在歐盟的“5G GaN2”項目中，來自研究和工業界的17個合作伙伴聯合起來，為即將推出的移動通信標準5G開發基于氮化鎵（GaN）的經濟高效的高性能技術。

項目背景

第五代（5G）通信技術將提供對各種應用的互聯網接入：從數十億低數據速率傳感器到高分辨率視頻流。5G網絡旨在擴展這些不同的用例，并為每個用戶使用不同的無線接入技術。

為了支持非常高的數據速率，5G將使用毫米波頻率的寬帶寬頻譜分配。毫米波頻率（24 GHz以上）提供的帶寬是低頻段（低于6 GHz）的10倍以上。然而，轉向毫米波會增加成本，這使得以毫米波頻率提供覆蓋極具挑戰性。

部分補救措施是使用波束成形將無線電能量引導到特定用戶。對于某些部署方案，波束成形還不夠，還必須增加輸出功率。一個主要挑戰是將經濟實惠的高性能毫米波有源天線陣列投入生產。目前該系統有市場需求，但存在能力差距。

氮化鎵5G技術

負責管理該項目的Dirk Schwantuschke博士說，“通過使用先進的氮化鎵技術，有必要提高這些創新頻段的網絡基礎設施的可用輸出功率和能效”。Schwantuschke就職于博士弗勞恩霍夫協會應用固體物理研究所（Fraunhofer IAF），是參與項目的17個合作機構之一。

在項目5G GaN2中，用于5G基站的部件和電路將在GaN的基礎上開發。Schwantuschke博士解釋說：“Fraunhofer IAF對整個項目的貢獻將是開發E頻段功率放大器，頻率范圍大約為80 GHz”。

降低成本，提高性能

基站是蜂窩網絡的連接點。它們記錄無線電小區的傳輸數據并將其傳遞。為了確保未來毫米波頻段內的數據泛濫，基站技術需要滿足兩個標準：輸出功率需要提高，同時保持低成本和低能耗。為實現這些目標，5G GaN2的項目合作伙伴依靠基于GaN的技術和放大器電路。

研究人員解釋說，基于GaN的電子元器件和系統比傳統的硅元器件更節能。該項目的另一個方面是通過封裝技術方面的創新方法，將各種組件整合到單個封裝內，以降低成本。

研究目標

該項目的目標是實現28GHz、38GHz和80GHz的演示樣品，作為開發基于GaN的功能強大且節能的5G蜂窩網絡的關鍵技術。

Schwantuschke博士說，“基于GaN的器件特別適用于基站和蜂窩網絡基礎設施所需的功能強大的高頻放大器，因為它能以高功率提供高頻范圍。Fraunhofer IAF開發的放大器能夠通過蜂窩網絡更快，更節能地發送更多數據。”

關于5G GaN2項目

5G GaN2項目將大幅降低毫米波通信成本和功耗，并增加毫米波有源天線系統的輸出功率。采用先進的氮化鎵（GaN）技術，可實現最大輸出功率和能效效果。此外，將進一步開發用于數字應用的低成本封裝技術，以實現成本和集成目標。

除了Fraunhofer IAF之外，該項目的合作方還包括手機技術相關的完整價值鏈：晶圓供應商、半導體制造商和系統集成商等與大學和研究機構共同開發用于第五代蜂窩網絡的創新GaN技術。