下一代行動無線網路——5G,將為需要極低延遲的間和/或高達10Gbps資料傳輸速率的創新應用提供平台。德國弗勞恩霍夫應用固體物理研究所(Fraunhofer Institute for Applied Solid State Physics,Fraunhofer IAF)近日開發出實現5G網路不可或缺的一種建構模組:以氮化鎵(GaN)技術製造的高功率放大器電晶體。

Fraunhofer的研究人員Rüdiger Quay表示,晶片上的特殊結構可讓基地台設計人員以極高的電壓(較一般更高的傳送功率)執行該元件。在其Flex5Gware計劃中,Fraunhofer IAF已經開始在6GHz頻率展開元件的原型測試了。

在這一類的應用中,能量需求取決於傳輸頻寬。Quay解釋,所傳送的每1位元都需要穩定且一致的能量。由於5G可實現較現有商用行動無線基礎架構更高200倍的頻寬,因而有必要大幅提高用於傳統5G高頻寬訊號的半導體元件能效。

除了創新的半導體,研究人員們還使用高度定向天線等措施來提高能量效率。

在金屬加工製程中產生的副產品——鎵(Gallium)十分普及。包含GaN的白光與藍光LED也有助於提高GaN的產量,使得GaN成為當今一種更可負擔的元件。其結果是,Fraunhofer IAS指出,相較於矽(Si)元件,GaN元件由於在整個產品壽命週期已超過其更高的製造成本,因而實現更節能的元件。

編譯:Susan Hong

(參考原文:GaN power amplifier addresses 5G technology,by Christoph Hammerschmidt)