Vật liệu nền dị thể hiệu năng cao dành cho thiết bị âm thanh tần số vô tuyến (LNOSiC)

Hình ảnh nổi bật: Chất nền dị thể hiệu suất cao cho thiết bị âm thanh tần số vô tuyến (LNOSiC).

Mô tả ngắn gọn:

Mô-đun giao diện RF là một thành phần quan trọng của các hệ thống thông tin liên lạc di động hiện đại, và các bộ lọc RF là một trong những khối cấu tạo thiết yếu nhất của nó. Hiệu suất của các bộ lọc RF quyết định trực tiếp đến hiệu quả sử dụng phổ tần, tính toàn vẹn tín hiệu, mức tiêu thụ điện năng và độ tin cậy tổng thể của hệ thống. Với sự ra đời của các băng tần 5G NR và sự phát triển liên tục hướng tới các tiêu chuẩn không dây trong tương lai, các bộ lọc RF cần phải hoạt động ở mức độ cao.Tần số cao hơn, băng thông rộng hơn, công suất cao hơn và độ ổn định nhiệt được cải thiện..

Hiện nay, các bộ lọc âm thanh RF cao cấp vẫn phụ thuộc rất nhiều vào công nghệ nhập khẩu, trong khi sự phát triển trong nước về vật liệu, kiến trúc thiết bị và quy trình sản xuất còn tương đối hạn chế. Do đó, việc đạt được các giải pháp lọc RF hiệu suất cao, có khả năng mở rộng và tiết kiệm chi phí là vô cùng quan trọng.

Gửi email cho chúng tôi

Đặc trưng

Sơ đồ chi tiết

Tổng quan sản phẩm

Bối cảnh ngành và những thách thức kỹ thuật

Bộ lọc sóng âm bề mặt (SAW) và bộ lọc sóng âm khối (BAW) là hai công nghệ chủ đạo trong các ứng dụng giao diện RF di động nhờ khả năng chọn lọc tần số tuyệt vời, hệ số chất lượng (Q) cao và tổn hao chèn thấp. Trong số đó, bộ lọc SAW mang lại những ưu điểm rõ rệt trong...chi phí, độ hoàn thiện quy trình và khả năng sản xuất quy mô lớn, điều này khiến chúng trở thành giải pháp chủ đạo trong ngành công nghiệp lọc tần số vô tuyến trong nước.

Tuy nhiên, các bộ lọc SAW thông thường gặp phải những hạn chế cố hữu khi được áp dụng cho các hệ thống truyền thông 4G và 5G tiên tiến, bao gồm:

Tần số trung tâm hạn chế, làm giảm phạm vi phủ sóng của phổ tần 5G NR băng tần trung và cao.
Hệ số Q không đủ, hạn chế băng thông và hiệu suất hệ thống.
Sự thay đổi nhiệt độ rõ rệt
Khả năng xử lý công suất hạn chế

Vượt qua những hạn chế này đồng thời vẫn giữ được những ưu điểm về cấu trúc và quy trình của công nghệ SAW là một thách thức kỹ thuật quan trọng đối với các thiết bị âm thanh tần số vô tuyến thế hệ tiếp theo.

Triết lý thiết kế và phương pháp kỹ thuật

Xét về mặt vật lý:

Tần số hoạt động cao hơnyêu cầu các chế độ âm thanh có vận tốc pha cao hơn trong điều kiện bước sóng giống nhau.
Băng thông rộng hơnđòi hỏi hệ số ghép nối điện cơ lớn hơn
Khả năng xử lý công suất cao hơnphụ thuộc vào chất nền có độ dẫn nhiệt, độ bền cơ học và tổn hao âm thanh tuyệt vời.

Dựa trên sự hiểu biết này,đội ngũ kỹ thuật của chúng tôiđã phát triển một phương pháp tích hợp không đồng nhất mới bằng cách kết hợpmàng mỏng áp điện niobat lithi đơn tinh thể (LiNbO₃, LN)vớichất nền hỗ trợ có vận tốc âm thanh cao và độ dẫn nhiệt cao, chẳng hạn như cacbua silic (SiC). Cấu trúc tích hợp này được gọi làLNOSiC.

Công nghệ cốt lõi: Chất nền dị thể LNOSiC

Nền tảng LNOSiC mang lại những ưu điểm vượt trội về hiệu năng thông qua việc thiết kế đồng thời vật liệu và cấu trúc:

Ghép nối điện cơ cao

Màng mỏng LN đơn tinh thể thể hiện các đặc tính áp điện tuyệt vời, cho phép kích thích hiệu quả sóng âm bề mặt (SAW) và sóng Lamb với hệ số ghép nối điện cơ lớn, từ đó hỗ trợ thiết kế bộ lọc RF băng rộng.

Hiệu suất tần số cao và hệ số Q cao

Tốc độ truyền âm cao của chất nền hỗ trợ cho phép tần số hoạt động cao hơn đồng thời ngăn chặn hiệu quả sự rò rỉ năng lượng âm thanh, dẫn đến cải thiện các hệ số chất lượng.

Quản lý nhiệt vượt trội

Các chất nền hỗ trợ như SiC cung cấp khả năng dẫn nhiệt vượt trội, giúp tăng cường đáng kể khả năng xử lý công suất và độ ổn định hoạt động lâu dài trong điều kiện công suất RF cao.

Khả năng tương thích và khả năng mở rộng của quy trình

Vật liệu nền không đồng nhất này hoàn toàn tương thích với các quy trình chế tạo SAW hiện có, tạo điều kiện thuận lợi cho việc chuyển giao công nghệ suôn sẻ, sản xuất quy mô lớn và sản xuất tiết kiệm chi phí.

Khả năng tương thích thiết bị và lợi thế cấp hệ thống

Lớp nền dị thể LNOSiC hỗ trợ nhiều kiến trúc thiết bị âm thanh RF trên một nền tảng vật liệu duy nhất, bao gồm:

Bộ lọc SAW thông thường
Thiết bị SAW bù nhiệt độ (TC-SAW)
Thiết bị SAW hiệu suất cao được tăng cường bằng chất cách điện (IHP-SAW)
Bộ cộng hưởng âm thanh sóng Lamb tần số cao

Về nguyên tắc, một tấm wafer LNOSiC duy nhất có thể hỗ trợ...Mảng bộ lọc RF đa băng tần hỗ trợ các ứng dụng 3G, 4G và 5G., mang đến một điều thực sựGiải pháp nền tảng âm thanh RF "tất cả trong một"Cách tiếp cận này giúp giảm độ phức tạp của hệ thống đồng thời cho phép hiệu suất cao hơn và mật độ tích hợp lớn hơn.

Giá trị chiến lược và tác động công nghiệp

Bằng cách duy trì những lợi thế về chi phí và quy trình của công nghệ SAW đồng thời đạt được bước tiến vượt bậc về hiệu năng, chất nền dị thể LNOSiC cung cấp một giải pháp tối ưu.con đường thực tiễn, có thể sản xuất và có thể mở rộnghướng tới các thiết bị âm thanh RF cao cấp.

Giải pháp này không chỉ hỗ trợ triển khai quy mô lớn trong các hệ thống thông tin liên lạc 4G và 5G mà còn thiết lập nền tảng vật liệu và công nghệ vững chắc cho các thiết bị âm thanh RF tần số cao và công suất cao trong tương lai. Nó đại diện cho một bước tiến quan trọng hướng tới việc thay thế các bộ lọc RF cao cấp trong nước và tự chủ công nghệ lâu dài.

Câu hỏi thường gặp của LNOSIC

Câu 1: LNOSiC khác với các chất nền SAW thông thường như thế nào?

A:Các thiết bị SAW thông thường thường được chế tạo trên chất nền áp điện khối, điều này hạn chế tần số, hệ số Q và khả năng xử lý công suất. LNOSiC tích hợp màng mỏng LN đơn tinh thể với chất nền có tốc độ truyền cao và độ dẫn nhiệt cao, cho phép hoạt động ở tần số cao hơn, băng thông rộng hơn và khả năng công suất được cải thiện đáng kể trong khi vẫn duy trì khả năng tương thích với quy trình SAW.

Câu 2: Công nghệ LNOSiC so sánh như thế nào với các công nghệ BAW/FBAR?

A:Bộ lọc BAW hoạt động xuất sắc ở tần số rất cao nhưng đòi hỏi quy trình chế tạo phức tạp và chi phí cao hơn. LNOSiC cung cấp một giải pháp bổ sung bằng cách mở rộng công nghệ SAW sang các dải tần số cao hơn với chi phí thấp hơn, quy trình hoàn thiện hơn và tính linh hoạt cao hơn cho việc tích hợp đa băng tần.

Câu 3: Liệu LNOSiC có phù hợp cho các ứng dụng 5G NR không?

A:Đúng vậy. Tốc độ truyền âm cao, khả năng ghép nối điện cơ lớn và khả năng quản lý nhiệt vượt trội của LNOSiC khiến nó rất phù hợp cho các bộ lọc 5G NR băng tần trung và cao, bao gồm cả các ứng dụng yêu cầu băng thông rộng và khả năng xử lý công suất cao.

Về chúng tôi

XKH chuyên phát triển, sản xuất và kinh doanh các loại kính quang học đặc biệt và vật liệu tinh thể mới với công nghệ cao. Sản phẩm của chúng tôi phục vụ cho ngành điện tử quang học, điện tử tiêu dùng và quân sự. Chúng tôi cung cấp các linh kiện quang học Sapphire, nắp ống kính điện thoại di động, gốm sứ, LT, Silicon Carbide (SIC), thạch anh và tấm bán dẫn tinh thể. Với chuyên môn cao và thiết bị hiện đại, chúng tôi vượt trội trong gia công các sản phẩm phi tiêu chuẩn, hướng tới mục tiêu trở thành doanh nghiệp công nghệ cao hàng đầu về vật liệu quang điện tử.