下，都能有效降低器件成本。此外，随着Qorvo全球范围内最大的组装、封装和测试运营中心德州工厂三年前正式投入运营，更是很好的补充了Qorvo现有的北京制造业务，并与Qorvo北京工厂组成Qorvo中国制造中心，共同合力支撑全球的生产运营。

展望未来，尽管实现 5G 还有很长的路要走，但 Qorvo 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，GaN也必将在 5G 格局中发挥激动人心的关键作用。