Galliumnitrid har bättre verkningsgrad, högre effekttäthet, klarar högre frekvens och har högre bandbredd än kisel. Ändå är det fortfarande kisel som gäller när basstationstillverkarna väljer effektförstärkare.

FAKTA: Tillverkare av LDMOS och GaN Freescale är ledande inom LDMOS, men NXP kommer starkt. Infineon ligger ett snäpp efter. På galliumnitrid för tele­kom är Cree, ­Sumitomo och Nitronex bland de etablerade. Samtidigt finns flera uppstickare, däribland Triquint och RFMD. Intressant är att NXP också gör GaN-transistorer, som tillverkas hos tyska UMS. Och att även Freescale forskar inom GaN.

– Vi trodde på ett genombrott för galliumnitrid i LTE, men nu tror jag inte längre att materialet slår igenom i den första fasen. Samtidigt klarar inte heller den första fasen av LTE-system den bandbredd man talar om framöver, säger Chris Harris, som ansvarar för affärsutveckling i Europa på GaN-tillverkaren Cree.

Han menar att det som hittills slagit undan benen för galliumnitrid är den ständiga förbättringen av kisel, vilket banat väg för LDMOS. Så länge kiseltransistorerna är tillräckligt bra finns det helt enkelt ingen anledning att välja andra alternativ.

– Det är svårt att konkurrera vid 2,1 GHz. Då räcker kanske kisel. Vi tror istället på ett riktigt genombrott vid 2,6 GHz.

Detta trots att Cree i labbet visat på att GaN har klart bättre verkningsgrad vid 2,1 GHz än kisel om man jämför två likvärda arkitekturer.

– Men så länge som man kan använda traditionella arkitekturer finns det ingen fördel med att gå över till GaN. Man måste byta arkitekturer för att få fördelar, säger Chris Harris.

– Och det händer mycket just nu. Jag tror att vi kommer att se det verkliga genombrottet för GaN om 18 till 24 månader, tillägger han.

Det finns många idéer på nya arkitekturer. Utvecklingen mot Doherty med flervägsarkitektur är en, dynamisk spänningsmodulering – populärt kallad envelope-tracking – är en annan, medan MMIC, som integrerar transistorer och passivt på samma chip, är ytterligare ett alternativ.

– Jag tror att man i framtiden kommer att göra hela förstärkaren i samma chip. Om man tar det steget så är kisel mindre lämpligt än GaN eftersom det blir problem med parasitkapacitanser när man integrerar i kisel. GaN tillåter integration i högre grad, säger Chris Harris.

Samtidigt pekar han på vikten av att det kommer fler GaN-tillverkare och ett större utbud av komponenter som siktar på telekomtillämpningar. Idag slukar militären nära nog alla GaN-transistorer.

– Köparna vill ha konkurrens. Men företag som Triquint och RFMD ligger kanske två år efter i utvecklingen.

RF Micro Devices fick sin första process kvalificerad i fjol, medan processen som ska generera drop-in-alternativ för dagens LDMOS snart är  kvalificerad.

– För oss är det militärt och kabel-tv som ligger i första hand. Idag står det och väger när GaN-transistorer ska komma in i radiobasstationer. Jag tror att vi under 2011 kommer att se basstationer  som börjar använda GaN , men att det dröjer till 2012 för att bli spritt, säger Bob Van Buskirk, på RFMD.

Han nämner två områden där GaN är speciellt intressant.

– En stor trend framöver är multistandard och multiband. Där är GaN mycket mer effektivt än kisel. Och om några år tror jag att vi får se GaN i rena singel-mode LTE-system.

Läs även: PA-arkitekturen styr materialvalet (länk)