Visokozmogljiv heterogeni substrat za RF akustične naprave (LNOSiC)
Podroben diagram
Pregled izdelka
RF vhodni modul je ključna komponenta sodobnih mobilnih komunikacijskih sistemov, RF filtri pa so med njegovimi najpomembnejšimi gradniki. Zmogljivost RF filtrov neposredno določa učinkovitost izrabe spektra, celovitost signala, porabo energije in splošno zanesljivost sistema. Z uvedbo frekvenčnih pasov 5G NR in nenehnim razvojem v prihodnje brezžične standarde morajo RF filtri delovati ...višje frekvence, širše pasovne širine, višje ravni moči in izboljšana toplotna stabilnost.
Trenutno so vrhunski RF akustični filtri še vedno zelo odvisni od uvoženih tehnologij, medtem ko je domači razvoj materialov, arhitektur naprav in proizvodnih procesov relativno omejen. Zato je doseganje visokozmogljivih, prilagodljivih in stroškovno učinkovitih rešitev RF filtrov velikega strateškega pomena.
Ozadje industrije in tehnični izzivi
Filtri s površinskimi akustičnimi valovi (SAW) in filtri s površinskimi akustičnimi valovi (BAW) sta dve prevladujoči tehnologiji v mobilnih RF aplikacijah na sprednjem delu zaradi odlične frekvenčne selektivnosti, visokega faktorja kakovosti (Q) in nizke vstavitvene izgube. Med njimi filtri SAW ponujajo jasne prednosti pristroški, zrelost procesa in možnost izdelave v velikem obsegu, zaradi česar so glavna rešitev v domači industriji RF filtrov.
Vendar pa se konvencionalni SAW filtri soočajo z intrinzičnimi omejitvami, ko se uporabljajo v naprednih komunikacijskih sistemih 4G in 5G, vključno z:
-
Omejena osrednja frekvenca, ki omejuje pokritost srednjega in visokofrekvenčnega spektra 5G NR
-
Nezadosten faktor Q, ki omejuje pasovno širino in zmogljivost sistema
-
Izrazit temperaturni drift
-
Omejena zmogljivost upravljanja moči
Premagovanje teh omejitev ob hkratnem ohranjanju strukturnih in procesnih prednosti tehnologije SAW je ključni tehnični izziv za RF akustične naprave naslednje generacije.
Filozofija oblikovanja in tehnični pristop
S fizičnega vidika:
-
Višja delovna frekvencazahteva akustične načine z višjo fazno hitrostjo pri enakih valovnih pogojih
-
Širša pasovna širinazahteva večje elektromehanske koeficiente sklopitve
-
Večja močodvisno od substratov z odlično toplotno prevodnostjo, mehansko trdnostjo in nizko akustično izgubo
Na podlagi tega razumevanja,naša inženirska ekipaje razvil nov heterogeni pristop k integraciji z združevanjempiezoelektrični tanki filmi monokristalnega litijevega niobata (LiNbO₃, LN)znosilne podlage z visoko akustično hitrostjo in visoko toplotno prevodnostjo, kot je silicijev karbid (SiC). Ta integrirana struktura se imenujeLNOSiC.
Osnovna tehnologija: Heterogeni substrat LNOSiC
Platforma LNOSiC zagotavlja sinergijske prednosti delovanja s sočasno zasnovo materialov in struktur:
Visoka elektromehanska sklopka
Tanka plast monokristalnega LN kaže odlične piezoelektrične lastnosti, kar omogoča učinkovito vzbujanje površinskih akustičnih valov (SAW) in Lambovih valov z velikimi elektromehanskimi koeficienti sklopitve, s čimer podpira zasnove širokopasovnih RF filtrov.
Visoka frekvenca in visoka jakost zvoka
Visoka akustična hitrost nosilne podlage omogoča višje delovne frekvence, hkrati pa učinkovito zavira uhajanje akustične energije, kar ima za posledico izboljšane faktorje kakovosti.
Vrhunsko upravljanje temperature
Podporni substrati, kot je SiC, zagotavljajo izjemno toplotno prevodnost, kar znatno izboljša zmogljivost prenosa moči in dolgoročno obratovalno stabilnost v pogojih visoke RF moči.
Združljivost in skalabilnost procesov
Heterogeni substrat je popolnoma združljiv z obstoječimi postopki izdelave SAW, kar omogoča nemoten prenos tehnologije, prilagodljivo proizvodnjo in stroškovno učinkovito proizvodnjo.
Združljivost naprav in prednosti na ravni sistema
Heterogeni substrat LNOSiC podpira več arhitektur RF akustičnih naprav na eni sami materialni platformi, vključno z:
-
Konvencionalni SAW filtri
-
Naprave SAW s temperaturno kompenzacijo (TC-SAW)
-
Visokozmogljive naprave SAW (IHP-SAW) z izboljšanim izolatorjem
-
Visokofrekvenčni akustični resonatorji z Lambovimi valovi
Načeloma lahko ena sama LNOSiC rezina podpiraVečpasovni RF filtri, ki pokrivajo aplikacije 3G, 4G in 5G, ki ponuja resničnoRešitev za akustično podlago RF »vse v enem«Ta pristop zmanjšuje kompleksnost sistema, hkrati pa omogoča večjo zmogljivost in večjo gostoto integracije.
Strateška vrednost in industrijski vpliv
Z ohranjanjem stroškovnih in procesnih prednosti tehnologije SAW ob hkratnem doseganju znatnega napredka v zmogljivosti, heterogeni substrat LNOSiC zagotavlja...praktična, izvedljiva in prilagodljiva potproti vrhunskim RF akustičnim napravam.
Ta rešitev ne podpira le obsežne uvedbe v komunikacijskih sistemih 4G in 5G, temveč tudi vzpostavlja trdno osnovo za materiale in tehnologijo za prihodnje visokofrekvenčne in visokozmogljive RF akustične naprave. Predstavlja ključni korak k domači zamenjavi vrhunskih RF filtrov in dolgoročni tehnološki samozadostnosti.
Pogosta vprašanja o LNOSIC-u
V1: Kakšna je razlika med LNOSiC in običajnimi substrati SAW?
A:Konvencionalne SAW naprave so običajno izdelane na piezoelektričnih substratih v razsutem stanju, kar omejuje frekvenco, faktor Q in ravnanje z močjo. LNOSiC združuje tanko plast monokristalnega LN z visokohitrostnim substratom z visoko toplotno prevodnostjo, kar omogoča delovanje na višjih frekvencah, širšo pasovno širino in znatno izboljšano zmogljivost, hkrati pa ohranja združljivost s SAW procesom.
V2: Kako se LNOSiC primerja s tehnologijama BAW/FBAR?
A:Filtri BAW so odlični pri zelo visokih frekvencah, vendar zahtevajo kompleksne proizvodne procese in povzročajo višje stroške. LNOSiC ponuja dopolnilno rešitev z razširitvijo tehnologije SAW v višje frekvenčne pasove z nižjimi stroški, boljšo zrelostjo procesa in večjo prilagodljivostjo za večpasovno integracijo.
V3: Ali je LNOSiC primeren za aplikacije 5G NR?
A:Da. Zaradi visoke akustične hitrosti, velike elektromehanske sklopke in vrhunskega toplotnega upravljanja je LNOSiC zelo primeren za srednje- in visokofrekvenčne 5G NR filtre, vključno z aplikacijami, ki zahtevajo široko pasovno širino in visoko moč.
O nas
XKH je specializirano za visokotehnološki razvoj, proizvodnjo in prodajo posebnega optičnega stekla in novih kristalnih materialov. Naši izdelki so namenjeni optični elektroniki, potrošniški elektroniki in vojski. Ponujamo safirne optične komponente, pokrove za leče mobilnih telefonov, keramiko, LT, silicijev karbid SIC, kremen in polprevodniške kristalne rezine. Z strokovnim znanjem in najsodobnejšo opremo se odlikujemo v obdelavi nestandardnih izdelkov in si prizadevamo postati vodilno visokotehnološko podjetje na področju optoelektronskih materialov.
