NXP如何看5G?方案百花齐放迎5G
5G通信是当前业界的热门话题之一。虽然目前5G通信标准尚未确定,但共识之一是载波聚合、多频段、多重输入多重输出(MIMO)等将被应用,这给射频(RF)器件行业带来严峻的挑战。日前,恩智浦半导体"FTF2016未来科技峰会"正式召开。作为全球最大的射频功放半导体厂商,恩智浦副总载兼射频业务总经理Paul Hart表示:"5G将为整个RF器件和系统设计行业带来极大的变革,以前射频领域一种方案打天下的模式将走向终结。4G和5G时代需要射频解决方案具有广泛性。
5G将带来无线射频新风貌
"5G将带来截然不同的无线射频行业风貌。"Paul Hart认为。首先,伴随着无线通信技术进入到4G+,甚至5G阶段,高速增长的数据流量使得调制解调的难度不断上升,为了支持高速LTE载波聚合、传送分集以及多重输入多重输出(MIMO)的应用需求,使得功率放大器、分集接收模块、天线调谐器等射频器件具有相当强劲的增长态势。实施通常有64个或更多的收发单元的大型天线阵列MIMO,有望将基站的容量增加至远远超出今天可以实现的容量,对于射频器件的需求将上升到一个新的台阶。
其次,5G网络将变得十分复杂。未来的无线网络应用将非常多样化,包括蜂窝网、NB-IOT、WiFi等,且涉及室内无线网络、都市蜂窝基站和小型蜂窝基站在内的网络密集化还将持续。
这种密集化增加了无线传输的的复杂性。以前射频领域一种方案打天下的模式将走向终结。4G和5G时代需要解决方案具有广泛性。
最后,频段的问题也将对RF产生影响。移动通信技术从2G一路演进至4G,均使用6GHz以下频段;然而,随着移动流量爆炸式成长,加上物联网(IoT)应用激增,下一代5G标准正面临现有频谱资源和无线RF架构,与实际所需频宽及传输速率需求落差相当大的发展压力。30GHz以上毫米波频段将被采用。然而,基于毫米波物理特性,讯号随距离增加而衰减的情形严重,因此业界在迈入5G时代之际,必将引发一连串无线RF技术的革命。
"恩智浦是功率放大器的第一大供应商,参与了从1G到5G的每一个阶段。在5G通信进入快速发展阶段,恩智浦可以支持5G的射频技术。" Paul Hart表示。
氮化镓射频走向成熟
氮化镓(GaN)材料在射频领域的发展也是当前行业的热点话题。对此,Paul Hart认为,与一般材料相比,GaN有更高的功率密度,更高的工作电压(减少了阻抗变换损耗),更高的效率,并且能够在高频高带宽下大功率射频输出,因此在未来射频领域有着光明的发展前景。
但是,Paul Hart同时也指出,LDMOS技术成熟,可以保持低成本。由于它可以提供单器件高射频功率,因此在这些市场的基础牢固。LDMOS等技术不会消失,即使是在5G时代。LDMOS的局限性是最高可用频率低于4GHz,且只能在一个窄带有最佳性能表现。因此,5G时代可能的情况是,在低频部分, LDMOS技术仍有很强的活力,但是高频部分,未来GaN材料将发挥重要作用。
Paul Hart表示,恩智浦长期跟踪GaN技术发展,从管芯到设计、封装、制造,都有着完善的技术储备。
开创家电市场空间
Paul Hart还介绍了恩智浦与美的集团共同开发的新型智能厨电——"半导体加热魔方"。这款产品采用了半导体射频技术,通过半导体微波对食物进行加热,可大幅度提高烹饪效果。
这款产品采用了恩智浦最新一代RF烹饪元件——MHT1004N。这是一个低电压半导体烹饪晶体管,可实现高效的能量管理和输出。Paul Hart表示,采用半导体烹饪,可以更好地控制加热过程,让电器以闭环方式控制能量来实现对食物的均匀加热,并保证始终如一的加热效果,让联网电器实现真正的智能化。此外,本次活动中,恩智浦还展示了一款便携式的固态微波炉,采用半导体射频加热的方式,可以使用电池供电,让人们在野外活动时也可以随时加热。
Paul Hart认为,未来半导体射频元件将大量进入家电市场,改造以往真空管加热一统天下的局面,创造更大的市场空间。
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