數字預失真技術的案例
射頻氮化鎵新增7000萬投資！三安/13所/55所/能訊…誰更領先？
優鎵科技成立于2019年10月，創始團隊來自于清華大學區，是一家專注于氮化鎵射頻功率放大器芯片和數字預失真技術的公司。2019年10月獲得了過千萬元天使輪融資，2020年10月獲得Pre-A輪數千萬元融資。
據優鎵CEO黃飛曾介紹，未成立公司前，團隊就與華為、中興、大唐等設備制造商有過緊密合作，部分核心關鍵技術已批量應用。成立不到8個月，優鎵科技的產品就已批量應用于某型號基站中，共計20余萬臺，覆蓋全國和多個歐美數十家運營商。
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行業人士告訴“三代半風向”，如果不考慮軍用氮化鎵，目前國內比較領先的射頻氮化鎵企業主要包括：中電55所、中電13所、三安、能訊、海威華芯以及益豐電子旗下的OMMIC。
? 目前，中電13所已形成系列化氮化鎵微波功率器件和MMIC產品，并被華為、中興用于進行基站研發，早在2014年第二季度，其氮化鎵尺寸已從3英寸變為4英寸。
? 2015年，55所投入數億元建設了寬禁帶半導體電力電子器件國家重點實驗室。據介紹，在突破了砷化鎵T/R組建之后，55所研發了氮化鎵T/R組件。2017年，55所發表的《三維GaN高線性微波功率器件》受到國內外業界關注。2017年，信維通信與55所簽訂投資意向書，雙發在SAW濾波器、5G通信高頻器件、GaN6寸線、SiC電力電子以及射頻MEMS器件等領域進行合作。
? 蘇州能訊半導體在江蘇昆山建成了中國第一家氮化鎵電子器件工廠，目前累計投資10億元。早在2014年1月，能訊就發布了新型氮化鎵微波功放晶體管產品。2019年5月，能訊4英寸氮化鎵芯片產線建成，總投資3億元，4英寸氮化鎵晶圓設計產能為17000片。
? 海威華芯成立于2010年，主要提供6英寸砷化鎵/氮化鎵微波集成電路的純晶圓代工服務的制造企業。
展開 Wi-Fi FEM進入非線性時代
初創公司各方面的資源都有限，沒有能力同時開出線性和非線性兩條線進行研發，就選擇了線性Wi-Fi FEM方向，直到2021年，一家公司找到我要不要配合研發非線性Wi-Fi FEM，我跟CTO顧博士一起跟對方開會做了交流，感覺到非線性Wi-Fi FEM就要來了，研發同事也提醒我，做技術方向不能錯，一旦錯了就輸了。
創業是一件很痛苦的事情，常常陷入兩難。我有決策的權力，也要承擔決策失誤的責任。線性往左，非線性往右，研發人力和資金投入應該怎么分配？都開項目，資源不夠；左右取舍，該選哪邊？這種煎熬，沒有創業過的人是很難體會的。
現在還不能斷定我之前的決策是對是錯，但在非線性Wi-Fi FEM上，我們還是晚了，至少到今天，我們還拿不出非線性Wi-Fi FEM產品。面對客戶，我無言以對。
非線性是射頻功放的固有特性，其非線性失真表現為信號幅度和相位的失真。當不存在記憶效應時，一定幅度的信號通過非線性功放后，輸出信號幅度的增益 隨著輸入信號幅度而變化，同時相位的改變量也隨輸入信號幅度而變化。
功放的非線性失真特性及常用的非線性指標，包括幅度/幅度和幅度/相位失真特性、1dB 壓縮點、三階交調系數、鄰近通道功率比、誤差矢量幅度及歸一化均方誤差。
典型的數字預失真(DPD)系統框圖如下圖所示。首先在數字域中利用預失真器對輸入信號 u(n)進行預處理；然后將預處理后的信號x(n)經過上變頻通道（包括數模轉換、濾波、正交上變頻調制）后送入射頻功放；最后經功率放大后的射頻信號s(t)由天線發射出去。若預失真器與功放的非線性特性相逆，則功放輸出信號為線性放大的射頻信號。
展開 線性Wi-Fi FEM被卷死，非線性FEM是未來？
非線性Wi-Fi FEM（Front-End Module，前端模塊）的由來與無線通信技術的發展和硬件設計挑戰密切相關，其核心在于解決高頻、高功率、高效率需求下的非線性失真問題。
傳統PA在高壓時可能進入非線性區（如飽和區），導致信號失真（如諧波、互調干擾）。但現代非線性PA通過設計優化，如預失真（DPD）技術，在高效和高線性之間取得平衡。通過算法預校正PA的非線性失真，提升信號保真度，尤其對OFDMA（Wi-Fi6/ 7）等復雜調制至關重要。
隨著Wi-Fi標準從2.4GHz（802.11b/g/n）擴展到5GHz（802.11a/ac）乃至6GHz（802.11ax/be），高頻信號對功率放大器（PA）和低噪聲放大器（LNA）的線性度要求更高。高階調制（如1024-QAM in 802.11ax/be）對信號純凈度極為敏感，非線性失真會導致誤碼率（BER）急劇上升。而FEM需將PA、LNA、開關、濾波器等集成到微小模塊中，傳統線性設計難以兼顧效率與性能。當 PA在接近飽和功率時會出現增益壓縮（AM-AM失真）和相位畸變（AM-PM失真），導致諧波和交調失真（IMD），例如，OFDM信號的高峰均比（PAPR）會迫使PA工作在非線性區，TDD系統中快速開關引入的瞬態非線性，還有在熱效應與記憶效應下，高功率下器件溫度變化導致參數漂移，進一步加劇非線性。
非線性Wi-Fi FEM的設計創新在于數字預失真（DPD）技術，通過算法預補償PA的非線性特性，顯著提升線性輸出功率（如從20dBm提升至28dBm）。非線性Wi-Fi FEM的誕生是無線通信系統逼近香農極限的必然結果，其技術本質是通過聯合優化器件物理特性（如材料、工藝）與信號處理算法（如DPD、ET），在效率、線性度和成本之間取得平衡。
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