移動通信用半導體技術發展趨勢淺析

宮學源

5G通信技術帶來了大帶寬（eMBB）、大連接（mMTC）和低時延（uRLLC）等技術新體驗，快速拉動大數據、人工智能、物聯網和智能駕駛等一系列新業態，5G新基建正在成為當今時代全球各國最關注的經濟與發展議題。未來，5G將繼續向毫米波方案推薦，甚至空天地一體化的6G技術也開始嶄露頭角。GaN—on—SiC、磷化銦（InP）等化合物半導體技術在超高頻、大功率射頻領域展現出無可比擬的優勢，將為未來的5G新基建奠定堅實的物質基礎。下文簡要闡述通信技術的演進趨勢，并對半導體技術的發展趨勢作出簡析。

1 5G演進趨勢：Sub—6G+毫米波混合覆蓋模式將成為主流

根據3GPP標準，5G主要使用的頻率范圍包括450MHz—6GHz（Sub—6G）頻段和24.25GH—52.60GHz（毫米波）頻段（如圖1所示）。其中，Sub—6G頻段穿透能力強、覆蓋范圍廣，能兼顧網絡速度和信號覆蓋，同時可以沿用現有的4G—LTE網絡，因此成為全球大多數國家的首發頻段；毫米波頻段頻率高、帶寬大，具備速度快、延遲小、信號分辨率高等諸多優勢，是5G發展的必然趨勢，但該波段穿透能力差、路徑損耗大，未來將通過微基站等方式解決覆蓋問題。鑒于2個頻段各具優勢，未來較長時間內Sub—6G頻段和毫米波頻段混合覆蓋的模式將成為主流，在主要城市毫米波將成為主流，在郊區和小城市則由Sub—6GHz占據主導。當前，中國商用5G主要為Sub—6G頻段，由于其低成本、寬覆蓋的特性中國成為5G覆蓋率最高的國家之一；美國由于軍事頻段占用問題，商用5G主要為毫米波頻段，但因成本高、技術成熟度低導致5G覆蓋率低。

自iPhone12系列（美版）開始，支持毫米波頻段的5G智能手機開始了大面積普及之路。……