Das heiße Ziel von Arctic Semiconductor: Die „energieeffizientesten 5G-HF-ICs“

May 16, 2023

Um 5G-Produkten eine eigene Note zu verleihen, hat Arctic Semiconductor (ehemals SiTune Corporation) seinen ersten 5G-HF-Chipsatz namens IceWings ausgeliefert. Da 5G und seine Anwendungen immer mehr zum Mainstream werden, sind programmierbare und dynamische HF-Schaltkreise von größter Bedeutung, um die unzähligen Einsatzmöglichkeiten von 5G zu bewältigen. Mit dem Ziel, „die energieeffizientesten 5G-HF-IC-Lösungen auf dem Markt“ zu entwickeln, weist das neueste Angebot von Arctic Semiconductor deutliche Unterschiede zu herkömmlichen HF-Schaltkreisen auf.

Ab 2022 verbrauchen Telekommunikation und IT etwa 7 % der weltweiten Stromversorgung, wobei dieser Anteil mit der Einführung von 5G und dichten drahtlosen Netzwerken voraussichtlich weiter steigen wird. Vor diesem Hintergrund bieten die IceWings von Arctic zusammen mit dem zweiten großen Angebot SnowWings beispiellose Vorteile für Designer, die eine verbesserte Energieeffizienz und Leistung benötigen.

In diesem Artikel geht es um die Technologie hinter den 5G-Angeboten von Arctic, mit einem genaueren Blick auf die patentierten Hardware-Intelligent-Circuits (HIC) des Unternehmens, die seine Produkte von der Konkurrenz unterscheiden.

Das Herzstück der 5G-Reihe von Arctic ist die IceWings-Familie, die von 600 MHz bis 7,2 GHz arbeitet und 5G-, Wi-Fi 6/7- und LTE-Betrieb mit einem einzigen Chip ermöglicht. IceWings ist ein Zero-IF (ZIF)-Transceiver, der nur einen einzigen Mischer pro Empfangskette benötigt, was ihn im Vergleich zu Heterodyn-Architekturen äußerst energie- und größeneffizient macht.

Wenn noch weniger Mischer erforderlich sind, bietet die SnowWings-Familie den gleichen Frequenzbereich, jedoch mit einer einzigartigen Direktabtastarchitektur, die eine digitale HF-Abtastung ohne Abwärtskonvertierung ermöglicht. Wie es bei einem Wechsel von analog zu digital üblich ist, bietet die SnowWings-Familie Effizienzverbesserungen von bis zu 80 %, was Entwicklern mehr Flexibilität für Edge-Anwendungen bietet, bei denen die Energieeffizienz von entscheidender Bedeutung ist.

Da erwartet wird, dass die 5G-Technologie hauptsächlich durch die Dämpfung begrenzt wird, erfordert eine massive Einführung von 5G ein extrem dichtes Netzwerk von 5G-Zellen. In dieser Hinsicht könnten die von Arctic gebotenen Leistungs- und Leistungsverbesserungen in kleinen Zellen, festen drahtlosen Zugangspunkten oder sogar Netzwerken auf Unternehmensebene gut ankommen.

Eine besonders faszinierende Technologie (über die Arctic bisher wenig verraten hat) sind die Hardware-Intelligenten Schaltkreise (HICs) des Unternehmens. Um die dichte Netzwerkarchitektur von 5G zu unterstützen, müssen Komponenten nicht nur gut funktionieren, sondern auch in einer Vielzahl von Umgebungen.

Um dieses Problem anzugehen, hat Arctic seine HIC-Technologie entwickelt. HICs basieren auf einem Mixed-Signal-Layout, das eine Kalibrierung und digitale Korrektur im digitalen Bereich ermöglicht, um die leistungsstarken HF-Schaltkreise im analogen Bereich zu beeinflussen. In diesem Sinne können unkontrollierbare Änderungen wie Prozessschwankungen oder Antennenleistung gerätespezifisch erkannt werden und ermöglichen maximale Leistung, ohne dass ein großes analoges Gerät erforderlich ist.

Wie bei neuen Produkten üblich, ist es schwierig zu bestimmen, wo genau im noch entstehenden 5G-Ökosystem die Produkte von Arctic landen werden. Die gemeldeten Leistungsverbesserungen in Kombination mit der Innovation der HIC-Technologie machen Arctic Semiconductor jedoch zu einem guten Kandidaten für Designer, die die größtmögliche Effizienz aus ihren Produkten herausholen möchten.

Es wird interessant sein zu sehen, ob die Verbindung zwischen digitaler Korrektur und analogem Betrieb die Türen zu einer optimierten KI- oder ML-Leistung öffnet. Unabhängig davon wird die Auslieferung der ersten IceWings-Produkte bald den Einfluss von Arctic auf die Kommunikationsbranche belegen.