功率GaN出現(xiàn)爆炸式增長 基于GaN的RF器件獨(dú)特優(yōu)勢眾多

翻譯自——EEtimes

5G讓射頻技術(shù)發(fā)生了全新的變化，近日，Qorvo最近發(fā)布的QPA2309 c頻段功率放大器（PA）專為國防和航空航天應(yīng)用而設(shè)計(jì)，能為5 – 6 GHz射頻設(shè)計(jì)提供高功率密度和附加功率效率。它采用了Qorvo自研的QGaN25HV晶圓工藝，即GaN-on-SiC。

在過去一年左右的時(shí)間里，許多技術(shù)正滲透到消費(fèi)領(lǐng)域。Qorvo這種新型高功率放大器MMIC是專為“商業(yè)和軍事雷達(dá)，以及電子戰(zhàn)應(yīng)用”而設(shè)計(jì)。

不久以前GaN在電力方面的應(yīng)用還局限于一個(gè)小眾市場。即使在許多工業(yè)應(yīng)用中，如汽車或太陽能電池逆變器，更常見的是SiC。而GaN具有很長的光電子史，它使藍(lán)色激光二極管和led的生產(chǎn)成為可能。

但現(xiàn)在，在功率市場GaN開始出現(xiàn)了爆炸式增長。蘋果決定推出最后一款不帶充電裝置的iPhone，這將推動(dòng)這一轉(zhuǎn)變。由于它不再是蘋果標(biāo)配，消費(fèi)者現(xiàn)在可能會(huì)同時(shí)被多個(gè)充電電源所吸引，這是蘋果從未在其手機(jī)或平板電腦中附帶的。GaN在電力電子方面的獨(dú)特優(yōu)勢眾多，這里不再贅述。

讓我們回到射頻應(yīng)用。

當(dāng)前的技術(shù)趨勢需要增加射頻能力和驅(qū)動(dòng)組件，這無疑是一大挑戰(zhàn)。

我們正處在5G系統(tǒng)快速部署的風(fēng)口上。這意味著在連接的移動(dòng)設(shè)備以及無數(shù)固定和移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中又多了一個(gè)系統(tǒng)和另一個(gè)無線電。

新無線電系統(tǒng)的頻帶要求今天的5G以及仍在定義中的系統(tǒng)需要?jiǎng)?chuàng)造一個(gè)理想的環(huán)境，以便快速過渡到GaN射頻設(shè)備上。作為一種寬帶隙半導(dǎo)體，GaN比傳統(tǒng)材料的優(yōu)勢將會(huì)為這一特殊要求提供強(qiáng)大動(dòng)力。

以上圖表有力地說明了GaN的尖端性能。Qorvo的功放適用于5GHz至6GHz的工作頻段，因此該產(chǎn)品在“少數(shù)競爭技術(shù)”領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。然而，在功率方面，GaN沒有對手。100W功率規(guī)格使Qorvo的PA只有GaN材料才能做到。

Yole development詳細(xì)介紹了GaN的突破潛力。在一篇《RF GaN： The Stranglehold of 5G？》中預(yù)測了GaN的市場：

• 到2025年，GaN RF設(shè)備市場將超過20億美元
• 年增長率達(dá)到20%
• 軍事用途迅速增加

GaN的性能優(yōu)勢將推動(dòng)5G基礎(chǔ)設(shè)施的采用。

分析師Ezgi Dogmus博士預(yù)測，5G基礎(chǔ)設(shè)施將推動(dòng)“GaN優(yōu)勢”?！邦A(yù)計(jì)軍事和5G基礎(chǔ)設(shè)施是增長大頭。嚴(yán)格地說，5G建設(shè)是一個(gè)工業(yè)應(yīng)用，而不是消費(fèi)應(yīng)用，但這項(xiàng)技術(shù)仍然是解決消費(fèi)者移動(dòng)帶寬需求的核心。

GaN RF設(shè)備市場正處于高速增長邊緣，尤其在在國防領(lǐng)域。

Qorvo QPA2309選擇以GaN作為材料是一個(gè)正確的選擇，它被封裝在一個(gè)7×7毫米QFN配置中，內(nèi)部匹配不需要外部組件。對于QFN，它是一個(gè)四軸，平面無引線套件，它正在悄悄擴(kuò)大其覆蓋范圍。因?yàn)樗峁┝艘粋€(gè)很好的折衷方案，低成本和減少了對pin計(jì)數(shù)的板空間要求。而且，這個(gè)主要用途的套件——從電源管理到音頻放大器再到微控制器——正在繼續(xù)增加它的高功率和高頻應(yīng)用。

新的Qorvo功率放大器引起了人們對新興技術(shù)和擴(kuò)展成熟封裝設(shè)計(jì)的關(guān)注。從平凡到奇異，它們都值得我們近距離觀察，預(yù)計(jì)它們會(huì)在2021年涌現(xiàn)在人們眼前。
編輯：hfy