5G 有足够的理由去追求。CCS Insight 的预测，到2023 年，5G 用户数量将达到10 亿；2022 年底，5G蜂窝基础设施将承载近15%的全球手机流量。

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能效高，尺寸紧凑，成本低，功率密度高，线性高G 基础设施对射频半导体器件的硬性要求。对于第三代半导体技术，特别是氮化镓（GaN），5G 开始商业化是一大好处。与硅、砷化镓、锗甚至碳化硅器件相比，GaN 器件Trinamic代理适用于1-110 GHz涵盖移动通信、无线网络、点对点、点对点多点微波通信和雷达应用的高频通信应用。整合这些优点，GaN 已被证明非常适合5G 取代4个基站功率放大器G 以及前几代无线基础设施的广泛应用LDMOS(金属氧化物半导体横向扩散)。与LDMOS 相比，GaN 使系统实现更高的功率密度，有助于降低基站的尺寸，并使用不太复杂的冷却硬件。GaN 在5G 频谱中更高的能效性能可以降低位/秒的运行成本和环境影响。同样，GaN 更适合高湿度、多尘、极热和功率波动的工作环境，对性能的负面影响很小。

Filippo Di Giovanni(意法半导体汽车及分立器件产品部)

就宽带性能、功率密度和能效而言，硅LDMOS和GaAs 以传统技术为统技术远远落后于GaN(高电子迁移率晶体管)技术，无论衬底是硅还是硅SiC，都是如此。正是这项技术满足了5G 应用严格的散热要求，确保节省印刷电路板空间，满足大规模要求MIMO 安装天线阵列的要求。多功能节省基站空间GaN芯片和多片模块取代了分立设计。

此外，5G 新频段射频信号和数据处理硬件导致功耗增加，使5G 从电网容量到机柜尺寸、备用储电系统、功率密度和电力电子设备的冷却能力，基站的整个供电系统都不堪重负。例如，能效和功率密度高于其他功率半导体技术，GaN 再次成为5G 热点的最大受益者之一。

另一方面，5G 电信设备供应商的要建立大规模生产和多厂供应的弹性供应链。GaN 典型的技术III-V 从晶圆厂到量产方法的制造工艺和过渡期是关键。生长在碳化硅衬底上GaN 底部供应紧张的方法可能会困扰硅基GaN 这一需求可以通过合理的性能折衷来满足。意法半导体决定开发，以避免任何可能的材料供应问题GaN 使用硅衬底而不是碳化硅。

5G 时代不仅宏基站密度会更高，需要功率密度更高的基站收发台，还会有更小的网络单元(皮基站和飞基站)，增加网络容量，扩大网络覆盖范围。当然，主要目标是减轻宏基站的负担。5G 商业还改变了射频信号频段和信号收发方式。目前，我们看到的大多数移动通信频率是3 GHz 以下和3 GHz 至6 GHz（低于6 GHz）然而，以前被认为不适合移动通信的新频段已经开始出现，例如，高于24 GHz 高频毫米波。物联网、V2V（车间通信）、自动驾驶、远程医疗、智能制造等新兴应用刺激了对更高比例和更短延迟的需求，迫使基站制造商使用基于多输入和多输出的新架构来处理大量信号MIMO(多输入多输出)天线。预计基站有源天线波束成形技术将继续提高频谱利用率。在5G 在开始商业化的过程中，安装小型蜂窝天线的部署将促进的市场RF GaN 需要设备。大规模MIMO 基站中5G 信号处理电路功耗的设计师会更加注重半导体能效，然后寻求帮助GaN 供应商开发性能更高的产品。

(本文来源《IC2022年6月，代理杂志