GaN，助力6G

本文由半导体产业纵横（ID：ICVIEWS）综合

新的基于 GaN 的架构将使海量数据的通信和传输变得更加容易。

布里斯托大学领导的研究可以通过使基于 GaN 的射频功率放大器更快、更强大、更可靠来增强 6G 传输。

该项突破发表在《自然电子学》杂志上，利用多通道 GaN 晶体管中的锁存效应来提高射频设备的性能。

据该研究的共同主要作者、布里斯托大学物理学教授马丁·库巴尔 (Martin Kuball) 称，新的基于 GaN 的架构将使海量数据的通信和传输变得更加容易，从而推动远程诊断和手术、高级驾驶辅助系统、虚拟教室等领域的 6G 发展。

在锁存条件下，漏极电流以小于每十倍频程 60 mV 的斜率从关断状态值急剧过渡到高导通状态值。锁存条件是可逆的且不会降低性能，研究人员已证明它可以改善晶体管的跨导特性，从而提高射频功率放大器的线性度和功率。这些器件具有并行通道，并使用亚 100 纳米侧鳍来控制流经器件的电流。

布里斯托大学荣誉研究员、论文共同第一作者阿基尔·沙吉（Akhil Shaji）解释说：“我们与合作伙伴合作，试行了一项名为超晶格城堡场效应晶体管（SLCFET）的器件技术。该技术中，超过1000个宽度小于100纳米的鳍片用于驱动电流。尽管SLCFET在W波段频率范围（相当于75千兆赫至110千兆赫）内展现出了最高的性能，但其背后的物理原理尚不清楚。”

“我们认识到这是 GaN 中的锁存效应，它使得高射频性能成为可能。”

研究人员随后需要同时使用超精密电测量和光学显微镜来精确定位这种效应发生的位置，以便进一步研究和理解。在分析了1000多个鱼鳍后，研究人员发现这种效应发生在最宽的鱼鳍上。

Kuball 补充道：“我们还使用模拟器开发了一个 3D 模型，以进一步验证我们的观察结果。下一个挑战是研究闩锁效应在实际应用中的可靠性。对该器件进行了长期严格的测试，结果表明闩锁效应不会对器件的可靠性或性能造成不利影响。”

研究人员发现，推动这种可靠性的关键因素是每个鳍片周围都有一层薄薄的介电涂层。但主要的结论很明确——闩锁效应可以用于无数的实际应用，并可能在未来以多种不同的方式改变人们的生活。

下一步工作包括进一步提高设备的功率密度，从而提供更高性能，服务更广泛的用户。行业合作伙伴也将把这些下一代设备推向商业市场。

上图是具有多个（1,000 个）鳍片的 SLCFET 部分示意图，以及具有多个导电通道的单个鳍片的横截面。

在5G逐渐普及、5.5G正加速商用的当下，6G逐渐成为人们关注的焦点。

6G，即第六代移动通信系统，是5G技术的自然延伸与升级。这里的“G”代表Generation（代）。移动通信技术从最初的模拟移动通讯（第一代）演进至数字移动通讯（第二代），并持续发展到现今普遍应用的4G与逐步普及的5G时代。

6G技术将主要依托太赫兹频段构建太空卫星网络，旨在实现超越5G的传输速度、更低延迟和更广泛的连接覆盖。此外，6G将深度融合太赫兹等高频资源与人工智能技术，实现全频谱无线通信，进而达成空、天、地、海的无缝连接。

当前，全球6G技术研发已进入关键窗口期，作为新一轮科技革命与产业变革的核心驱动力，6G不仅承载着通信网络的代际跃迁，更将重塑未来社会的智能化图景。

“6G在2025年迎来了里程碑时刻，今年既是6G全球统一标准制定的起始年，也是6G与AI融合发展的关键之年。统一的全球6G标准将打破隔阂和边界，更加高效公平地为我们带来一个智能便捷和智联万物的新时代。”科技部五司副司长邱钢在会上呼吁，各国政府、科研机构、企业界及标准组织应合力推动形成6G国际统一标准，共建开放包容、合作共赢的全球6G生态圈。

根据全球移动通信标准组织3GPP的计划，今年6月将正式启动6G技术标准研究，2025~2027年完成技术研究阶段，2029年3月份完成第一个版本的技术规范。业界普遍预计，6G技术将在2030年开始商用。

工业和信息化部也在4月9日发布了《关于印发2025年工业和信息化标准工作要点的通知》，明确要加强新兴产业标准建设。包括加快构建新型信息基础设施标准体系，推进5G—A、低空信息基础设施、6G、量子保密通信等标准研究。

*声明：本文系原作者创作。文章内容系其个人观点，我方转载仅为分享与讨论，不代表我方赞成或认同，如有异议，请联系后台。