電子發燒友網報道（文/李誠）近年來氮化鎵技術可謂是站在了發展的上風口，各類相關應用在國內政策的大力扶持下遍地開花。氮化鎵同時涵蓋了射頻與功率領域，具有耐高溫、高開關頻率、高效的特性，是支撐5G基建、能源互聯網、新能源汽車、充電樁、消費類快充快速發展的關鍵。

在“新基建”5G基站的建設中，氮化鎵扮演著一個不可或缺的角色。在5G網絡中，其無線電的工作頻率最高可達6GHz，而4G LTE網絡的工作頻率只有2.7GHz，工作頻率的升高不僅提高了數據傳輸的速率，還對發射機的功率效率提出了更高的要求。

氮化鎵與傳統的Si和GaAs相比擁有著更為優越的性能，多用于射頻放大器中，為5G網絡提高更低延遲的高速連接，以及應用的高可靠性。在汽車智能化、網聯化以及工業自動化等多面大力驅使下，5G基站得以快速普及，氮化鎵在射頻領域的市場規模也在迅速擴大。據Yole預測，2026年GaN RF市場規模將達到24億美元（約153.6億人民幣），其中，2026年5G電信GaN RF營收占比將達到41%，約62.7億人民幣。

在氮化鎵射頻領域中，吸引了不少國際一線半導體廠商的青睞，如Qorvo、Wolfspeed、富士通、英特爾等。在國內三安集成、蘇州能訊、海威華芯等都有氮化鎵射頻晶圓產線的布局。
其中，Qorvo、恩智浦、Microchip陸續推出基于氮化鎵的5G射頻解決的方案，助力5G技術的發展。

Qorvo推出專為5G小基站設計的氮化鎵PA

Qorvo作為全球射頻方案的龍頭企業，在射頻芯片領域有著較多的經驗積累，并在5G射頻領域也取得了多項在性能上的突破。

其中，Qorvo為使得5G無線基礎設施具有更高的性能和穩定性，專為5G基站研發出了一系列5G毫米波基站專用的GaN-on-SiC毫米波射頻前端模塊，奠定了5G基礎建設的良好基礎。
去年6月，Qorvo還專門推出了面向小型5G基站的高效功率放大器系列產品，以緩解人口稠密的下5G網絡覆蓋度的問題。
上圖為該系列產品的詳細參數，頻率范圍在850MHz~3.8GHz均有覆蓋，在實際應用中可根據實際應用需求進行不同頻率范圍的產品選擇。該系列產品都具備了提供高功率附加效率的能力，最高可至36%，在一般情況也能保持在30%以上。

其中，QPA9942是一款能高效的小型5G蜂窩基站射頻放大器，該放大器工作頻率在3.3GHz~3.8GHz，工作功率為4W，可為寬帶5G信號提供－50dBc的出色DPD線性化ACPR。當輸出功率為+28dBm時，PAE能夠保持在36%。

該芯片采用的是5x5mm的SMT封裝，并且引腳與QPA9908、QPA9901和QPA9903相互兼容，這也進一步提高了產品電路設計的互通性，縮短產品的開發周期。

在射頻應用中，射頻模塊對靜電是相對敏感的，當靜電等級達到一定值時會致使無線模塊受到永久性的損壞，為避免不必要的信號衰減和損壞，Qorvo在設計階段就已經為QPA9942集成額了ESD保護，提高終端應用的可靠性。

Microchip專為5G網絡設計的GaN MMIC功率放大器

去年6月 21日，Microchip推出了具有高線性度可用于衛星通信終端和5G網絡的MMIC氮化鎵功率放大器GMICP2731-10。

該放大器采用GaN-on-SiC的制造工藝，將碳化硅與氮化鎵的優勢融合，以此提供更可靠、高性能的解決方案，提高整體功率的輸出，實現更高效的散熱。據悉，該功率放大器在27.5 至 31 GHz 的 3.5 GHz 帶寬內工作時，可提供10W的輸出功率，其功率附加效率為20%，小信號增益為22 dB，回波損耗為15 dB。

同時該芯片還采用內平衡結構的內部設計，分別在輸入端與輸出端配置了一個50Ω的電阻，并在輸出端集成了直流阻斷電容用以簡化系統的設計。

眾所周知，通信基站最大的運營成本就是電費，基站功耗的問題是運營商要面對的一大挑戰，功耗的問題直接影響著終端產品的落地。為解決產品功耗問題，據Microchip表示，這款采用了GaN-on-SiC制造工藝的放大器與使用GaAs材料的同類型產品相比，在系統功耗和產品重量體積上降低了30%，進而使得產品更加小型化和低功耗，是降低設備運營成本，實現綠色環保的最佳手段，對5G基礎建設的發展有著積極的推動作用。

結語

氮化鎵無論是在射頻領域還是在電源領域，使用了氮化鎵的終端產品在系統效率、功率密度、帶寬方面與Si材料相比，都有著顯著的優勢。隨著技術的成熟，已經有更多的硅基氮化鎵進入市場，氮化鎵已成為5G時代不可或缺的原材料，也是各大廠重點布局的一大領域。