Side 6

KOMPONENTER/HF Den svære vej til 5G Macom har ridset en roadmap op, og den viser vejen til den mm-bølge infrastruktur, der vil være rygraden i det kommende 5G-landskab. Formfaktor bliver en kritisk parameter, men Macom har faktisk allerede flere komponenter og teknologier på plads Af Rolf Sylvester-Hvid, München Macom er måske ikke den mest kendte producent af halvledere – for nu at sige det mildt – men der er nok ingen tvivl om, at den amerikanske producent af ultrahøjtydende og ultra-HF analoge komponenter kommer til at spille en væsentlig rolle i det kommende 5G-landskab. Ud over den generiske vækst, som i virksomhedens ret lange historie strækker sig fra 1MHz til lysbølgelængder i fre- for nye teknologier som GaAs, GaN, GaN-Si, AlGaAs og flere andre komplekse strukturer, der mikser halvledere og optik. - Vi er til stede med designcentre og produktionsfaciliteter flere steder i verden, hvilket i Europa vil sige Finland, Tyskland, Holland, Frankrig og Italien, og vores portefølje strækker sig fra planare tiles over radio-heads på RF-siden over distributionsenhederne på fronthaulen via backhaul til cloud-centrene. Uden for de etablerede mobile netværksstrukturer kommer så til 5GHz, hvor selv effekter i makroniveauet bør kunne distribueres via traditionelle basestationer. De øvre bånd i 4 – 5GHz-området kræver dog uden tvivl brugen af GaN, hvis ikke senderne skal nedsmelte. - En meget spændende egenskab for 5G er muligheden for beam-forming af signalerne. Det fænomen bliver mere udtalt, når vi kommer op i mmbølge områderne over 24GHz. Så ophører de rundstrålende signaler, og det kommer til at kræve antenne-arrays, hvor vi også må regne med, at der leadframe-opbygninger eller laminater baseret på chipscale-integration. Doug Carlson understreger dog, at trods den løbende diskussion om, hvilke teknologier man skal blande sammen for at overskride de nuværende grænser, så har Macom allerede fungerende silicium, der på nuværende tidspunkt er taget i brug af nogle af frontløberne inden for 5G. Pivotal-modellen Ind i billedet kommer – ganske apropos – en meget fin reference for Macom, nemlig Pivotal, som står bag udviklingen af HBF-teknologien, Holografisk Beam Forming, der bryder med de traditionelle MIMOog phased-array løsninger. Pivotal er en amerikansk startupvirksomhed, som har fået en massiv kapitalindsprøjtning fra Bill Gates til udvikling af et helt nyt antennesystem, som kan håndtere frekvenser op til 39GHz. - Ideen bag HBF er, at en række signaler danner RF-hologrammer, der dækker et givent område med sommerfugle- lignende mønstre, som kommunikerer fra basestation til forbruger i en nærmest lige linje. Det minimerer spildeffekten, og systemet er realiseret med en stribe Macom-varaktorer, som lynhurtigt dikterer retningen for hologrammet. Pivotal har udtaget 230 patenter for HBF-teknologien og de affødte produkter, og det har ført til udviklingen af en ultrahurtig gateway, der er klar til selv de hurtigste 5G-signaler, fortæller Pivotal Commwares CEO, Brian Deutsch. Første kommercielle HBF-produkt er Echo 5G-gatewayen, som blot skal monteres på et vindue for at kunne kommunikere med en 5G-basestation eller lokale 5G-enheder. Systemet konkurrerer med eksisterende fiberløsninger og gør opkoblingen til high-speed signaler betydeligt billigere. I modsætning til phased-array løsninger har HBF-teknologien ingen hand-overs af frekvenser, og der skal ikke bruges separate forstærkere til de enkelte enheder i Echo 5G-antennen. Den opgave bliver udført af varaktorerne, som øjeblikkeligt retter energien hen mod den sender eller modtager, som er relevant for kommunikationen. Det gør Echo 5G til et produkt, som er egnet til forbrugermarkedet, og Brian Deutsch mener – vistnok – at Echo 5G allerede kan leveres gennem Digi-Key. - Kineserne er i 5G-sammenhæng blevet ”de nye russere”, og 5G-implementeringen i USA ligner i høj grad det rumkapløb, der fandt sted i 60’erne. Betydningen af 5G er stort set det eneste, som demokrater og republikanere i USA kan blive enige om – og kineserne er i den forbindelse dømt ude. Holdningen er ganske klart, at USA med europæiske samarbejdspartnere skal være først med ”trådløst GHz-bredbånd til hjemmet”, og den amerikanske regering allokerer for tiden milliarder til opbygning af 5G-infrastrukturen. Til det formål er HBFteknologien fremragende til dækning af udstrakte boligkvarterer, og en Echo 5G skal blot placeres på et vindue for at fungere. Den er bygget til at kompensere for refleksion af HBF adskiller sig fra den rundstrålende antenneteknologi ved at beamforme signaler efter behov til forbrugerne. Det giver en holografisk dækning af et område, og Pivotals eksperimenter viser, at man fra jordstationer let kan følge fly, der bevæger sig med subsonisk hastighed. kvensmæssig forstand, så har Macom hen ad vejen opkøbt virksomheder, som har kunnet udfylde hullerne i Macoms program – enten med egentlige komponenter eller teknologier, som har banet vejen for nye Macom-produkter. Det er ikke første gang, vi omtaler Macom i Aktuel Elektronik, men en lille hurtig recap om Macoms gøren og laden er nok på sin plads – ikke mindst fordi vi regner med, at Macom kommer til at spille en betydelig rolle i – især – den trådløse 5G-infrastruktur. Virksomhedens EMEA-salgschef, Markus Schäfer, indleder Macoms årlige møde med offentligheden med at fortælle om, hvordan virksomhedens optiske komponenter typisk ender i datacentre, hvor datahastighederne er ekstremt høje, og Macom er meget åben over også hele mobile-edge-markedet, hvor høje hastigheder og kompakte formfaktorer er lige så afgørende for funktionaliteten for højhastighedstransmission af meget store datastrømme, siger Markus Schäfer. De egentlige udfordringer i 5G 5G er faktisk ved at komme snigende, uden at markedet egentlig har gjort sig de store tanker om konsekvenserne af behovet for kombinationen af ultrahøje frekvenser og ganske store transmitterede effekter. Dertil kommer operatørernes forventninger om at kunne putte utallige bånd og proprietære kanaler ind i den tilsyneladende meget store båndbredde, som 5G i princippet lover. De indledende øvelser ligger i området 600MHz 59 31 11 88 vil være plads til flere designmæssige tilgange til løsninger, som vil komme i brug i praksis. Vi kommer ikke uden om en række eksotiske procesteknologier for at kunne designe de nye high-end 5G-komponenter, og blandt andet bruger vi allerede nu AlGaAs PIN-diodeprocesser til at løfte de mulige frekvenser op over 100GHz-grænsen. Denne teknologi bør også kunne gøre det muligt at håndtere effekter op til 100 watt, fortæller Doug Carlson, der er direktør for RF- og mikrobølgedivisionen hos Macom. Mange systemer i millimeterbølgeområdet er selv med dagens kommercielle teknologier opbygget med diskrete komponenter, og det går selvfølgelig ikke an. Macoms roadmap peger i retning af en heterogen integration af flere teknologier – også når vi nærmer os de 30GHz. Flere teknologier har vist sig meget brugbare som MESFETs, der med GaAs-processen udviser en meget høj linearitet eller pHEMT, som sikrer en høj ydelse lige fra de lave frekvenser op til 140GHz. Men tydeligvis er der ikke én teknologi, som opfylder alle behov. Macoms tilgang handler derfor meget om designet af multichipmoduler og QFN-baserede 6 nr. 5 | april 2019

Side 7

Pivotals 5G-antenne er fremstillet til at placere på et vindue for trådløs high-speed bredbåndsopkobling af forbrugere over selv meget spredte områder. Macom har leveret en række standard- og kundespecifikke komponenter til Pivotals Echo 5G-antenne. signaler i vinduesglas og isolerende luftlag imellem glassene, forklarer Brian Deutsch. Macom har i den sammenhæng været en værdifuld partner for Pivotal, da Macom har fremstillet en række komponenter og systemer, som har muliggjort udviklingen af de nye antenner. Det er blandt andet en GaN-on-Si-forstærker, MAGM-103436-040A0P til 3,4 – 3,8GHz båndet og en fremragende effektivitet. En switch som MAMF-011070 er også værd at nævne, da den med sine 125 watt og ekstremt lave insertionstab (Tx = 0,3dB, Rx = 0,4dB ved 2,7GHz) kan fungere fra en 5V-forsyning og i praksis dække 0,7 til 6,0GHz. Dertil kommer en hel MADR-01102x-familie af drivere til diode-switchene – og de er allerede gået i volumenproduktion. Til beamformingformål har Macom kombineret flere af sine teknologier i en sub-6GHz indbyrdes kombineret 5G-antenne. Det giver angiveligt en ganske kompromisløs 5G-antennemodel – og det er én af grundene til, at man nok bør holde øje med Macom i nær fremtid … Produktnyt Software sikrer nem opmærkning i tavler Wagos Smartscript er udviklet af specialister, nøje skræddersyet til brugernes behov, og det er en fremtidssikret opmærkningssoftware, der kan sammensættes med virksomhedens gennemprøvede Smart- printer. Sammen kan softwaren og den kompakte printer håndtere stort set enhver opmærkningsopgave fra styretavler over mekanisk udvikling til bygningsinstallationer. Alle applikationer såvel som prin- terdriveren og indstillingerne er integreret i softwaren, så der kun er behov for én installation. Smartscript viser hvert eneste skridt i opmærkningsprocessen helt tydeligt, så opmærkningen af alle Wago-produkter såvel som oprettelse af ledningsopmærkning og labels kan foregå hurtigere. Softwaren imponerer med et moderniseret display og en intuitiv arbejdsgang. Sammen kan softwaren og den kompakte printer håndtere stort set enhver opmærkningsopgave fra styretavler over mekanisk udvikling til bygningsinstallationer. Wago Kontakttechnik GmbH & Co. KG www.wago.com loT hardware, udvikling og produktion af elektronik under ét tag i Danmark Kom og mød os på EOT 2019 stand M9932 ELECTRONICS OF TOMORROW 7-9 MAY 2019 Ⅰ EOT- EXPO.COM 7. - 9. maj Herning (Fra venstre) Doug Carlson, Brian Deutsch og Markus Schäfer med det print, der er kernen i Echo 5G-antennen. Din genvej til Design for manufacturing (DFM) - fra prototype til volumenproduktion micro-technic.com - nr. 5 | april 2019 7
    ...