datasheet

Icbank半导体行业观察

文章数:9369 被阅读:26905850

账号入驻

关于5G射频前端,你需要了解这些!

2018-12-21
    阅读数:


虽然3GPP日前宣布,R15的第三阶段标准R15 late drop的冻结时间将会推迟三个月,但这并没有丝毫减慢厂商在5G上的步伐。无论是运营商、芯片供应商、终端厂商,甚至是应用开发者,都在加紧5G布局。尤其是射频前端这块,因为担负着终端与基站通信的重要任务,他们的一举一动受到了产业链的广泛关注。过往也有很多媒体和分析师对5G射频前端的现状和发展给出了很多不同的观点。


近日,半导体行业观察记者与Qorvo亚太区移动事业部市场战略高级经理陶镇进行了一番深入交流,给大家带来了行业专家对5G射频前端的一些深刻见解。


5G对射频提出新需求


在Qorvo公司2019财年Q1的财报会上,该公司的高层在接受分析师提问时指出,5G将给天线数量、射频前端模块价值量带来翻倍增长。以5G手机为例,单部手机的射频半导体用量达到25美金,相比4G手机近乎翻倍增长。其中滤波器从40个增加至70个,频带从15个增加至30个,接收机发射机滤波器从30个增加至75个,射频开关从10个增加至30个,载波聚合从5个增加至200个。


按照陶镇的观点:“5G对射频前端的影响,很大一部分就在于引入了3.5G和4.8G这两个新频段,进而带来了新的射频器件需求”。


陶镇表示,全新的频段引入,必须需要全新的滤波器、PA和开关配合。此外,还需要额外的天线调节器来做天线隔离,这主要是因为频谱的翻倍,驱使你去使用更多的天线来做覆盖而引起的。这样的需求,也推动了天线阵列的应用、MIMO的诞生,给射频前端提出新的需求。


“到了5G时代,基站和手机都必须引入天线阵列,基站可以做到64×64,但手机受限于尺寸限制,只能做到4×4或者2×4,这就带来了相关射频的需求”,陶镇说。“来到MIMO方面,这个在4G时代就存在的技术到了5G则迎来了更刚性的需求。新的通信标准要求下行有4×4,上行也要翻倍,这也带来了射频器件的增加”,陶镇补充说。


为了满足5G的高频率高速度需求,这就需要包括滤波器和PA等产品在技术上有升级。


按照陶镇的说法,如果对于一般的频率,SAW滤波器已经足够了,但是如果要满足更高的需求,则需要BAW滤波器。但他也强调,面向那些带宽比较大(如600MHZ)的频段,现有的这两种滤波器还是不能满足需求,这就需要更新工艺去满足需求。


在PA方面,也需要引入更多的技术(如包络跟踪)来满足5G的功率需求。据介绍,包络跟踪能够通过不断调整PA 电源电压以跟踪RF 包络的方式来优化效率。但包络跟踪器预计在5G 部署期间只支持最多60 MHz 带宽,而新的5G 频段(如n77 和n79)则需要支持高达100 MHz 带宽的单载波传输。为此,PA 将需要在平均功率跟踪(APT) 固定电压模式下运行,以实现宽带5G 传输,同时会降低效率。


另外,终端设计的变化也给射频提出了更多的考验。


陶镇告诉记者,现在的旗舰手机的设计趋势还有功耗需求,要求射频方面的集成化成都越来越高,但在其中一般都分中高频和低频设计。低频方面,跟过往的差距不算大,但来到中高频,那就需要更多尺寸更小,性能更好,功耗更低的器件配合。这时候要求的不单是你的设计能力,在相关的制造上也要跟上。


再加上256QAM等的需求,显而易见,射频器件供应商正在面临前所未有的挑战。


传统厂商的见招拆招


面对这样的新需求,包括Qorvo在内的一些传统厂商也都在随着5G发展的步伐,和产业链上下游一起,为推动5G的到来而努力。陶镇也表示,整合了RFMD和TriQuint产品线的Qorvo在滤波器、PA、开关和模组方面都有着其他厂商所没有的优势。


首先看滤波器方面,资料显示,Qorvo拥有广泛的 RF 滤波器产品组合,包括双工器、同向双工器、三工器、四工器和分立式 RF 滤波器,可以覆盖 400 MHz 至 2.7 GHz 的频率范围,包括蜂窝式 (2G/3G/4G/LTE)、GPS 和工业、科学及医学 (ISM) 频段,在大小、性能、成本和上市时间方面均处于市场领先水平。“特别是在BAW滤波器方面,Qorvo更是全球为数不多的几个能提供这种滤波器的厂商之一”,陶镇补充说。他们甚至也面向5G的2.5Ghz频段,推出了适用的TQQ0041T滤波器。



在PA方面,Qorvo也拥有包括CMOS、SOI、砷化镓和氮化镓在内的全面产品线。依赖于这些产品,Qorvo能够为客户提供满足不同场景需求的产品。由于他们提供的是全频段的产品,这也让集成化变得更加简单。另外Qorvo还有能满足5G高频率的开关。


“这些产品能获得如此表现,都是依赖于Qorvo自有的晶圆厂和封测厂”,陶镇指出。“同时拥有了PA、滤波器和开关,让我们能调教出更好的模块,这也是其他竞争对手所不具备的”,陶镇接着说。去年12月推出的业界首款5G射频前端模块QM19000就是Qorvo在这方面的实力表现。据介绍,这个支持3.3-4.2 GHz宽带工作的高集成度、高性能的模块能够实现高线性度、超低延迟和极高吞吐量,以满足或超越未来5G应用的开发需求。这个产品也能够给国内获得这个频段的电信和联通给予充分的支持。



面对中国移动的N41频段,今年11月在在温哥华举行的第23届GTI上,Qorvo更是展出了他们首个能满足该频段需求的射频前端模块QM 75041。据介绍,这个模组能够满足PC2的技术要求并针对高级RF的平台,包括旗舰智能手机和数据设备进行优化,从而加快 5G 测试和部署。同时在在5G FR1 频段(n77、n78 和n79)上,Qorvo也带来了QM78201射频前端模块,支持该频段的5G全球部署与现场试验。



除了传统的产品外,Qorvo还面向基站推出了GaN PA产品。因为具备高击穿电场、高饱和速度、出色的热属性,这也会是5G时代的射频PA的一个选择。市场上表示,LDMOS器件物理上已经遇到极限,这就是氮化镓器件进入市场的原因。而基站应用需要更高的峰值功率、更宽的带宽以及更高的频率,这些因素都促成了基站接受氮化镓器件。“但在手机上,因为电压(GaN器件要在12V的时候才发挥最好效率)等原因,暂时没看到GaN PA在这方面的需求,未来还将继续看好砷化镓”。


正因为5G的射频如此复杂,且有那么大的市场,这就吸引了高通等主芯片厂入局射频。面对这个问题,陶镇指出,有竞争是好事,这短期内也会对Qorvo造成一定的影响。但长远看来,Qorvo拥有的高性能产品也将让其在与对手竞争时保持优势。而我们也都在与国内外的顶尖手机厂商正在同步推进相关业务。陶镇说。


文/半导体行业观察 李寿鹏


今天是《半导体行业观察》为您分享的第1803期内容,欢迎关注。

推荐阅读

Intel的3D堆叠能否为摩尔定律续命?

28nm制程还能兴盛多久?

中国集成电路企业的新趋势


【福利】作为半导体人你还没有这3种资料?


关注微信公众号 半导体行业观察(ID:icbank),后台回复以下关键词获取更多相关内容

华为 | 中美贸易 | IPO | 财报 | 被动元件 | 开源 | 射频 | 5G | 展会

回复 投稿,看《如何成为“半导体行业观察”的一员 》

回复 搜索,还能轻松找到其他你感兴趣的文章!

关于摩尔精英

摩尔精英是领先的芯片设计加速器,愿景“让中国没有难做的芯片”,业务包括“芯片设计服务、供应链管理、人才服务、孵化服务”,客户覆盖1500家芯片公司和50万工程师。我们致力于提供ASIC设计和Turnkey解决方案,从Spec/FPGA/算法到芯片交付,包括:芯片架构规划、IP选型、前端设计、DFT、验证、物理设计、版图、流片、封装和测试服务等。 自2012年以来,我们的团队一直专注于积累技术能力,帮助客户实现最优芯片性能,并支持Turnkey、NRE、专业咨询和驻场等灵活服务模式。 摩尔精英目前全球员工200人,总部位于上海,在北京、深圳、合肥、重庆、苏州、广州、成都、西安、南京、厦门、新竹和硅谷等地有分支机构。



点击阅读原文,了解摩尔精英

About Us 关于我们 客户服务 联系方式 器件索引 网站地图 最新更新 手机版

站点相关: TI培训

北京市海淀区知春路23号集成电路设计园量子银座1305 电话:(010)82350740 邮编:100191

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2018 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved