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5G PA高功率需求增 氮化鎵組件身價看漲

具高功率特性的氮化鎵(GaN),將可滿足5G對功率放大器(PA)的高頻需求,并具有超越砷化鎵(GaAs)的十足潛力。未來氮化鎵將逐步在手機的5G功率放大器中出現,基地臺的功率放大器應用也是其另一項發展主力。

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絡達科技技術長林珩之表示,5G基地臺的功率放大器將會以砷化鎵與氮化鎵制程為主,因其是功率主導(PowerHandle),并以表現度為主要衡量指針。但這樣的制程需更多的校準(Calibration)程序,成本會比較高。不過,基地臺的整體數量相較于手機應用是比較少的,因此即便其成本略高,仍在客戶能接受的范圍內。

林珩之指出,功率主導的特性,更將促使氮化鎵比砷化鎵來得更有優勢,因頻率更高,往往得靠氮化鎵才有辦法做到。到了5G時代,氮化鎵將很有機會取代橫向擴散金屬氧化物半導體(LateralDiffusedMOS,LDMOS)。

而在手機功率放大器部分,目前2G是以互補式金屬氧化物半導體(CMOS)制程為主,3G、4G則是砷化鎵制程,5G因為高頻的關系,絡達十分看好氮化鎵制程,該技術同時還能讓電壓撐得更久。

林珩之分析,未來5G時代,手機功率放大器采用的半導體制程,預估將會是砷化鎵/氮化鎵占一半、CMOS占一半。小于6GHz頻段的半導體技術,會是以砷化鎵與氮化鎵制程為主,因天線與電磁波的波長是成正比的,且高頻的天線比較大,也就須采用高功率的技術來達成,因此很有機會變成砷化鎵與氮化鎵制程的天下。

林珩之進一步指出,氮化鎵制程有辦法支撐很高的功率,這是CMOS無法做到的。除非5G技術有辦法運用小功率在空中進行融合,CMOS制程才會有機會涵蓋到這部分的市場。但在5GmmWave頻段,則會是以CMOS制程為主。林珩之進一步表示,因mmWave頻段采用的天線比較小,就會是以CMOS制程為主,像是CPU、GPU、ASIC等,該制程與化合物半導體很不相同,價格會比砷化鎵/氮化鎵制程來得低。

此外,CMOS制程的應用領域也比較寬廣,目前在交換器(Switch)上便使用得相當廣泛,而采用氮化鎵制程的交換器就比較難做,因其是屬于雙極性接面型晶體管(BipolarJunctionTransistor,BJT)。物聯網這類以價格為主要驅動的應用,由于對功率的要求比較低,也會是CMOS制程所能發揮的地方。

 

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