氮化鎵的無線基站應(yīng)用: 降低成本，環(huán)保減排

眾所周知，全世界對高速移動/遠(yuǎn)程寬帶接入的需求突飛猛漲，并且需要大范圍的無線基站為此提供支持。無線網(wǎng)絡(luò)需求的增長速度實(shí)在是令人吃驚，以全球最大的移動通信公司——中國移動為例，至 2014 年年底，中國移動共運(yùn)行 72 萬個 4G/LTE 基站。到2016 年 6 月，雖然僅有一年半的時(shí)間，其基站數(shù)量幾乎翻了一倍，多達(dá) 130 萬個。同時(shí)期內(nèi)，中國移動的 4G/LTE 用戶數(shù)量從 9 千萬陡增至 4.285億。

無線需求的驚人增長為無線網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商帶來巨大的商機(jī)，然而，為成千上百萬個基站供電的成本并不低。據(jù)專家估計(jì)，無線網(wǎng)絡(luò)能耗約為 600 億千瓦時(shí)，其中 60% - 80% 為基站耗能。可以想象這是一筆多么巨大的賬單。

環(huán)境負(fù)擔(dān)同樣令人生畏。Gartner 預(yù)計(jì)全球信息和通信技術(shù)(ICT)行業(yè)的二氧化碳排量占全球排放量的 2%。而據(jù)GeSI預(yù)測，到 2020 年，無線行業(yè)的能源相關(guān)排放可能占據(jù) ICT 行業(yè)的 50% 以上。在抗擊全球變暖期間，這些數(shù)據(jù)引起了人們的擔(dān)憂。

毫無疑問，無線運(yùn)營商渴望著迎來提高基站能源效率的技術(shù)創(chuàng)新。正因如此，MACOM 的硅基氮化鎵(GaN)技術(shù)將順理成章地取代行內(nèi)基站功率放大器 LDMOS。

與LDMOS相比，MACOM 硅基氮化鎵提高了 10% 能效，并且結(jié)合多個性能優(yōu)勢，提供更佳更遠(yuǎn)的路徑;另一方面，與碳化硅基氮化鎵相比，MACOM 硅基氮化鎵的規(guī)模生產(chǎn)成本結(jié)構(gòu)更優(yōu)。只需適當(dāng)利用，10% 的能效提升即可極大程度上減少無線網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商的基站運(yùn)營成本。MACOM 估計(jì)，假設(shè)平均能效為 0.1 美元/千瓦時(shí)，僅將一年內(nèi)部署的宏基站轉(zhuǎn)換為 MACOM 硅基氮化鎵，就可節(jié)省超過 1 億美元電費(fèi)。

通過將LDMOS 產(chǎn)品轉(zhuǎn)換為 MACOM硅基氮化鎵功率放大器后，不僅可以提高能效，同時(shí)也可以減少二氧化碳排放——不管是無線營運(yùn)商還是客戶，這對于他們來說，都是令人振奮的消息。

MACOM 的MAGb 系列功率晶體管產(chǎn)品已于2016 年世界移動大會發(fā)布，該產(chǎn)品系列充分利用了 MACOM 硅基氮化鎵的能效優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)了替代半導(dǎo)體技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)的價(jià)格/性能突破。無論從經(jīng)濟(jì)角度或環(huán)境角度來衡量能效效益，無線基站應(yīng)用的氮化鎵功能放大器主流市場的到來都表明了一次變革性的技術(shù)演變。