日本計(jì)劃啟動(dòng)6G試驗(yàn)，GaN的機(jī)會(huì)來(lái)了！

在本次聯(lián)合試驗(yàn)中，各方將采用100GHz和300GHz的次太赫茲波，即保證能夠使用6G通訊技術(shù)。在此基礎(chǔ)上，三家企業(yè)還計(jì)劃開發(fā)基于化合物半導(dǎo)體技術(shù)的高頻無(wú)線裝置。

據(jù)介紹，DOCOMO于2014年開始與富士通達(dá)成合作關(guān)系，共同驗(yàn)證了實(shí)現(xiàn)5G通訊的無(wú)限技術(shù)，并利用所獲的專有知識(shí)和技術(shù)，從2020年開始提供5G商用服務(wù)。

而接下來(lái)，富士通將與DOCOMO及NTT一起啟動(dòng)試驗(yàn)，搭建6G無(wú)線技術(shù)以實(shí)現(xiàn)100GHz及300GHz頻段的次太赫茲通訊，同時(shí)聯(lián)合各大產(chǎn)業(yè)合作伙伴共同推動(dòng)6G的商用化。

據(jù)悉，100GHz及以上頻段有助于實(shí)現(xiàn)超100Gbps的通訊速度，是目前5G網(wǎng)絡(luò)的10倍。然而，高頻無(wú)線電波易于受障礙物的影響，從而造成距離遠(yuǎn)的站點(diǎn)之間通訊難度大。

為解決這個(gè)難題，富士通、DOCOMO及NTT擬使用分布式MIMO無(wú)線通訊技術(shù)。在分布式MIMO系統(tǒng)中，多個(gè)次太赫茲波天線被分散開，從不同方向同時(shí)向一個(gè)接收端發(fā)射無(wú)線電波。具體來(lái)說，分散在小區(qū)內(nèi)的多個(gè)天線通過光纖和基站處理器相連接，具有多天線的移動(dòng)臺(tái)和分散在附近的基站天線進(jìn)行通信,與基站建立了MIMO通信鏈路。

為了在次太赫茲波下實(shí)現(xiàn)高速、大容量通信，同時(shí)實(shí)現(xiàn)小尺寸和低功耗的特點(diǎn)，富士通計(jì)劃開發(fā)基于GaN和InP等化合物半導(dǎo)體元件的高頻無(wú)線裝置。下一步，富士通將推動(dòng)實(shí)現(xiàn)6G實(shí)際應(yīng)用相關(guān)技術(shù)的開發(fā)工作，積極參與全球6G標(biāo)準(zhǔn)化活動(dòng)，通過研發(fā)解決社會(huì)問題。

GaN、InP等化合物半導(dǎo)體材料在移動(dòng)通信設(shè)備與基站、光纖通信等高頻應(yīng)用領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。其中，在綠色發(fā)展、節(jié)能減碳等全球趨勢(shì)的背景下，GaN憑借節(jié)能高效、高頻率、高功率等優(yōu)點(diǎn)而日益受到相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域的關(guān)注，將助力綠色減排。

在通訊領(lǐng)域，GaN已經(jīng)成為5G/6G等技術(shù)的理想選擇。目前，包含純GaN廠商及相關(guān)IDM廠商在內(nèi)的全球廠商已經(jīng)開始加大5G/6G通訊基站、數(shù)據(jù)中心等的開發(fā)力度，并取得了突破性的成果。

例如，意法半導(dǎo)體今年5月宣布與電信、工業(yè)、國(guó)防和數(shù)據(jù)中心半導(dǎo)體解決方案供應(yīng)商MACOM成功制造出射頻硅基GaN原型芯片，在5G和6G移動(dòng)基礎(chǔ)設(shè)施中的應(yīng)用潛力巨大。下一步，雙方將深化合作，加快推動(dòng)射頻硅基GaN產(chǎn)品的上市。

此外，2021年，半導(dǎo)體制造商GF（Global Foundries）宣布將與雷神公司共同開發(fā)并商業(yè)化新型硅基GaN半導(dǎo)體器件，目的也是支持未來(lái)6G通訊網(wǎng)絡(luò)。據(jù)介紹，新型GaN產(chǎn)品能夠提高射頻性能并維持生產(chǎn)和運(yùn)營(yíng)成本，有助于客戶提升功率和功率附加效率，從而滿足5G和6G毫米波工作頻率標(biāo)準(zhǔn)。

從國(guó)家層面來(lái)看，多個(gè)國(guó)家已經(jīng)開始積極布局5G/6G通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，包括中國(guó)和日本。日本如今已釋放出了開發(fā)支持6G通訊技術(shù)GaN產(chǎn)品的信號(hào)；中國(guó)也正式啟動(dòng)了“東數(shù)西算”工程，將構(gòu)建數(shù)據(jù)中心、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)一體化的新型算力網(wǎng)絡(luò)體系，在此背景下，6G通訊技術(shù)有望加速落地，而這將在很大程度上促進(jìn)GaN技術(shù)的進(jìn)一步滲透。

TrendForce集邦咨詢調(diào)查顯示，現(xiàn)階段，快充市場(chǎng)是GaN的主要成長(zhǎng)動(dòng)能，而通信基站，數(shù)據(jù)中心、光伏逆變器等工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景也已經(jīng)開始導(dǎo)入GaN技術(shù)作為替代方案，逐步打開GaN新的增長(zhǎng)空間。總體來(lái)看，TrendForce集邦咨詢預(yù)估GaN功率半導(dǎo)體的市場(chǎng)規(guī)模到2025年可達(dá)13.2億美元。

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