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          EEPW首頁(yè) > 手機(jī)與無(wú)線通信 > 業(yè)界動(dòng)態(tài) > 5G將至 眾半導(dǎo)體商誰(shuí)將成大贏家?

          5G將至 眾半導(dǎo)體商誰(shuí)將成大贏家?

          作者: 時(shí)間:2016-10-08 來(lái)源:半導(dǎo)體行業(yè)觀察 收藏
          編者按:隨著移動(dòng)設(shè)備市場(chǎng)的減速,物聯(lián)網(wǎng)、智能硬件沒(méi)有獲得預(yù)期的火爆,無(wú)人駕駛汽車的遙遙無(wú)期,工業(yè)領(lǐng)域的增長(zhǎng)緩慢。在4G上吃到了甜頭的半導(dǎo)體廠商唯有將目光投向了或許在近期內(nèi)能實(shí)現(xiàn)的小目標(biāo)5G,也就是第五代移動(dòng)通信,5G給整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈帶來(lái)了全新的挑戰(zhàn),一些提早布局的公司會(huì)從中受益。

            從現(xiàn)在來(lái)看,無(wú)疑是半導(dǎo)體廠商緊盯的一個(gè)市場(chǎng),回顧移動(dòng)通信的發(fā)展歷程,每一代移動(dòng)通信系統(tǒng)都可以通過(guò)標(biāo)志性能力指標(biāo)和核心關(guān)鍵技術(shù)來(lái)定義:

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/201610/311002.htm

            1G采用頻分多址(FDMA),只能提供模擬語(yǔ)音業(yè)務(wù);

            2G主要采用時(shí)分多址(TDMA),可提供數(shù)字語(yǔ)音和低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù);

            3G以碼分多址(CDMA)為技術(shù)特征,用戶峰值速率達(dá)到2Mbps至數(shù)十Mbps,可以支持多媒體數(shù)據(jù)業(yè)務(wù);

            4G以正交頻分多址(OFDMA)技術(shù)為核心,用戶峰值速率可達(dá)100Mbps至1Gbps,能夠支持各種移動(dòng)寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

            來(lái)到了,其關(guān)鍵能力比以前幾代移動(dòng)通信更加豐富,用戶體驗(yàn)速率、連接數(shù)密度、端到端時(shí)延、峰值速率和移動(dòng)性等都將成為的關(guān)鍵性能指標(biāo)。

            再加上新興的物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用對(duì)5G有了更高的需求,于5G設(shè)備來(lái)說(shuō)也有了進(jìn)一步的要求。按高通高級(jí)工程主管John Smee所說(shuō),5G對(duì)電池壽命,可靠性等方面都有了更高的需求。

            而根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)ReportsnReports的報(bào)告顯示,5G網(wǎng)絡(luò)到2025年會(huì)產(chǎn)生2500億美元的年?duì)I收,這也勢(shì)必會(huì)給目前正在給近來(lái)“苦苦掙扎”的半導(dǎo)體產(chǎn)生帶來(lái)一線新的曙光。

            挑戰(zhàn)和機(jī)遇

            雖然業(yè)界對(duì)5G 抱有很大的期望,但是對(duì)于布置5G網(wǎng)絡(luò),目前還面臨很多的挑戰(zhàn)。例如雖然OEM和芯片廠商都在開(kāi)發(fā)相關(guān)的5G產(chǎn)品,但5G標(biāo)準(zhǔn)尚未確定,這是帶來(lái)的第一個(gè)挑戰(zhàn)。

            其次,行業(yè)內(nèi)的人都知道,現(xiàn)在的LTE網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行頻率區(qū)間是700MHZ到3.5GHZ,但在5G的時(shí)代,除了LTE會(huì)持續(xù)存在外,未授權(quán)的毫米波頻段(30GHZ到300GHZ之間)也會(huì)同時(shí)共存,以提高無(wú)線數(shù)據(jù)容量。這樣的就會(huì)給移動(dòng)系統(tǒng)和基站系統(tǒng)的處理器、基帶和RF設(shè)備帶來(lái)了更多的新需求。于RF芯片供應(yīng)商來(lái)說(shuō),5G會(huì)給他們帶來(lái)一種前所未有的新需求,當(dāng)中就包括了一種叫做毫米波相控陣天線的技術(shù)。

            這種已經(jīng)應(yīng)用在太空和軍事的毫米波設(shè)備逐漸遷移到了汽車?yán)走_(dá)、60GHZ WIFI和將要到來(lái)的5G身上。但這并不是簡(jiǎn)單的遷移,設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)的運(yùn)行方式甚至毫米波會(huì)給廠商帶來(lái)新的挑戰(zhàn)。

            不但這種芯片的設(shè)計(jì)會(huì)變得很困難,甚至在測(cè)試方面也給廠商帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。

            在NI的一篇文章中有提到,由于這些毫米波的波長(zhǎng)都是介乎1到10毫米之間,而廠商為了提高頻譜的利用率,從物理層上探索MIMO、干擾協(xié)調(diào)等技術(shù)方法,這就會(huì)帶來(lái)很高的路徑損耗,有些頻段甚至在水蒸氣中也會(huì)面臨傳輸損耗的挑戰(zhàn)。另外在密集的城市環(huán)境信道測(cè)量中會(huì)發(fā)現(xiàn),那些融合了方向可控制天線波束和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞涓C系統(tǒng)需要更高的鏈路預(yù)算。以上種種都會(huì)給測(cè)試廠商帶來(lái)強(qiáng)大的挑戰(zhàn)。

            Skyworks的首席技術(shù)官 Peter Gammel,也表示,由于5G的高速率和低延遲,這就對(duì)化合物半導(dǎo)體提出了新的需求。

            具體到手機(jī)、基站、測(cè)試和封裝方面,我們可以這樣分析:

            (1)基站

            5G實(shí)際應(yīng)用中,帶相控陣天線的手機(jī)將發(fā)射信號(hào)給基站和微蜂窩基站,基站和微蜂窩基站將與相控陣天線對(duì)接以實(shí)現(xiàn)信號(hào)連接。

            要實(shí)現(xiàn)上述功能,還有一些問(wèn)題要解決。例如,天氣狀況會(huì)影響信號(hào)路徑。“在毫米波頻段,由于氧氣和吸收造成的路徑損失會(huì)更大,”AnokiwaveCEO Robert Donahue說(shuō)道,“解決方法是采用波束成型技術(shù)?!?/p>

            Anokiwave有一款被稱為“5G四核”的IC,工作頻率為28GHz,具備相控陣功能。這款I(lǐng)C使用硅鍺工藝,可用于微蜂窩基站等系統(tǒng)。

            理論上,這種芯片可與基站通信。與4G不同,4.5G和5G設(shè)備必須支持大規(guī)模MIMO技術(shù)?;臼褂玫纳漕l功率管一般采用LDMOS工藝,但現(xiàn)在LDMOS工藝正在被氮化鎵(GaN)工藝取代。這是給半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)帶來(lái)的第一個(gè)挑戰(zhàn),也是機(jī)遇。

            “和LTE-A一樣,5G基礎(chǔ)設(shè)施也會(huì)移到更高的頻率以拓寬數(shù)據(jù)帶寬,”穩(wěn)懋半導(dǎo)體高級(jí)副總裁DavidDanzilio說(shuō)道,穩(wěn)懋半導(dǎo)體提供GaAs和GaN工藝代工服務(wù)?!半S著LTE邁向更高頻率,GaN技術(shù)已經(jīng)開(kāi)始擴(kuò)大市場(chǎng)份額?!?/p>

            “GaN是一種寬禁帶材料,”StrategyAnalytics的Higham說(shuō),“這意味著GaN能夠耐受更高的電壓,也意味著GaN器件的功率密度和可工作溫度更高。所以,與GaAs和磷化銦(InP)等其他高頻工藝相比,GaN器件輸出的功率更大;與LDMOS和SiC(碳化硅)等其他功率工藝相比,GaN的頻率特性更好?!?/p>

            將來(lái),5G手機(jī)中的PA甚至也可以用GaN來(lái)制造?!癎aN也會(huì)被采用,特別是在高頻率應(yīng)用?!盦orvo無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)施與產(chǎn)品事業(yè)部總經(jīng)理 SumitTomar說(shuō)。

            軍用手機(jī)中已經(jīng)開(kāi)始使用GaN器件,但普通智能手機(jī)用上GaN器件還要等上一段時(shí)間,因?yàn)橹挥性诘凸β蔊aN工藝上取得突破,GaN器件才能放入智能手機(jī)。


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