如今GaN很火 ，人们彷佛忘记了GaN 依旧是一项相对较新的技能，仍处于进展初期，另有较大的革新潜力和美满空间。本文将先容多项马上显现的 GaN 创新技能，并猜测将来几年这些创新技能对基站设计和进展的影响。
功率密度
我们估计在将来三到五年内，GaN 壮大的功率密度将得到进一步提拔。现在已有要领使用 GaN 实现更高的功率密度，但本钱极高，从贸易角度而言还不行行。比方将 GaN 置于金刚石而非碳化硅衬底上，这一方案固然可以乐成，但用度奋发，无法运用于基站。相干职员仍在研究别的高效益但相对低本钱的工艺，力图在将来几年内进步质料的原始功率密度。
这对 5G 底子办法市场而言吸引力颇大，他们寻求本钱更低、服从更高、带宽更大的基站。别的行业也对此体现出深厚的兴趣。雷达应用范畴尤其受益，因其致力于在给定空间内提供更多功率和更高服从。随着 GaN 在细分市场的迅猛增进，其范围效应将不停扩大，价位也将连续降落。
线性度
毫无疑问，在基站范畴中，GaN 半导体行业的主要思量身分是进步线性功率。其研发事情均聚焦于将来几年内怎样提拔线性服从。
与此同时，我们估计在将来三到五年内，基站的调制方案不会显现明显改变。调制方法可以了解为每赫兹所传输数据的简洁盘算。无论采纳 256 QAM 照旧 1024 QAM，体系都将于每赫兹带宽得到必然数目的位数据。假如这些数字不会产生明显改变，那么从体系中得到更多位数据的抱负方法便是进步线性服从。
但这并非表现不克不及通过进步底子设置装备摆设的功率办理题目。纵然未实现线性度革新，PA 的团体功率仍可带来信号改进。
别的，因其所需体系功率更低、天线阵列更少，此要领另有助于设计职员淘汰体系庞大性。固然分外功率或二级办理方案的确有用，但业内 GaN 提供商的目的在于减小陷阱效应，以只管即便简化体系。
温度
基站的温度将随时间的推移而不停上升。五年前的尺度是将设置装备摆设温度指定为 85℃。OEM 已经将其进步至 105℃，而且估计基站设计将提拔至顺应 125℃ 的高温。
而大多数 GaAs 器件的最高事情温度为 150℃，是以只有 25℃ 的温升范畴。将来，GaN 提供商一定与体系设计职员紧密互助，以追求创新要领使嵌入式元件连结低温状态。
对付包罗大范围 MIMO 阵列的小型室外设置装备摆设而言，这种压力将更为严重。现在的确存在创新的办理方案，但性价比却不高。我们估计将来几年内，这种情形将有所转变。
团体办理方案
全部 GaN 提供商都在针对 GaN 器件的物理特性举行微调，以进步设置装备摆设的线性服从、功率密度和可靠性，同时减小陷阱效应、电流倒塌效应和电流漂移等引起的负面影响。必然水平上，以上目的可以在设置装备摆设层面实现。但为发挥全部潜力，基站射频前端（RFFE）体系应与总体架构链同步进展，我们看到在这个范畴有很多前沿研究。
随着行业从 LDMOS 转向 GaN 办理方案，同步进展尤其紧张。二者所采纳的技能完全差别。并非简洁地换用 GaN PA 就能将服从提拔 10 个百分点。由于体系题目息争决方案各不雷同，针对 LDMOS 优化的基站大概不实用于GaN PA，反之亦然。我们应对 GaN 基站体系举行全面优化。
现在，GaN 基站体系已开始投入利用，而且由于性能上风，估计在将来几年将得到更遍及的应用。与提供商携手缩小团体设计差距的嵌入式设计职员将会跻身为行业向导者。OEM肯定以为本身已经在利用体系级要领，我们并不否定这一究竟，但随着射频链越发智能且集成度越来越高，我们将会得到进一步的收益。
才智射频和人工智能
减小陷阱效应对付全部半导体质料而言都是一大题目，GaN 也不破例。高速开关应用大概会为 GaN 功率放大器制造极具挑衅的陷阱情况。因为 PA 举动取决于 PA 先前吸收的信号，是以办理这些陷阱效应题目大概非常庞大。传统要领着眼于物理层，一向延伸至基板，从而确定导致题目举动的缘故原由。现在的技能还不克不及彻底缓解陷阱效应，但相干职员仍在不停举行研发。
另一种要领是采纳软件算法猜测导致陷阱效应的改变。在深入相识既定条件的条件下，通过智能RF操纵器，设置装备摆设将有大概辨认流量模式，并猜测下一个运动岑岭。大概辨认运动的降幅，并变动操纵器层面的内容，从而淘汰功耗。早在很多年前，此要领已在基站范畴得以实现，但人们仍在不停高兴革新这项技能。
基于上述情形，OEM 开始思量在无线电层面应用人工智能。RFFE 体系可以或许随着时间推移自行优化。从理论上说，假如现场无线电输动身生妨碍，那么 RFFE 体系可以或许自行辨认错误，并从中“汲取教导”。下一次，它便可以防备一系列大概导致妨碍的变乱，乃至有大概修复妨碍。如许一来便不必要向运营商报备妨碍、出动卡车前去妨碍处，也不必要派事情职员在信号塔中办理一些小题目。可以想象，如许可淘汰大量的停机时间，节约修理用度。
6G
只管 5G 仍处于推广的低级阶段，但有关 6G 的商议已经开始。早期的猜测评释，在远超 100GHz 的频段上可实现 6G。
众所周知，这正是 GaN 可以支持的频段。这种办理方案极有大概不会采纳传统的小基站摆设，但无论采纳何种情势，我们信赖 GaN 在高频率和大带宽下的服从将使其成为实现 6G 的要害元素。
文稿泉源：Qorvo半导体
