Carbontech2025第九届国际碳材料大会暨产业展览会（12月9-11日 上海），以“材料创新驱动产业变革”为主线，构建覆盖全产业链的三大主题展馆，其中N1半导体碳材料馆聚焦金刚石及超硬材料的最新成果与应用。
近日，据人民日报消息比5G快10倍的5G-A信号，出现在很多人的手机上，那么5G-A是什么？
目前，各大运营商都在积极部署 5G-A 网络，并取得了显著进展：
中国移动表示，今年将投资近百亿元，进一步扩大5G-A中的无线网络AI应用等规模部署，实现超过40万基站的智能化改造。
中国电信今年将推动5G-A在多个行业和场景的应用落地，联合产业链进行创新试点。
中国联通今年计划在39个重点城市主城区及300余城市重点场景启动5G-A，并应用到物联网、车联网、工业互联网等重点场景。
随着 5G-A（5G-Advanced）技术的快速发展，通信行业正迎来一场前所未有的变革。5G-A 作为 5G 与 6G 之间的关键过渡技术，不仅在网络性能指标上实现了大幅提升，更在应用场景拓展、网络智能化等方面展现出巨大潜力。
5G-A作为5G技术的演进版本，通过提升峰值速率（10Gbps）、降低时延（1ms级）、增强定位精度（厘米级）以及千亿级物联网连接能力，对通信基础设施的硬件性能提出了更高要求。其技术特点与材料需求可概括为：
高频通信：毫米波频段（24-100GHz）的广泛应用需要半导体材料具备高电子迁移率和低信号损耗特性。
功率密度提升：基站功放输出功率从5G的200W提升至5G-A的400W级别，散热需求倍增。
微型化集成：Massive MIMO技术使单基站天线数量从64增至128甚至256，要求器件体积缩小30%以上。
极端环境稳定性：面向工业互联网和车联网场景，需耐受-40℃至200℃温度波动及高电磁干扰环境。
在此背景下，以GaN和碳化硅（SiC)、金刚石为代表的第三代半导体材料，在快速的发展，并受到全球范围内的高度重视。
氮化镓：射频性能与能效突破
氮化镓作为新型战略半导体材料，以其优异的性能已成为 5G 基站的最佳选择。随着 5G 基站相关技术的不断突破与更新，氮化镓功放模块受到越来越多的重视。围绕氮化镓功率器件的功放模块电路设计技术不断取得突破，已成为 5G 基站的关键部件，并逐步开始在多个领域进行商用。
5G高容量基站GaN功率放大器主要应用在5G大功率基站中，能够有效地缓解5G无线通信系统空间较少，而业务需求较为密集的难题。氮化镓功放单元在MIMO基站中，将4G的4-8个信道扩展到64个信道，使4G中信道数目增加超过8个，而整体尺寸只增加2倍。在5G通信中的32和64通道的 MIMO基站功率放大器中使用，是5G通信中最重要的一种信号传送方式。
5G毫米波基地用GaN单片功率放大器，可实现超高频段、超低时延的高性能功放。极高的宽带为5G大规模通信的数据反向传送提供强大传输容量。极小的时延可以应用在新型的、对通信延时有极高需求的智能汽车等应用中。而毫米波能够有效提高频率带宽，达到超高速率的无线传输，非常符合5G的需求，是5G的核心技术。
半绝缘型碳化硅器件主要用于 5G 基站、卫星通信、雷达等方向，随着 5G 建设的加速，尤其是 MassiveMIMO 技术的推广，半绝缘型碳化硅基氮化镓器件市场规模将不断扩大。根据 YOLE 的数据，2020 年封装的氮化镓射频器件市场规模约为8.91 亿美元，其中超过 99%都是采用碳化硅衬底。
在基站电源系统中，SiC MOSFET可将转换效率从92%提升至97%，单个基站年节电达2.4万度；采用SiC双向变流器，充放电响应时间缩短至5ms，支撑基站储能系统动态调度。减少能源损耗，适配5G-A基站的高能耗需求。
金刚石材料的应用潜力
在5G-A技术驱动下，氮化镓、碳化硅、金刚石这三类材料通过性能互补与协同创新，有望重塑通信技术。从GaN射频前端的频谱效率突破，到SiC功率模块的能效跃升，再到金刚石基GaN器件的热管理革命，这些超宽禁带材料的深度融合将支撑5G-A实现万兆速率、千亿连接和厘米级定位的愿景。随着技术的突破，全球5G-A产业链格局或将迎来新一轮重构。
