面向5G通信的射频前端关键器件及芯片

2021-11-23
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为了实现面向5G通信系统关键技术自主可控和规模化、产业化发展,中电国基南方集团有限公司,从创新性研发平台、产业化平台、产品开发平台和产品推广四个大方向布局,积极整合资源,对新一代宽带无线通信系统及中国整个射频集成电路产业的发展产生了积极的推动作用。

成果名称:面向5G通信的射频前端关键器件及芯片

成果单位:中电国基南方集团有限公司

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射频前端中的关键技术是5G通信系统中的核心。为了实现面向5G通信系统关键技术自主可控和规模化、产业化发展,中电国基南方集团有限公司,从创新性研发平台、产业化平台、产品开发平台和产品推广四个大方向布局,积极整合资源,利用第三代半导体GaN在器件技术中高功率、高效率和宽频带优势,开发射频前端关键器件及芯片,系统性地解决了5G移动通信系统用射频功率放大器的设计和制造技术,确保了核心技术自主可控;建设完成外延、芯片、封测等自主可控的产业链,批量生产用于5G移动通信系统基站需求的1.8G、2.6G、3.5GHz高效率高线性功率放大器,5G毫米波收发前端芯片等产品,提高了中国在5G移动通信产品领域的竞争力,推进GaN功率器件的规模化、产业化发展。相关产品满足5G通信系统对多品种、高性能以及高可靠器件的应用需求,已批量应用于中国主流5G基站,并能满足各类宏基站、微基站的要求,整体性能达到国际先进水平。对新一代宽带无线通信系统及中国整个射频集成电路产业的发展产生了积极的推动作用,对移动通信国产化的发展意义重大,具有良好的社会效益和经济效益。

主要产品性能指标:

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本项目创新点:

1. 通过多团队技术攻关,完成了GaN外延材料设计和生长技术、GaN芯片设计和工艺流片技术、器件的模型技术、高效率宽带Doherty电路设计技术、功率管管芯内匹配技术、高效的低热阻粘接技术、自动化微组装技术、自动化大功率测试技术的自主开发,突破了各相关领域的关键技术,整个产业链的核心技术自主可控。

2. 通过资源整合,形成了IDM的产业模式。公司建设了外延、芯片、管壳、封装、测试等GaN前端器件的生产线。各产线重点开展大批量、低成本、高良率等产业化技术攻关,综合水平已接近国际先进水平。研发和生产的GaN前端功率产品具备高性能、高可靠的特点,在中国主流5G移动通信基站中得到规模应用,为中国5G移动通信的产业化发展打下坚实的基础。

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经济效益和社会效益:

本项目突破 GaN射频前端器件研制及生产中的关键技术,建立完全自主的GaN前端器件设计、加工、封装、测试的全流程产业链,研制出满足5G基站应用需求的高性能、高可靠GaN前端功率器件和芯片,达到国际同类产品水平同时,实现了产业链整合,在工艺、芯片电路设计、一体化模块设计、测试及应用验证平台等关键技术点上全面突破,为5G移动通信系统产品的推出形成关键技术奠定了良好基础,对于中国未来5G移动通信频段的选择、标准的确定进行了前期终端芯片的探索研究,对于实现自主可控的创新发展和后期的产业化具有重大的意义。

公司成体系布局了GaN前端器件和芯片产业链各个环节,加强和设备商的合作开发,研发的系列产品覆盖5G通信主流频段,并具备百万只金属陶瓷封装器件和千万只塑封器件的生产规模,随着5G移动通信和公司IDM产业链的不断发展完善,后期必将带来更好的社会效益和经济效益。