Visokoperformansna heterogena podloga za RF akustične uređaje (LNOSiC)
Detaljan dijagram
Pregled proizvoda
RF prednji modul je ključna komponenta modernih mobilnih komunikacijskih sistema, a RF filteri su među njegovim najvažnijim gradivnim blokovima. Performanse RF filtera direktno određuju efikasnost korištenja spektra, integritet signala, potrošnju energije i ukupnu pouzdanost sistema. Uvođenjem 5G NR frekvencijskih opsega i kontinuiranom evolucijom prema budućim bežičnim standardima, RF filteri moraju raditi naviše frekvencije, širi propusni opseg, veći nivoi snage i poboljšana termička stabilnost.
Trenutno, vrhunski RF akustični filteri i dalje uveliko zavise od uvoznih tehnologija, dok je domaći razvoj materijala, arhitektura uređaja i proizvodnih procesa relativno ograničen. Postizanje visokoperformansnih, skalabilnih i isplativih RF filterskih rješenja je stoga od velikog strateškog značaja.
Pozadina industrije i tehnički izazovi
Filteri površinskih akustičnih talasa (SAW) i filteri zapreminskih akustičnih talasa (BAW) su dvije dominantne tehnologije u mobilnim RF front-end aplikacijama zbog svoje odlične frekvencijske selektivnosti, visokog faktora kvaliteta (Q) i niskog unesenog gubitka. Među njima, SAW filteri nude jasne prednosti utroškovi, zrelost procesa i mogućnost proizvodnje velikih razmjera, što ih čini glavnim rješenjem u domaćoj industriji RF filtera.
Međutim, konvencionalni SAW filteri suočavaju se sa suštinskim ograničenjima kada se primjenjuju na napredne 4G i 5G komunikacijske sisteme, uključujući:
-
Ograničena centralna frekvencija, što ograničava pokrivenost srednjeg i visokog opsega 5G NR spektra
-
Nedovoljan Q faktor, što ograničava propusni opseg i performanse sistema
-
Izraženo temperaturno odstupanje
-
Ograničena sposobnost rukovanja snagom
Prevazilaženje ovih ograničenja uz očuvanje strukturnih i procesnih prednosti SAW tehnologije ključni je tehnički izazov za RF akustične uređaje sljedeće generacije.
Filozofija dizajna i tehnički pristup
Sa fizičke perspektive:
-
Viša radna frekvencijazahtijeva akustične modove s većom faznom brzinom pod identičnim uvjetima valne duljine
-
Širi propusni opsegzahtijeva veće koeficijente elektromehaničke sprege
-
Veća snaga rukovanjazavisi od podloga sa odličnom toplotnom provodljivošću, mehaničkom čvrstoćom i niskim akustičnim gubitkom
Na osnovu ovog shvatanja,naš inženjerski timrazvio je novi pristup heterogene integracije kombinovanjemTanki piezoelektrični filmovi monokristalnog litijum niobata (LiNbO₃, LN)sanoseće podloge s visokom brzinom zvuka i visokom toplinskom provodljivošću, kao što je silicijum karbid (SiC). Ova integrisana struktura se nazivaLNOSiC.
Osnovna tehnologija: LNOSiC heterogeni supstrat
LNOSiC platforma pruža sinergijske prednosti performansi kroz zajednički dizajn materijala i konstrukcija:
Visoka elektromehanička spojnica
Tanki film monokristalnog LN-a pokazuje odlična piezoelektrična svojstva, omogućavajući efikasnu pobudu površinskih akustičnih talasa (SAW) i Lambovih talasa sa velikim koeficijentima elektromehaničke sprege, čime se podržavaju dizajni širokopojasnih RF filtera.
Visokofrekventne i visokokvalitetne performanse
Visoka akustična brzina noseće podloge omogućava više radne frekvencije, a istovremeno efikasno suzbija curenje akustične energije, što rezultira poboljšanim faktorima kvalitete.
Superiorno upravljanje temperaturom
Potporne podloge poput SiC pružaju izuzetnu toplinsku provodljivost, značajno poboljšavajući sposobnost rukovanja snagom i dugoročnu operativnu stabilnost pod uvjetima visoke RF snage.
Kompatibilnost i skalabilnost procesa
Heterogena podloga je u potpunosti kompatibilna s postojećim procesima SAW proizvodnje, što olakšava nesmetan transfer tehnologije, skalabilnu proizvodnju i isplativu proizvodnju.
Kompatibilnost uređaja i prednosti na nivou sistema
Heterogena podloga LNOSiC podržava više arhitektura RF akustičnih uređaja na jednoj materijalnoj platformi, uključujući:
-
Konvencionalni SAW filteri
-
Uređaji sa temperaturnom kompenzacijom SAW (TC-SAW)
-
Visokoučinkoviti SAW (IHP-SAW) uređaji s poboljšanim izolatorom
-
Visokofrekventni Lambovi talasni akustični rezonatori
U principu, jedna LNOSiC pločica može podržatiVišepojasni RF filterski nizovi koji pokrivaju 3G, 4G i 5G aplikacije, nudeći istinsko"Sve-u-jednom" rješenje za RF akustičnu podloguOvaj pristup smanjuje složenost sistema, a istovremeno omogućava veće performanse i veću gustinu integracije.
Strateška vrijednost i industrijski utjecaj
Očuvanjem prednosti troškova i procesa SAW tehnologije, a istovremeno postizanjem značajnog skoka u performansama, heterogeni supstrat LNOSiC pruža...praktičan, proizvodljiv i skalabilan putprema vrhunskim RF akustičnim uređajima.
Ovo rješenje ne samo da podržava masovnu primjenu u 4G i 5G komunikacijskim sistemima, već i uspostavlja čvrstu osnovu materijala i tehnologije za buduće visokofrekventne i snažne RF akustičke uređaje. Predstavlja ključni korak ka domaćoj zamjeni vrhunskih RF filtera i dugoročnoj tehnološkoj samostalnosti.
Često postavljana pitanja o LNOSIC-u
P1: Po čemu se LNOSiC razlikuje od konvencionalnih SAW supstrata?
A:Konvencionalni SAW uređaji se obično izrađuju na piezoelektričnim supstratima u masi, što ograničava frekvenciju, Q faktor i rukovanje snagom. LNOSiC integriše tanki film monokristalnog LN-a sa supstratom velike brzine i visoke toplotne provodljivosti, omogućavajući rad na višim frekvencijama, širi propusni opseg i značajno poboljšane mogućnosti napajanja, a istovremeno zadržava kompatibilnost sa SAW procesom.
P2: Kako se LNOSiC poredi sa BAW/FBAR tehnologijama?
A:BAW filteri se ističu na vrlo visokim frekvencijama, ali zahtijevaju složene procese proizvodnje i uzrokuju veće troškove. LNOSiC nudi komplementarno rješenje proširujući SAW tehnologiju na više frekvencijske opsege uz niže troškove, bolju zrelost procesa i veću fleksibilnost za integraciju više opsega.
P3: Da li je LNOSiC pogodan za 5G NR aplikacije?
A:Da. Visoka akustična brzina, velika elektromehanička sprega i vrhunsko termičko upravljanje LNOSiC-om čine ga pogodnim za 5G NR filtere srednjeg i visokog opsega, uključujući primjene koje zahtijevaju široku propusnost i visoku snagu.
O nama
XKH se specijalizirao za visokotehnološki razvoj, proizvodnju i prodaju specijalnog optičkog stakla i novih kristalnih materijala. Naši proizvodi služe optičkoj elektronici, potrošačkoj elektronici i vojsci. Nudimo safirne optičke komponente, poklopce za sočiva mobilnih telefona, keramiku, LT, silicijum karbid SIC, kvarc i poluprovodničke kristalne pločice. Sa stručnim znanjem i najsavremenijom opremom, ističemo se u obradi nestandardnih proizvoda, s ciljem da postanemo vodeće visokotehnološko preduzeće u oblasti optoelektronskih materijala.
