射频氮化镓(GaN)技术正在走向主流应用

商业应用
虽然已经用在了基站里面，但普通手机要用上射频氮化镓技术，还需要等待很长的时间。

一方面，移动运营商正在竭力满足爆炸式增长的数据流量需求。根据爱立信的预测，从2015年至2021年，全球移动数据流量每年增长率为45%。

通过载波聚合可以缓解移动互联网对于数据带宽的需求。载波聚合把不同频率的多个频谱组合成一个完整频段，频段中的每一个频谱被称为载波单元。现在的LTE移动通信标准（Release 10）最大可以将5个载波单元（每个载波单元20MHz带宽）组合起来，以实现100MHz带宽。

以后，移动运营商将会公布新标准LTE Advanced Pro，也被称为4.5G技术。LTE Advanced Pro最多可以组合32个载波单元，并会整合大规模多入多出技术（Massive MIMO）和非授权波段LTE技术。大规模多入多出技术已经在基站中被采用，可以利用多根天线来提升通信容量。

载波聚合和大规模多入多出技术促使基站去采用性能更好的功放。基站中以前采用的射频功放主要基于LDMOS技术，但Qorvo的人员表示，LDMOS技术的极限频率不超过3.5GHz，也不能满足视频应用所需的300MHz以上带宽。

因为上述晕啊因，基站开始采用射频氮化镓器件来替代LDMOS器件。"LDMOS器件物理上已经遇到极限，"Qorvo无线基础设施产品部总经理Sumit Tomar说道，"这就是氮化镓器件进入市场的原因。基站应用需要更高的峰值功率、更宽的带宽以及更高的频率，这些因素都促成了基站接受氮化镓器件。"

制造氮化镓器件有两种方式，一种是Qorvo和其他大多数厂商都采用的基于碳化硅的氮化镓射频工艺，一种是Macom主导的基于硅的氮化镓射频工艺。

两种工艺各有优劣。根据Qorvo的说法，相比基于硅的氮化镓，基于碳化硅的氮化镓工艺有更高的功率密度、更好的热传导性。

不过硅衬底比碳化硅衬底更便宜。Macom正在计划将生产工艺从6英寸升级到8英寸，从而进一步降低基于硅的氮化镓射频工艺。

现在大多数基于碳化硅的氮化镓还是采用3英寸或4英寸晶圆生产，因此成本非常高，Qorvo计划今年年底采用6英寸晶圆来生产基于碳化硅的氮化镓。"升级以后Qorvo基于碳化硅的氮化镓器件的产能大约翻一倍，"Qorvo物理器件研究员 Jose Jimenez说道，"采用大尺寸晶圆生产氮化镓器件以后，无线基础设施和商用市场都可以用上更便宜的氮化镓器件。"