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5G的出现促使人们重新思考从半导体到基站系统架构再到网络拓扑的无线基础设施。在半导体层面上,硅基氮化镓的主流商业化为显著提高射频性能敞开了大门,其中包括增加功率放大器的功率密度,以及缩小器件尺寸并最终节省系统空间。此外,与传统技术相比,硅基氮化镓可以提供更高的效率,从而降低整体功耗。在硅片生产平台上实现氮化镓可以在批量生产水平上达到与LDMOS相当的经济实惠的成本结构,并且在某些射频市场上低于碳化硅基氮化镓的成本结构。与此同时,氮化镓的用例已经扩展到面向宏基站等大功率射频应用的分立式晶体管。氮化镓作为独立MMIC器件时发挥着关键作用,同时也是5G和M-MIMO系统模块的关键元件。


硅基氮化镓的突出特点是能够最终集成芯片级的增强功能,可能实现额外的性能优势和空间优化。其硅基底支持氮化镓器件和基于CMOS的器件未来在单一芯片上均匀集成 - 由于固有工艺限制,氮化硅基氮化镓不具备该能力。这为多功能数字辅助射频MMIC集成片上数字控制和校准以及片上配电网络等奠定了基础。


作为全球综合性光电芯片供应商之一,据悉,MACOM预计产品组合将支持6 GHz以下的无线基础设施(宏基站或大规模MIMO架构),这些全面的技术和产品阵列可以为发射和接收链路提供理想的解决方案。随着5G转向毫米波,MACOM还拥有提供高频技术的工具,以支持应对遇到的挑战性设计问题。对于开发支持5G波束成形能力的高级天线阵列的客户而言,射频创新的这种传统是十分宝贵的资产。


据了解,MACOM的5G基件涵盖从分立元件到全集成前端模块的解决方案。其中包括:


硅基氮化镓技术


MACOM已在为在主流CMOS工厂实现硅基氮化镓技术做好准备,比如大幅度扩大生产能力、优化成本结构和提高供应链灵活性势等方面。预计不会以牺牲功率密度、增益和效率等关键性能参数为代价。射频功率晶体管、MMIC和PA可为主流5G基站部署而量身定制,预计将实现可为数据速率、范围和能效设定新标准的天线和无线电设计。


专有开关技术


开关技术通过在前端发送/接收拓扑中实现更低的插入损耗来确保高水平的天线性能。这些技术以集成FEM解决方案或单个元件的形式提供,更低的插入损耗将有助于扩展范围和扩大用户覆盖。


相干波束成形技术


利用相控阵天线技术,相干波束成形可支持各个无线电元件协同工作。形成高度敏捷的狭窄集中光束,将用户与基站直接相连,从而扩大距离和范围。操作员可在用户进出天线覆盖区域时进行检测和跟踪,从而消除噪声、干扰和反射。


在今年的EDICON上,MACOM向外界介绍的通信解决方案包括其面向4G、5G、射频能量和一系列其他射频应用的MMIC、二极管和硅基氮化镓器件的射频产品组合等,并推出了全球首款基于硅基氮化镓(GaN on Si)的射频能量工具套件、用于高性能窄带压控振荡器 (VCO) 的全新硅基解决方案、用于4G和5G的全套无线接入前端元件和模块、用于5G大规模MIMO应用的紧凑型Tx和Rx前端模块(FEM)以及我们的高功率PIN二极管开关。


这些“射频到光”解决方案组合的真正价值在于其独特且完全集成的核心技术差异化。在未来的通信应用世界,集成芯片级的增强功能,可能实现额外的性能优势和空间优化。


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