Bislang kommunizieren hauptsächlich Menschen über das drahtlose Funknetz. Im Mobilfunknetz der fünften Generation (5G) sollen auch Autos, Geräte und Produktionsmaschinen Daten in Echtzeit übertragen. Um diese hohe Datenrate zu bewältigen, werden in Zukunft auch Frequenzbänder im Millimeterwellenbereich (>24 GHz) genutzt. Sie stellen eine zehnmal höhere Bandbreite bereit als die bislang verfügbaren Frequenzbänder (< 3 GHz) und sind nun international freigegeben, um die Bandbreitenbereiche signifikant zu steigern.
Mit der derzeitigen Mobilfunk- und Antennentechnologie können diese neuen Frequenzbereiche jedoch noch nicht effizient bedient werden. "Daher ist es notwendig, für diese neuen Frequenzbänder die verfügbare Ausgangsleistung und die Energieeffizienz der Netzinfrastruktur durch den Einsatz von fortschrittlicher Galliumnitrid-Technologie zu erhöhen", sagt Dr. Dirk Schwantuschke, der das Projekt seitens des Fraunhofer IAF leitet. In dem Projekt 5G GaN2 sollen Komponenten, Bauteile und Schaltungen für 5G-Basisstationen auf Basis von Galliumnitrid (GaN) entwickelt werden. "Der Beitrag des Fraunhofer IAF an dem Gesamtvorhaben wird die Entwicklung von Leistungsverstärkern im E-Band, dem Frequenzbereich um 80 GHz, sein", erklärt Schwantuschke.
Ziel des Projektes ist die Realisierung von Demonstratoren bei 28 GHz, 38 GHz und 80 GHz. Diese Demonstratoren sollen als Schlüsseltechnologien die Entwicklung eines leistungsstarken und energieeffizienten 5G-Mobilfunknetzes auf Basis von GaN vorantreiben. ECSEL, eine Initiative der Europäischen Kommission, fördert das auf drei Jahre angelegte Gemeinschaftsprojekt von 17 Projektpartnern aus sieben Ländern. ECSEL unterstützt die Entwicklung, Forschung und Innovation auf dem Gebiet der Elektronik, indem es verschiedene Partner aus Industrie, Forschung und dem öffentlichen Sektor zusammenbringt.
Neben dem Fraunhofer IAF umfasst das Konsortium des Projektes die gesamte Wertschöpfungskette der Mobilfunktechnologie: Waferlieferanten, Halbleiterhersteller und Systemintegratoren entwickeln zusammen mit Universitäten und Forschungseinrichtungen neue GaN-basierte Technologien für das Mobilfunknetz der fünften Generation.
