5G RF 체인 목표와 "친환경" 네트워크 목표를 달성하는 방법은 무엇일까요?

RF 질화갈륨(GaN)의 세계로 들어가 보십시오. 이 고효율, 광대역 갭, 신뢰성 높은 전력 증폭기(PA) 기술은 네트워크 효율성을 매년 획기적으로 향상시키고 있습니다. 아래 그림에서 보는 바와 같이, 기지국(BTS) 생태계에 GaN이 도입되면서 프런트엔드 효율이 크게 개선되어 고출력 및 저전력 애플리케이션 모두에서 새로운 핵심 기술로 자리 잡았습니다.

2GaN은 높은 전력 밀도, 높은 전력 부가 효율(PAE), 높은 이득, 용이한 임피던스 매칭 등 탁월한 특성을 지니고 있어 RF 체인의 전반적인 효율을 향상시킵니다. 마치 포뮬러 1 경주용 자동차 설계자처럼, 무선 엔지니어는 RF 시스템을 미세 조정하고 최적화하여 시간이 지남에 따라 성능을 극대화할 수 있습니다. 처음부터 근본적으로 우수한 반도체 기술을 적용함으로써 성능 목표를 달성하는 동시에 에너지 효율을 획기적으로 개선할 수 있습니다.

5G와 GaN

4G LTE 네트워크 확장은 성숙 단계에 접어들었지만, 5G와의 격차를 줄이기 위해서는 여러 단계의 업그레이드가 필요합니다. 현재 5G는 정의 및 개념 증명 단계에 있지만, 버라이즌과 같은 기업들은 고정 무선 접속에 초점을 맞춘 초기 구축을 위해 개발 일정을 앞당기고 있습니다.

초기 5G 시험은 2013년에 시작되었으며, 초기 및 최근 시험에서 얻은 데이터가 현재 정기적으로 공개되고 있습니다.

밀리미터파 대역에서 유망한 결과를 보여주는 핵심 기술, 대규모 MIMO 안테나 어레이 및 빔포밍 기술은 이미 상용화 이전 개발 단계에 있습니다. 모든 기지국 제조업체(OEM)는 제품 시험 모드에 진입했습니다.

퀄컴, 인텔 등의 기업들은 28GHz 대역에서 작동하는 X50 모뎀과 같은 5G 지원 모뎀을 테스트하고 있습니다.

Qorvo와 NanoSemi는 대규모 MIMO 애플리케이션에 적합한 GaN 소자의 초광대역 선형화 결과에 대한 실증 데이터를 발표했습니다. 이 두 선도적인 기업은 비용, 성능 및 복잡성의 최적 균형을 찾기 위해 핵심 5G 시스템 아키텍처, 주파수 대역 및 관련 기술을 연구하고 있습니다.

다양한 5G 요구사항을 충족하기 위해 GaN 제조업체는 광범위한 주파수 및 전력 레벨에 걸쳐 다양한 변형 제품을 제공해야 합니다. 다양한 GaN 공정 옵션을 통해 설계자는 애플리케이션에 최적화된 GaN 기술을 선택할 수 있습니다. 아래 차트는 이 분야에서 Qorvo의 역량을 보여줍니다.

Qorvo의 Doug Reep이 다른 기사에서 언급했듯이, GaN은 더 높은 주파수, 높은 집적도, 그리고 최저 구현 비용이 요구되는 소형 셀과 같은 5G 네트워크 애플리케이션에서 기존 반도체 소재를 대체할 것입니다.

그는 또한 저전압 GaN이 제공하는 성능이 모바일 기기에 필연적으로 적용될 것이라고 언급했습니다. GaN은 고온 환경에서도 작동할 수 있기 때문에 수동 냉각, 옥외형 기지국 전자 장치 및 자동차 애플리케이션에 이상적입니다. 종합적으로, 다양한 GaN 기술을 선택할 수 있게 되면 더 많은 애플리케이션 요구 사항을 충족할 수 있을 것입니다.

현재 GaN은 소형 셀 및 기지국(BTS) 시장에서 널리 사용되고 있으며 2016년에도 지속적인 성장이 예상됩니다. GaN 출하량은 2015년 1억 5천만 달러에서 2016년에는 거의 3억 달러에 이를 것으로 전망됩니다.

소형 기지국, 분산 안테나 시스템(DAS) 및 장거리 무선 헤드엔드 네트워크의 고밀도 배치는 이러한 추세에 중요한 역할을 합니다.

미활용 주파수 대역, 높은 처리량 및 낮은 지연 시간이라는 목표에 대한 인센티브가 개발자들을 더 높은 mmWave 주파수 대역으로 이끌고 있습니다.

밀리미터파 대역은 현재 4G 대역(4GHz 미만)보다 10~30배 높은 대역폭을 제공하며, 네트워크 용량은 가용 대역폭에 정비례합니다.

GaN은 밀리미터파 영역에서 요구되는 높은 주파수와 넓은 대역폭을 구현하는 데 이상적입니다. 위 이미지에서 볼 수 있듯이, GaN은 성능과 소형화 요구 사항을 모두 충족합니다.

밀리미터파 대역을 사용하는 애플리케이션에는 고지향성 빔포밍 기술이 필요합니다(빔포밍은 무선 신호를 고지향성 빔으로 집중시켜 출력을 높이고 사용자 장비에 대한 간섭을 최소화합니다).

이는 RF 서브시스템이 비교적 작은 개구부를 구동하기 위해 많은 수의 능동 소자를 필요로 한다는 것을 의미합니다. GaN은 작은 크기에서 강력한 성능을 제공하는 것이 가장 두드러진 특징 중 하나이기 때문에 이러한 응용 분야에 매우 적합합니다.

2020년까지 5G 기술이 성숙해짐에 따라 우리는 모두 5G가 가져다주는 기능과 이점을 경험하게 될 것입니다. 현재는 시험, 계획, 논의 및 시연을 통해 5G 표준이 정립되고 있습니다. 하지만 미래에는 1ms 미만의 지연 시간과 초고속 전송 속도가 우리 일상생활 곳곳에서 구현될 것입니다. 어떤 결과가 나오든, GaN은 5G 애플리케이션의 핵심 기술이 될 것이 분명합니다. 

주의: 본 기사는 인터넷에서 가져온 것으로, 지적 재산권 보호를 위해 게재되었습니다. 재인쇄 시 원 출처와 저자를 명시해 주시기 바랍니다. 저작권 침해 사항이 있을 경우 삭제를 위해 저희에게 연락해 주십시오.

회사 전화번호: +86-0755-83044319
팩스: +86-0755-83975897
이메일: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 리 관리자

QQ: 332496225 Qiu 관리자

주소: 중국 선전시 룽화신구 민즈대로 1079번지 전타오테크놀로지빌딩 C동 809호