Augstas veiktspējas heterogēns substrāts RF akustiskajām ierīcēm (LNOSiC)
Detalizēta diagramma
Produkta pārskats
RF priekšējās daļas modulis ir kritiski svarīga mūsdienu mobilo sakaru sistēmu sastāvdaļa, un RF filtri ir vieni no tā svarīgākajiem pamatelementiem. RF filtru veiktspēja tieši nosaka spektra izmantošanas efektivitāti, signāla integritāti, enerģijas patēriņu un kopējo sistēmas uzticamību. Ieviešot 5G NR frekvenču joslas un nepārtraukti attīstoties nākotnes bezvadu standartu virzienā, RF filtriem ir jādarbojas araugstākas frekvences, plašāks joslas platums, augstāks jaudas līmenis un uzlabota termiskā stabilitāte.
Pašlaik augstas klases RF akustiskie filtri joprojām ir ļoti atkarīgi no importētām tehnoloģijām, savukārt vietējo materiālu, ierīču arhitektūras un ražošanas procesu attīstība ir relatīvi ierobežota. Tāpēc augstas veiktspējas, mērogojamu un rentablu RF filtru risinājumu sasniegšana ir stratēģiski ļoti svarīga.
Nozares fons un tehniskās problēmas
Virsmas akustisko viļņu (SAW) un tilpuma akustisko viļņu (BAW) filtri ir divas dominējošās tehnoloģijas mobilajās RF priekšējās daļas lietojumprogrammās, pateicoties to lieliskajai frekvenču selektivitātei, augstajam kvalitātes koeficientam (Q) un zemajiem ievietošanas zudumiem. Starp tiem SAW filtri piedāvā nepārprotamas priekšrocībasizmaksas, procesa briedums un liela mēroga ražojamība, padarot tos par galveno risinājumu vietējā RF filtru nozarē.
Tomēr tradicionālajiem SAW filtriem ir raksturīgi ierobežojumi, ja tos izmanto progresīvās 4G un 5G sakaru sistēmās, tostarp:
-
Ierobežota centrālā frekvence, kas ierobežo vidējas un augstas joslas 5G NR spektra pārklājumu
-
Nepietiekams Q koeficients, kas ierobežo joslas platumu un sistēmas veiktspēju
-
Izteikta temperatūras nobīde
-
Ierobežota jaudas apstrādes spēja
Šo ierobežojumu pārvarēšana, vienlaikus saglabājot SAW tehnoloģijas strukturālās un procesuālās priekšrocības, ir galvenais tehniskais izaicinājums nākamās paaudzes RF akustiskajām ierīcēm.
Dizaina filozofija un tehniskā pieeja
No fiziskā viedokļa:
-
Augstāka darba frekvencenepieciešami akustiskie režīmi ar lielāku fāzes ātrumu identiskos viļņu garuma apstākļos
-
Plašāks joslas platumsprasa lielākus elektromehāniskos sakabes koeficientus
-
Lielāka jaudas vadāmībair atkarīgs no substrātiem ar lielisku siltumvadītspēju, mehānisko izturību un zemiem akustiskajiem zudumiem
Balstoties uz šo izpratni,mūsu inženieru komandair izstrādājusi jaunu heterogēnu integrācijas pieeju, apvienojotVienkristāla litija niobāta (LiNbO₃, LN) pjezoelektriskās plānās kārtiņasarAugsta akustiskā ātruma un augstas siltumvadītspējas nesošie substrāti, piemēram, silīcija karbīds (SiC). Šo integrēto struktūru sauc parLNOSiC.
Galvenā tehnoloģija: LNOSiC heterogēns substrāts
LNOSiC platforma nodrošina sinerģiskas veiktspējas priekšrocības, pateicoties materiālu un konstrukcijas kopīgam dizainam:
Augsta elektromehāniskā sasaiste
Monokristāla LN plānajai plēvei piemīt izcilas pjezoelektriskās īpašības, kas nodrošina efektīvu virsmas akustisko viļņu (SAW) un Lamb viļņu ierosināšanu ar lieliem elektromehāniskiem savienojuma koeficientiem, tādējādi atbalstot platjoslas RF filtru konstrukcijas.
Augstas frekvences un augstas kvalitātes veiktspēja
Nesošā substrāta augstais akustiskais ātrums nodrošina augstākas darba frekvences, vienlaikus efektīvi nomācot akustiskās enerģijas noplūdi, kā rezultātā uzlabojas kvalitātes koeficienti.
Izcila termiskā vadība
Atbalsta substrāti, piemēram, SiC, nodrošina izcilu siltumvadītspēju, ievērojami uzlabojot jaudas apstrādes spēju un ilgtermiņa darbības stabilitāti augstas RF jaudas apstākļos.
Procesu saderība un mērogojamība
Heterogēnais substrāts ir pilnībā saderīgs ar esošajiem SAW ražošanas procesiem, veicinot vienmērīgu tehnoloģiju pārnesi, mērogojamu ražošanu un rentablu ražošanu.
Ierīču saderība un sistēmas līmeņa priekšrocības
LNOSiC heterogēnais substrāts atbalsta vairākas RF akustisko ierīču arhitektūras uz vienas materiāla platformas, tostarp:
-
Parastie SAW filtri
-
Temperatūras kompensētas SAW (TC-SAW) ierīces
-
Izolatora uzlabotas augstas veiktspējas SAW (IHP-SAW) ierīces
-
Augstas frekvences Lamb viļņu akustiskie rezonatori
Principā viena LNOSiC plate var atbalstītdaudzjoslu RF filtru masīvi, kas aptver 3G, 4G un 5G lietojumprogrammas, piedāvājot patiesu“Viss vienā” RF akustiskā substrāta risinājumsŠī pieeja samazina sistēmas sarežģītību, vienlaikus nodrošinot augstāku veiktspēju un lielāku integrācijas blīvumu.
Stratēģiskā vērtība un rūpnieciskā ietekme
Saglabājot SAW tehnoloģijas izmaksu un procesa priekšrocības, vienlaikus panākot ievērojamu veiktspējas lēcienu, LNOSiC heterogēnais substrāts nodrošinapraktisks, ražojams un mērogojams ceļšvirzienā uz augstas klases RF akustiskajām ierīcēm.
Šis risinājums ne tikai atbalsta plaša mēroga ieviešanu 4G un 5G sakaru sistēmās, bet arī izveido stabilu materiālu un tehnoloģiju pamatu nākotnes augstfrekvences un lieljaudas RF akustiskajām ierīcēm. Tas ir izšķirošs solis ceļā uz augstas klases RF filtru aizstāšanu vietējā tirgū un ilgtermiņa tehnoloģisko neatkarību.
LNOSIC bieži uzdotie jautājumi
1. jautājums: Kā LNOSiC atšķiras no parastajiem SAW substrātiem?
A:Parastās SAW ierīces parasti tiek izgatavotas uz liela apjoma pjezoelektriskiem substrātiem, kas ierobežo frekvenci, Q koeficientu un jaudas apstrādi. LNOSiC integrē monokristāla LN plāno plēvi ar liela ātruma, augstas siltumvadītspējas substrātu, nodrošinot darbību ar augstāku frekvenci, plašāku joslas platumu un ievērojami uzlabotu jaudas jaudu, vienlaikus saglabājot SAW procesa saderību.
2. jautājums: Kā LNOSiC salīdzināms ar BAW/FBAR tehnoloģijām?
A:BAW filtri izceļas ar ļoti augstām frekvencēm, taču tiem nepieciešami sarežģīti ražošanas procesi un augstākas izmaksas. LNOSiC piedāvā papildinošu risinājumu, paplašinot SAW tehnoloģiju augstākas frekvenču joslās ar zemākām izmaksām, labāku procesa briedumu un lielāku elastību daudzjoslu integrācijai.
3. jautājums: Vai LNOSiC ir piemērots 5G NR lietojumprogrammām?
A:Jā. LNOSiC augstais akustiskais ātrums, lielā elektromehāniskā sasaiste un izcilā termiskā vadība padara to labi piemērotu vidējas un augstas joslas 5G NR filtriem, tostarp lietojumprogrammām, kurām nepieciešams plašs joslas platums un liela jaudas apstrāde.
Par mums
XKH specializējas īpašu optisko stiklu un jaunu kristāla materiālu augsto tehnoloģiju izstrādē, ražošanā un pārdošanā. Mūsu produkti ir paredzēti optiskajai elektronikai, plaša patēriņa elektronikai un militārajai rūpniecībai. Mēs piedāvājam safīra optiskos komponentus, mobilo tālruņu lēcu pārsegus, keramiku, LT, silīcija karbīda SIC, kvarca un pusvadītāju kristāla plāksnes. Pateicoties prasmēm un modernākajam aprīkojumam, mēs izceļamies nestandarta produktu apstrādē, cenšoties kļūt par vadošo optoelektronisko materiālu augsto tehnoloģiju uzņēmumu.
