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一、氮化鎵(GaN)射頻功放芯片概述
氮化鎵(GaN)射頻功放芯片是一種基于氮化鎵材料的微波射頻器件,它在現代通信系統中扮演著重要角色。GaN是一種寬帶隙半導體材料,具有優異的高頻特性、高溫穩定性以及高效率等優點。
1.國產氮化鎵射頻功放芯片的發展
國產5G通信基站GaN(氮化鎵)功率放大器芯片已經在2018年對外亮相,該芯片由中國的發明成果轉化研究院研發。這款芯片計劃在2019年正式推出,能夠全面滿足中國5G通信基站對射頻功率放大器的需求。此外,這項技術還打破了國外對高性能GaN器件對華禁運的壟斷。
2.氮化鎵射頻功放芯片在5G通信中的應用
氮化鎵射頻功放芯片在5G通信中的應用十分重要。它們是5G移動通信設備基站的核心,負責將載有信息的信號進行功率放大后送至天線上發射出去。由于5G技術對于射頻功放的工作頻率、能效、帶寬和線性度均提出了更高的要求,氮化鎵作為第三代半導體材料具備相較傳統硅基射頻器件更好的高頻特性,被認為是目前5G基站功放的最優解決方案。
3.氮化鎵射頻功放芯片的技術突破
在2023年度國家科學技術獎中,由三安光電與西安電子科技大學、中興通訊等單位共同完成的“高能效超寬帶氮化鎵功率放大器關鍵技術及在5G通信產業化應用”項目獲得了國家科學技術進步獎一等獎。該項目解決了高品質氮化鎵(GaN)射頻功放芯片在5G通信產業化應用方面的技術難題,使得GaN器件在5G移動基站實現規模應用,確保我國基站用GaN器件及工藝處于國際領先地位。
4.氮化鎵射頻功放芯片的比較優勢
與傳統的硅基或第二代砷化鎵半導體器件相比,氮化鎵器件在5G規模建網中表現出了明顯的優勢。它們能夠在高溫環境下保持高可靠性、高一致性的批量化制造,同時降低成本。氮化鎵芯片的良率從最早的30%提升到80%甚至90%,成本從過去一百多元每瓦,下降到十幾元每瓦,取得了極大的經濟效益和社會效益。
二、氮化鎵(GaN)射頻功放芯片在5G通信產業化應用
氮化鎵(GaN)射頻功放芯片在5G通信產業化應用中起到了至關重要的作用。以下是詳細解釋:
1.技術突破與產業化應用
氮化鎵(GaN)射頻功放芯片在5G通信產業化應用方面取得了顯著的成果。三安光電與西安電子科技大學、中興通訊等單位共同完成的高能效超寬帶氮化鎵功率放大器關鍵技術及在5G通信產業化應用項目,獲得了2023年度國家科學技術進步獎一等獎。該項目解決了高品質氮化鎵(GaN)射頻功放芯片在5G通信產業化應用方面的技術難題,使得GaN器件在5G移動基站實現規模應用,確保我國基站用GaN器件及工藝處于國際領先地位。
2.5G基站的關鍵角色
氮化鎵(GaN)射頻功放芯片是5G移動通信設備基站的核心部件,負責將載有信息的信號進行功率放大后送至天線上發射出去。它是整個基站射頻模組中功耗最大、價值最高的元器件,決定了基站的通信質量、功耗和成本。在5G基站中,單個基站包含的GaN功率放大器數量較多,例如一個應用32收發單元MassiveMIMO的5G基站共包含96顆GaN功率放大器;而對于64收發單元的基站,GaN功率放大器多達192顆。
3.國產化的重大突破
國產5G基站GaN射頻功放芯片已經通過認證,并計劃在2019年正式推出。這一成就打破了國外對高性能GaN器件對華禁運之壟斷,對于打破國外壟斷具有重要的意義。這項技術的成功標志著我國在5G通信設備的芯片供應鏈方面取得了重要進展,有助于減少對外國技術的依賴,并促進國內相關產業的發展。
4.未來發展前景
氮化鎵(GaN)作為一種第三代半導體材料,具有高電子遷移率、高電子飽和速率、耐高溫及高熱導率等優點,因此被認為是目前5G基站功放的最佳解決方案。隨著5G服務的普及和技術的不斷進步,氮化鎵在無線通信領域的應用將會更加廣泛。預計氮化鎵將在無線通信和國防領域大展拳腳,以其功率/效率水平和高頻性能,在高性能無線解決方案中發揮關鍵作用。
綜上所述,氮化鎵(GaN)射頻功放芯片在5G通信產業化應用中展現出了巨大的潛力和價值。隨著技術的不斷創新和完善,未來該技術將在更多的應用場景中得到廣泛應用。
三、射頻功放芯片封裝清洗劑選擇:
水基清洗的工藝和設備配置選擇對清洗精密器件尤其重要,一旦選定,就會作為一個長期的使用和運行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。
污染物有多種,可歸納為離子型和非離子型兩大類。離子型污染物接觸到環境中的濕氣,通電后發生電化學遷移,形成樹枝狀結構體,造成低電阻通路,破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層,在PCB板表層下生長枝晶。除了離子型和非離子型污染物,還有粒狀污染物,例如焊料球、焊料槽內的浮點、灰塵、塵埃等,這些污染物會導致焊點質量降低、焊接時焊點拉尖、產生氣孔、短路等等多種不良現象。
這么多污染物,到底哪些才是最備受關注的呢?助焊劑或錫膏普遍應用于回流焊和波峰焊工藝中,它們主要由溶劑、潤濕劑、樹脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分,焊后必然存在熱改性生成物,這些物質在所有污染物中的占據主導,從產品失效情況來而言,焊后殘余物是影響產品質量最主要的影響因素,離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降,松香樹脂殘留物易吸附灰塵或雜質引發接觸電阻增大,嚴重者導致開路失效,因此焊后必須進行嚴格的清洗,才能保障電路板的質量。
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