Visokoučinkovita heterogena podloga za RF akustične uređaje (LNOSiC)
Detaljan dijagram
Pregled proizvoda
RF prednji modul ključna je komponenta modernih mobilnih komunikacijskih sustava, a RF filteri su među njegovim najvažnijim građevnim blokovima. Performanse RF filtera izravno određuju učinkovitost korištenja spektra, integritet signala, potrošnju energije i ukupnu pouzdanost sustava. Uvođenjem 5G NR frekvencijskih pojaseva i kontinuiranim razvojem prema budućim bežičnim standardima, RF filteri moraju raditi naviše frekvencije, šire propusne opsege, veće razine snage i poboljšana toplinska stabilnost.
Trenutno, vrhunski RF akustični filteri i dalje uvelike ovise o uvoznim tehnologijama, dok je domaći razvoj materijala, arhitektura uređaja i proizvodnih procesa relativno ograničen. Postizanje visokoučinkovitih, skalabilnih i isplativih rješenja RF filtera stoga je od velike strateške važnosti.
Pozadina industrije i tehnički izazovi
Filtri površinskog akustičnog vala (SAW) i filtri rasutog akustičnog vala (BAW) dvije su dominantne tehnologije u mobilnim RF prednjim primjenama zbog svoje izvrsne frekvencijske selektivnosti, visokog faktora kvalitete (Q) i niskog unesenog gubitka. Među njima, SAW filtri nude jasne prednosti utrošak, zrelost procesa i mogućnost proizvodnje velikih razmjera, što ih čini glavnim rješenjem u domaćoj industriji RF filtera.
Međutim, konvencionalni SAW filtri suočavaju se s intrinzičnim ograničenjima kada se primjenjuju na napredne 4G i 5G komunikacijske sustave, uključujući:
-
Ograničena središnja frekvencija, što ograničava pokrivenost srednjeg i visokog pojasa 5G NR spektra
-
Nedovoljan Q faktor, što ograničava propusnost i performanse sustava
-
Izraženo temperaturno odstupanje
-
Ograničena sposobnost rukovanja snagom
Prevladavanje 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
Iz 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 rukovanjaovisi o podlogama s izvrsnom toplinskom vodljivošću, mehaničkom čvrstoćom i niskim akustičnim gubitkom
Na temelju ovog razumijevanja,naš inženjerski timrazvio je novi pristup heterogene integracije kombinirajućitanki piezoelektrični filmovi monokristalnog litijevog niobata (LiNbO₃, LN)spotporne podloge s visokom brzinom zvuka i visokom toplinskom vodljivošću, kao što je silicijev karbid (SiC). Ova integrirana struktura naziva seLNOSiC.
Osnovna tehnologija: LNOSiC heterogeni supstrat
LNOSiC platforma pruža sinergijske prednosti performansi kroz zajednički dizajn materijala i konstrukcije:
Visoka elektromehanička spojka
Tanki film monokristalnog LN-a pokazuje izvrsna piezoelektrična svojstva, omogućujući učinkovito pobuđivanje površinskih akustičnih valova (SAW) i Lambovih valova s velikim koeficijentima elektromehaničke sprege, čime se podržavaju širokopojasni RF filteri.
Visokofrekventne i visokokvalitetne performanse
Visoka akustična brzina noseće podloge omogućuje više radne frekvencije, a istovremeno učinkovito suzbija gubitak akustične energije, što rezultira poboljšanim faktorima kvalitete.
Vrhunsko upravljanje toplinom
Potporne podloge poput SiC-a pružaju iznimnu toplinsku vodljivost, 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 SAW procesima izrade, što omogućuje nesmetan prijenos tehnologije, skalabilnu proizvodnju i isplativu proizvodnju.
Kompatibilnost uređaja i prednosti na razini sustava
Heterogena podloga LNOSiC podržava više arhitektura RF akustičnih uređaja na jednoj materijalnoj platformi, uključujući:
-
Konvencionalni SAW filteri
-
Uređaji s temperaturnom kompenzacijom SAW (TC-SAW)
-
Visokoučinkoviti SAW (IHP-SAW) uređaji s poboljšanim izolatorom
-
Visokofrekventni Lambovi valovni 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 sustava, a istovremeno omogućuje veće performanse i veću gustoću 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 primjenu velikih razmjera u 4G i 5G komunikacijskim sustavima, već i uspostavlja čvrstu osnovu materijala i tehnologije za buduće visokofrekventne i snažne RF akustičke uređaje. Predstavlja ključni korak prema 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 obično se izrađuju na piezoelektričnim podlogama, što ograničava frekvenciju, Q faktor i rukovanje snagom. LNOSiC integrira tanki film monokristalnog LN-a s podlogom velike brzine i visoke toplinske vodljivosti, omogućujući rad na višim frekvencijama, širu propusnost i značajno poboljšanu snagu uz zadržavanje kompatibilnosti SAW procesa.
P2: Kako se LNOSiC uspoređuje s BAW/FBAR tehnologijama?
A:BAW filteri izvrsno rade na vrlo visokim frekvencijama, ali zahtijevaju složene procese izrade i uzrokuju veće troškove. LNOSiC nudi komplementarno rješenje proširujući SAW tehnologiju na više frekvencijske pojaseve s nižim troškovima, boljom zrelošću procesa i većom fleksibilnošću za integraciju više pojaseva.
P3: Je li LNOSiC prikladan za 5G NR primjene?
A:Da. Visoka akustična brzina, velika elektromehanička sprega i vrhunsko termalno upravljanje LNOSiC-om čine ga vrlo prikladnim za 5G NR filtere srednjeg i visokog pojasa, uključujući primjene koje zahtijevaju široku propusnost i visoku snagu.
O nama
XKH se specijalizirao za visokotehnološki razvoj, proizvodnju i prodaju posebnog optičkog stakla i novih kristalnih materijala. Naši proizvodi služe optičkoj elektronici, potrošačkoj elektronici i vojsci. Nudimo safirne optičke komponente, poklopce za leće mobilnih telefona, keramiku, LT, silicijev karbid SIC, kvarc i poluvodičke kristalne pločice. S vještim znanjem i najsuvremenijom opremom, ističemo se u obradi nestandardnih proizvoda, s ciljem da postanemo vodeće visokotehnološko poduzeće u području optoelektroničkih materijala.
