隨著第五代移動通信技術標準(5G NR)獨立組網(SA, Standalone)功能在3GPP第80次TSG RAN全會上的正式凍結，5G已經完成第一階段全功能標準化工作，進入了產業全面衝刺新階段。
被5G改變的射頻前端
“移動數據吞吐量的每一次增長都是通過RF性能的提升來實現的。”Qorvo無線基礎設施及國防產品高性能解決方案事業部總經理Roger Hall說，從2G到4G再到將來的5G，高速增長的數據流量使得調製解調難度不斷增加，需要的頻段越來越多，對射頻前端器件的性能要求也越來越高。而載波聚合技術的出現，更是促使移動基站、智能手機對射頻前端器件的需求增長了一倍以上。
數據顯示，全球4G/5G基站市場規模將在2022年達到16億美元，其中，用於Sub-6GHz頻段的M-MIMO PA器件年複合增長率將達到135%，用於5G毫米波頻段的射頻前端模塊年複合增長率將達到119%。
5G射頻系統非常複雜，尤其是那些需要使用高載波頻率和寬頻帶的新技術，包括載波聚合、Massive MIMO等。因此，對於擁有GaN、GaAs和SiGe等完整工藝的Qorvo來說，其核心戰略不僅僅是提供產品，更重要的，是如何把這些元件整合進系統中，是如何建議用戶在合適的應用場景中選擇合適的低功耗系統級解決方案。
以下圖為例，左側展示的是鍺化硅基MIMO天線，它擁有1024個元件，裸片面積4096mm2，輻射功率65dbm；與之形成鮮明對比的，是右側氮化鎵基MIMO天線，儘管價格較高，但功耗降低了40%，裸片面積減少94%，成本降低80%。
“除了採用GaN技術將天線陣列的功耗降低40%外，我們的集成式多通道模組、3-6GHz和28/39GHz頻段最全面的射頻前端產品線佈局、以及經過優化的集成式方案，能夠為用戶提供一種合力，一種包含低功耗、高性能、高集成度、高易用性等多種分力在內的合力。”Roger說，為了實現這一目標，Qorvo在先進封裝技術和集成度方面投資極大，就是為了讓用戶在使用這些器件時簡單易用。
堅定的GaN技術擁護者
相對於Si和其它III-V族半導體而言，GaN是一種相對較新的材料，由於帶隙較大，具有較高的擊穿電場，能夠承受更高的工作電壓，使得它在性能、體積、重量以及效率等方面具備獨特優勢，已然成為某些高射頻、大功耗應用的技術首選，比如需要長距離或以高端功率水平傳輸信號的應用(如雷達、基站收發器、衛星通信等)。而根據行業調研機構Yole Development的分析，GaN市場未來六年內預期將實現從1000萬美元到6億美元的增長幅度。
目前市場上的GaN器件以GaN-on-SiC及GaN-on-Si兩種工藝進行製造，Qorvo在兩方面也均有佈局。儘管Roger說Qorvo更傾向於將GaN-on-SiC視作未來的發展方向，因為只要產量能夠實現突破，成本的降低是必然的。但他並不願意將兩者視作“非此即彼”的競爭關係，“還是那句話，我們希望找到最低的成本和最高效的解決方案，然後把它們整合起來形成一個集成式的系統解決方案。”
“GaN-on-SiC和GaN-on-Si器件的成本在今後會非常接近。”在Roger看來，成本問題不能只關注裸片價格，作為系統級方案，後續的集成、封裝、測試等許多工藝的價值也需要考慮在內，再加上GaN-on-SiC在效率、散熱性、尺寸方面具備的絕對優勢，這些對用戶來說都是極具價值的。
但他並不認為GaN功率放大器模塊會很快應用在手機上，除了成本因素外，當前手機3V左右的電壓需求與氮化鎵器件28-50V的電壓值完全不能實現匹配。但科技是在不斷進步的，正如很多年前人們認為GaAs不可能用於手機中一樣，GaN在移動設備中的發展前景也同樣值得期待。
5G另一個顯著的變化就是有可能會使用毫米波頻段，這對於射頻前端模組設計也是一個挑戰。眾所周知，微波頻段下(28GHz、39GHz或60GHz頻率)5G無線接入的最大障礙之一是克服不理想的傳播特性，這些頻段下的無線傳播在很大程度上受到大氣衰減、下雨、障礙物(建築、人群、植物)以及反射的影響，若要克服接入系統的傳播難題，就需要採用自適應波束成形(Beam-forming)技術。此外，寬帶數據轉換、高性能頻譜轉換、高能效比電源設計、先進封裝技術、OTA測試、天線校準等，都構成了微波和毫米波頻段5G接入系統面臨的設計難題。
考慮到“中國實際的用戶需求和應用領域，以及運營商的盈利方式”，Roger認為5G毫米波在中國市場的部署會落後於全球其他地區，Sub-6GHz頻段會更早實現商用。“中國有著全球最好的通信基礎設施，這跟美國不一樣。對北美國家來說，通過毫米波技術實現高速接入的成本會更低，也更容易實現容量的擴充。”
由於國防/航天工業的特殊性，Qorvo相關業務目前未能進入中國市場。但這並不妨礙它成為公司的重要技術驅動力。他們的做法是將最新最頂尖的技術率先投入該領域，然後再引入到高性能通信基礎設施產品中，通過以上兩個市場的技術積累，最終將成熟的技術推向移動設備中。通過打造這樣一個循環鏈條，Qorvo既保證了技術的延續性，也保證了產品的穩定性。
高帶寬、高頻段、高效率和高容量被Roger視作5G部署中面臨的巨大挑戰。“M-MIMO輸入輸出、陣列規模、部署成本、設備的重量尺寸、散熱性能……所有這些指標就像蹺蹺板遊戲一樣，必須要努力達到很好的平衡才能得到認可。”Roger舉例稱，曾有人問他是否可以通過一顆器件覆蓋所有頻率？從技術角度而言是可以實現的，但這將導致效率和性能的降低，反而得不到用戶的認可，這也是為什麼儘管目前LDMOS仍有成本、芯片尺寸等方面的優勢，但Qorvo依舊十分看好GaN前景的原因。
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