如何实现射频链路 5G 目标和“绿色”网络目标？

欢迎来到射频氮化镓 (GaN) 的世界——这种高效、宽禁带、可靠的功率放大器 (PA) 技术正逐年显著提升网络效率。如下图所示，GaN 技术引入基站收发信台 (BTS) 生态系统后，前端效率大幅提升，使其成为高功率和低功率应用的首选新技术。

2GaN 的优异特性，包括高功率密度、高功率附加效率 (PAE)、高增益以及易于阻抗匹配，能够提升射频链路的整体效率。如同 F1 赛车的设计者，无线工程师可以不断微调射频系统，以持续优化其性能。从一开始就采用更先进的半导体技术，不仅能够实现性能目标，还能显著提升能源效率。

5G和氮化镓

4G LTE网络的扩展日趋成熟，但要缩小与5G的差距，还需要多次升级。我们目前正处于5G定义和概念验证阶段，但像Verizon这样的公司正在加快进度，以实现早期部署，重点是固定无线接入。

5G早期试验始于2013年，目前早期和近期试验的数据正在定期发布。

毫米波、大规模MIMO天线阵列和波束成形等关键技术已进入商业化前期研发阶段，并有望取得显著成果。所有基站OEM厂商均已进入产品试用阶段。

高通、英特尔等公司正在测试支持 5G 的调制解调器，例如在 28 GHz 频段运行的 X50 调制解调器。

Qorvo 和 NanoSemi 发布了适用于大规模 MIMO 应用的 GaN 器件超宽带线性化演示数据。这两家具有前瞻性的公司正在探索关键的 5G 系统架构、频段和使能技术，以期在成本、性能和复杂性之间找到最佳平衡点。

为了满足多样化的 5G 需求，GaN 制造商需要提供涵盖各种频率和功率等级的多种产品。凭借多种 GaN 工艺选项，设计人员可以根据应用需求选择最佳的 GaN 技术。下图展示了 Qorvo 在该领域的实力。

正如 Qorvo 的 Doug Reep 在另一篇文章中提到的那样，GaN 将取代传统的半导体材料，用于 5G 网络应用，例如需要更高频率、更紧密集成和最低实施成本的小型基站。

他还指出，低压氮化镓（GaN）的优异性能必将应用于移动设备。GaN能够在高温环境下工作，使其成为被动散热、全户外塔式基站电子设备和汽车应用的理想选择。总而言之，GaN技术的广泛应用将满足更多应用需求。

如今，氮化镓（GaN）在小型电池和基站（BTS）市场领域得到广泛应用，并将于2016年继续增长。预计2016年氮化镓出货量将达到近300亿美元，高于2015年的150亿美元。

小型基站、分布式天线系统 (DAS) 和远程无线电前端网络的密集部署在这一趋势中发挥了重要作用。

未开发的频谱、高吞吐量和低延迟的目标所带来的激励，正吸引着开发人员转向更高的毫米波频段。

毫米波频谱频段的带宽是当前 4G 频段（<4 GHz）的 10 到 30 倍，网络容量与可用带宽成正比。

氮化镓非常适合用于毫米波领域，能够提供所需的高频和宽带宽。它满足性能和小尺寸的要求，如上图所示。

使用毫米波频段的应用需要高度定向的波束成形技术（波束成形将无线电信号聚焦成高度定向的波束，从而提高功率并最大限度地减少对用户设备的干扰）。

这意味着射频子系统需要大量的有源器件来驱动相对紧凑的孔径。氮化镓非常适合这些应用，因为其最显著的特点之一就是能够在小尺寸封装内提供强大的性能。

到2020年，随着5G技术的日趋成熟，我们将共同体验到它带来的种种功能和优势。如今，​​试验、规划、讨论和演示仍在推动5G标准的制定。但未来，低于1毫秒的延迟和极高的容量将融入我们日常生活的方方面面。无论最终结果如何，氮化镓（GaN）无疑将成为5G应用中的关键技术。 

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