『这个知识不太冷』系列，旨在帮助小伙伴们唤醒知识的记忆，将挑选一部分Qorvo划重点的知识点，结合产业现状解读，以此温故知新、查漏补缺。本篇推文继续谈5G射频~
5G愿景的真正实现，还需要更多创新。网络基站和用户设备（例如：手机） 变得越来越纤薄和小巧，能耗也变得越来越低。为了适合小尺寸设备，许多射频应用所使用的印刷电路板（PCB）也在不断减小尺寸。因此，射频应用供应商必须开发新的封装技术，尽量减小射频组件的占位面积。再进一步，部分供应商开始开发系统级封装办法（SiP），以减少射频组件的数量，尽管这种办法将会增加封装成本。
系统级封装办法正在被用于射频前端，而射频前端包含基站与天线中间的所有组件。
一个典型的射频前端由开关、滤波器、放大器及调谐组件组成。这些技术设备的尺寸不断减小，并且相互集成度不断加大。结果，在手机、小蜂窝、天线阵列系统、Wi-Fi等5G应用中，射频前端正在变成一个复杂的、高度集成的系统封包。
不管怎样，5G愿景的实现都需要射频技术和封装技术的颠覆性创新。
氮化镓（GaN）是一种二进制III/V族带隙半导体，非常适合用于高功率、耐高温晶体管。氮化镓功率放大器技术的5G通信潜力才刚刚显现。氮化镓具有高射频功率、低直流功耗、小尺寸及高可靠性等优势，让设备制造商能够减小基站体积。反过来，这又有助于减少5G基站信号塔上安装的天线阵列系统的重量，因此可以降低安装成本。另外，氮化镓还能在各种毫米波频率上，轻松支持高吞吐量和宽带宽。
氮化镓技术最适合实现高有效等向辐射基站功率（EIRP），如下图所示。美国联邦通信委员会定义了非常高的EIRP限值，规定对于28GHz和39GHz频带，每100MHz带宽需要达到75dBm功率。因此带来了哪些挑战？相关设备的搭建既要满足这些目标，又要将成本、尺寸、重量和功率等保持在移动网络运营商的预算范围内。氮化镓技术是关键；相比于其他技术，氮化镓技术在达到以上高EIRP值时，使用的元件更少， 并且输出功率更高。
半导体技术与EIRP需求的适应性比较
对于高功率基站应用，相比于锗硅（SiGe）或硅（Si）等其他功率放大器技术，在相同EIRP目标值下，氮化镓技术的总功率耗散更低，如下图所示。氮化镓减少了整体系统的重量和复杂性，同时还仍保持较低功耗，因此更适合塔上安装系统的设计。
氮化镓减少了基站设计的复杂性，降低了成本
由于新增频带和载波聚合，再加上蜂窝通信必须与许多其他无线标准共存的事实，干涉问题比以往更加严重。要减少频带与标准之间的干涉，滤波器技术是关键。
表面声波滤波器和体声波滤波器具有占位面积小、性能优异、经济适用等优势，在移动设备滤波器市场上居于主导地位。
体声波滤波器最适合1GHz至6GHz的频段，表面声波滤波器最适合1GHz以下的频段。因此，体声波的5G “甜蜜点”是低于7GHz的频段。
体声波和表面声波能够减少LTE、Wi-Fi、自动通信以及新的7GHz以下5G频率的干涉，同时又能满足制造商严格的体积和性能标准。
对于智能手机设计者， 5G的推出对于电池寿命和主板空间又是一个挑战。随着每代产品推陈出新，集成的压力和缩小体积的压力不断增加。在较高频率下工作，意味着功率放大器效率降低，同时天线和线路的损耗增加。另外，5G手机还需要增加射频开关，因此带来更多链路预算损失。（所谓“链路预算”，是指在电信系统中，从发送器经由电缆、走线等直至接收器，在这一过程中产生的所有增益与损失的总和。）
