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满足5G基站高频需求 砷化镓SoC势在必行

2017-06-06 14:18
kumsing
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为满足5G基地台高频需求,拉高整合层级的砷化镓制程将是势在必行。 由于功率表现上的优势,砷化镓显然在4G功率放大器(PA)市场,透过与CMOS制程的角力,夺得一片天。 但朝向未来的5G,在功率表现上更具优势的氮化镓制程,却开始紧追在后。 因此,促使砷化镓逐步达成one-chip解决方案的SoC,藉此高效率地满足5G基地台的高频需求,将会是砷化镓与氮化镓产生差异的关键。 

稳懋半导体技术处长王文凯指出,现阶段来看,「价格」仍是砷化镓制程难以完全取代CMOS制程的原因,具有价格优势的CMOS制程,能掌握诸多对功率较不讲究的应用市场。 这恐怕是砷化镓制程永远也无法超越CMOS制程之处,因此该公司相当重视在5G高频基础建设(Infrastructure)的发展,主要的原因在于,若没有回程线路(Backhaul)的网络,即便手机有再多的mmWave功能,也是没有用的。 

由于砷化镓制程在价格上的致命伤,若要在智能型手机等消费性产品上与CMOS制程拼出高下,显然不是智能之举。 因此从5G基础建设着手,也就成为业界在推展砷化镓制程上的一大方向,即便这样的发展,往往在一般消费性市场较不显著,但现已是推动功率半导体大步向前的一大动能。 

王文凯进一步表示,小型基地台(Small Cell)是我们希望未来砷化镓制程所能着墨之处,主要的原因在于其在价格上的容忍度,相较于手机应用是比较高的,且其并不是便携设备,必须在建筑物上插电(Plug-in),对功率表现度的要求也比较高。 

就整体市场来看,砷化镓若要在高整合度的CMOS制程,与高功率表现度的氮化镓(GaN)制程之间,发挥所长,其势必得透过制程与封装,持续将整合度的层级拉高。 

王文凯进一步指出,相较于氮化镓制程,砷化镓较有机会做到one-chip解决方案,因氮化镓若要达到此类型的解决方案,所须耗费的时间非常长,这也就让砷化镓很有潜力成为仅次硅,达成SoC的唯一制程。 因此,在功率上优于CMOS制程、在整合度上优于氮化镓的砷化镓,也就能在5G的中功率装置上,发挥出相当的价值。 

王文凯也透露,多数人对砷化镓制程的印象,停留在手机的假晶高速电子移动晶体管(pHEMT),不过事实上,GaAs pHEMT如今在电信营运商所部署的基站Backhaul已扮演相当重要的角色,且频率达到90GHz以上,这包含了数据中心里的光纤(Fiber)、基地台上运用微波方式来传递讯号的天线等,都是GaAs pHEMT的应用范畴。

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