Vysokovýkonný heterogénny substrát pre RF akustické zariadenia (LNOSiC)

Stručný popis:

RF vstupný modul je kritickou súčasťou moderných mobilných komunikačných systémov a RF filtre patria medzi jeho najdôležitejšie stavebné bloky. Výkon RF filtrov priamo určuje účinnosť využitia spektra, integritu signálu, spotrebu energie a celkovú spoľahlivosť systému. So zavedením frekvenčných pásiem 5G NR a neustálym vývojom smerom k budúcim bezdrôtovým štandardom sa od RF filtrov vyžaduje, aby fungovali na...vyššie frekvencie, širšie šírky pásma, vyššie úrovne výkonu a vylepšená tepelná stabilita.

V súčasnosti sú špičkové RF akustické filtre stále vysoko závislé od dovážaných technológií, zatiaľ čo domáci vývoj v oblasti materiálov, architektúr zariadení a výrobných procesov je relatívne obmedzený. Dosiahnutie vysoko výkonných, škálovateľných a nákladovo efektívnych riešení RF filtrov má preto veľký strategický význam.

Pošlite nám e-mail

Funkcie

Podrobný diagram

Prehľad produktu

Pozadie odvetvia a technické výzvy

Filtre s povrchovou akustickou vlnou (SAW) a objemovou akustickou vlnou (BAW) sú dve dominantné technológie v mobilných RF aplikáciách na vstupe do siete vďaka ich vynikajúcej frekvenčnej selektivite, vysokému faktoru kvality (Q) a nízkym vložným stratám. Spomedzi nich ponúkajú filtre SAW jasné výhody v...náklady, vyspelosť procesu a veľkovýrobiteľnosť, čo z nich robí hlavné riešenie v domácom priemysle RF filtrov.

Konvenčné SAW filtre však čelia vnútorným obmedzeniam pri použití v pokročilých komunikačných systémoch 4G a 5G, vrátane:

Obmedzená stredná frekvencia, ktorá obmedzuje pokrytie spektra 5G NR v strednom a vysokom pásme
Nedostatočný faktor Q, obmedzujúci šírku pásma a výkon systému
Výrazný teplotný drift
Obmedzená schopnosť spracovať výkon

Prekonanie týchto obmedzení pri zachovaní štrukturálnych a procesných výhod technológie SAW je kľúčovou technickou výzvou pre RF akustické zariadenia novej generácie.

Filozofia dizajnu a technický prístup

Z fyzického hľadiska:

Vyššia prevádzková frekvenciavyžaduje akustické módy s vyššou fázovou rýchlosťou za rovnakých vlnových podmienok
Širšia šírka pásmavyžaduje väčšie elektromechanické väzbové koeficienty
Vyššia manipulácia s výkonomzávisí od substrátov s vynikajúcou tepelnou vodivosťou, mechanickou pevnosťou a nízkou akustickou stratou

Na základe tohto porozumenia,náš inžiniersky tímvyvinula nový prístup k heterogénnej integrácii kombinácioupiezoelektrické tenké filmy monokryštálového niobátu lítia (LiNbO₃, LN)snosné substráty s vysokou akustickou rýchlosťou a vysokou tepelnou vodivosťou, ako napríklad karbid kremíka (SiC). Táto integrovaná štruktúra sa označuje akoLNOSiC.

Základná technológia: Heterogénny substrát LNOSiC

Platforma LNOSiC prináša synergické výkonnostné výhody vďaka spoločnému návrhu materiálov a konštrukcií:

Vysoká elektromechanická spojka

Tenká vrstva monokryštálového LN vykazuje vynikajúce piezoelektrické vlastnosti, čo umožňuje efektívne budenie povrchových akustických vĺn (SAW) a Lambových vĺn s veľkými elektromechanickými väzbovými koeficientmi, čím podporuje návrhy širokopásmových RF filtrov.

Vysokofrekvenčný a vysokokvalitný výkon

Vysoká akustická rýchlosť nosného substrátu umožňuje vyššie prevádzkové frekvencie a zároveň účinne potláča únik akustickej energie, čo vedie k zlepšeniu faktorov kvality.

Vynikajúci tepelný manažment

Nosné substráty, ako napríklad SiC, poskytujú výnimočnú tepelnú vodivosť, čím výrazne zvyšujú schopnosť spracovania energie a dlhodobú prevádzkovú stabilitu za podmienok vysokého rádiofrekvenčného výkonu.

Kompatibilita a škálovateľnosť procesov

Heterogénny substrát je plne kompatibilný s existujúcimi výrobnými procesmi SAW, čo umožňuje plynulý prenos technológií, škálovateľnú výrobu a nákladovo efektívnu výrobu.

Kompatibilita zariadení a výhody na úrovni systému

Heterogénny substrát LNOSiC podporuje viacero architektúr RF akustických zariadení na jednej materiálovej platforme vrátane:

Konvenčné SAW filtre
Zariadenia SAW s teplotnou kompenzáciou (TC-SAW)
Vysokovýkonné zariadenia SAW (IHP-SAW) s vylepšeným izolantom
Vysokofrekvenčné akustické rezonátory s Lambovou vlnou

V princípe môže jeden LNOSiC wafer podporovaťviacpásmové polia RF filtrov pokrývajúce aplikácie 3G, 4G a 5G, ktorý ponúka skutočnýRiešenie „všetko v jednom“ pre RF akustický substrátTento prístup znižuje zložitosť systému a zároveň umožňuje vyšší výkon a väčšiu hustotu integrácie.

Strategická hodnota a priemyselný vplyv

Zachovaním nákladových a procesných výhod technológie SAW a zároveň dosiahnutím podstatného skoku vo výkone poskytuje heterogénny substrát LNOSiC...praktická, vyrobiteľná a škálovateľná cestasmerom k špičkovým RF akustickým zariadeniam.

Toto riešenie nielenže podporuje rozsiahle nasadenie v komunikačných systémoch 4G a 5G, ale tiež vytvára pevný materiálový a technologický základ pre budúce vysokofrekvenčné a výkonné RF akustické zariadenia. Predstavuje kritický krok k domácej náhrade špičkových RF filtrov a dlhodobej technologickej sebestačnosti.

Často kladené otázky o LNOSIC

Otázka 1: Aký je rozdiel medzi LNOSiC a konvenčnými substrátmi SAW?

A:Konvenčné SAW zariadenia sa zvyčajne vyrábajú na objemových piezoelektrických substrátoch, čo obmedzuje frekvenciu, Q faktor a spracovanie výkonu. LNOSiC integruje tenkú vrstvu monokryštálového LN s vysokorýchlostným substrátom s vysokou tepelnou vodivosťou, čo umožňuje prevádzku na vyšších frekvenciách, širšiu šírku pásma a výrazne zlepšený výkon pri zachovaní kompatibility s procesom SAW.

Otázka 2: Ako sa LNOSiC porovnáva s technológiami BAW/FBAR?

A:Filtre BAW vynikajú pri veľmi vysokých frekvenciách, ale vyžadujú zložité výrobné procesy a sú spojené s vyššími nákladmi. LNOSiC ponúka doplnkové riešenie rozšírením technológie SAW do pásiem s vyššími frekvenciami s nižšími nákladmi, lepšou vyspelosťou procesu a väčšou flexibilitou pre integráciu viacerých pásiem.

Otázka 3: Je LNOSiC vhodný pre aplikácie 5G NR?

A:Áno. Vysoká akustická rýchlosť, rozsiahle elektromechanické prepojenie a vynikajúci tepelný manažment LNOSiC ho robia vhodným pre strednopásmové a vysokopásmové 5G NR filtre, vrátane aplikácií vyžadujúcich širokú šírku pásma a vysoký výkon.

O nás

Spoločnosť XKH sa špecializuje na vývoj, výrobu a predaj high-tech technológií v oblasti špeciálneho optického skla a nových kryštálových materiálov. Naše produkty slúžia optickej elektronike, spotrebnej elektronike a armáde. Ponúkame zafírové optické komponenty, kryty šošoviek mobilných telefónov, keramiku, LT, karbid kremíka SIC, kremeň a polovodičové kryštálové doštičky. Vďaka odborným znalostiam a najmodernejšiemu vybaveniu vynikáme v spracovaní neštandardných produktov s cieľom stať sa popredným podnikom v oblasti high-tech optoelektronických materiálov.