[논문]5G 이동통신을 위한 GaN RF 전자소자 및 집적회로 기술 동향

이종민; 민병규; 장우진; 지홍구; 조규준; 강동민

doi:10.22648/etri.2021.j.360306

5G 이동통신을 위한 GaN RF 전자소자 및 집적회로 기술 동향
Technical Trends in GaN RF Electronic Device and Integrated Circuits for 5G Mobile Telecommunication 원문보기

전자통신동향분석 = Electronics and telecommunications trends, v.36 no.3, 2021년, pp.53 - 64

이종민 (RF) , 민병규 (RF) , 장우진 (RF) , 지홍구 (RF) , 조규준 (RF) , 강동민 (RF)

Abstract ▼ AI-Helper

As the 5G service market is expected to grow rapidly, the development of high-power, high-efficiency power amplifiers for the 5G communication infrastructure is indispensable. Gallium nitride (GaN) is attracting great interest as a key device in power devices and integrated circuits due to its wide bandgap, high carrier concentration, high electron mobility, and high-power saturation characteristics. In this study, we investigate the technology trends of Ka-band GaN radio frequency (RF) power devices and integrated circuits for operation in the millimeter-wave band of recent 5G mobile communication services. We review the characteristics of GaN RF high electron mobility transistor (HEMT) devices to implement power amplifiers operating at frequencies around 28 GHz and compare the technology of foreign companies with the device characteristics currently developed by the Electronics and Telecommunication Research Institute (ETRI). In addition, the characteristics of Ka-band GaN monolithic microwave integrated circuit (MMIC) power amplifiers manufactured using various GaN HEMT device technologies are reviewed by comparing characteristics such as frequency band, output power, and output power density of integrated circuits. In addition, by comparing the performance of the power amplifier developed by ETRI, the current status and future direction of domestic GaN power devices and integrated circuit technology will be discussed.

주제어

표/그림 (11)

그림 그림 2 세계 5G 가입자 전망[3]
그림 그림 1 연차별 5G 세계시장 전망[2]
그림 그림 3 세계 5G 이동통신 주파수 대역[9]
그림 그림 4 GaN HEMT 전력 소자 및 집적회로 공정 순서
그림 그림 5 ETRI 0.18μm GaN HEMT 소자 구조
그림 그림 6 0.18μm 게이트 길이를 갖는 GaN HEMT 게이트 구조
그림 그림 7 28GHz 대역 집적회로 제작 웨이퍼
표 표 1 Ka-대역 GaN MMIC 전력증폭기 제작을 위한 소자 기술
그림 그림 9 28GHz 전력증폭기 칩 사진
그림 그림 8 28GHz 전력증폭기 회로 구성도
표 표 2 Ka-대역 GaN MMIC 전력증폭기 기술

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