LTE-A/5G射频LNA/PA需求爆发

2014-08-21 10:03:10来源: 互联网

  LTE-A(LTE-Advanced)启动商用,下一代5G标准亦蓄势待发,驱动移动设备射频系统规格升级。系统厂商为支持100MHz超大频宽、四十个以上频段并降低噪声干扰,除计划增加低噪声放大器(LNA)和功率放大器(PA)等射频组件用量外,也将要求射频前端模块(FAM)提高功能整合度,吸引芯片厂商加紧展开卡位。

  随着多频多模LTE及LTE-A设计加温,手机厂对FAM各类组件如PA、LNA、开关(Switch)和滤波器(Filter)等需求皆显著攀升,进而激励硅锗碳(SiGe:C)、砷化镓(GaAs)和互补金属氧化物半导体(CMOS)射频组件供应商士气大振,正相继投入开发新产品。

  据悉,除美、日和韩全面启动LTE商用外,中国内地也可望于今年下半年发出4G牌照,加速TD-LTE营运,而台湾也可望于年底顺利发照,让LTE进入高速成长期,并朝国际漫游与可向下兼容2G/3G的多频多模规格发展。不仅如此,南韩、美国电信商近期更进一步点燃LTE-A商用战火。

  随着移动通信技术不断“加料”,移动设备射频FAM也须在有限空间内导入高整合设计。目前多频多模LTE手机须支持十几个频段,搭载PA、LNA和射频开关数量皆较3G手机倍增,其中PA需七至八颗、LNA和开关则需二十到三十颗;未来手机迈向更高速、频宽更大且使用频段更多元的LTE-A和5G,射频组件用量更将三级跳,驱动芯片商提高产品整合度,以缩减占位空间及功耗

  传统砷化镓射频方案受限于制程特殊性,难与其他系统零组件整合,因此芯片商正猛踩油门推进新一代制程与封装技术。如英飞凌主攻硅锗碳材料制程,并搭配小型晶圆级封装(WLP)方案,打造高性能、高整合度且支持高频切换的单片微波集成电路(MMIC)LNA;而高通(Qualcomm)也推出CMOS PA,通过CMOS制程整合更多周边组件。

  硅锗碳在射频性能、品质和可靠度表现方面皆可媲美砷化镓,且更容易整合CMOS射频开关或其他零组件;因此,这几年硅锗碳组件出货量暴冲,在MMIC LNA市场的渗透率已与砷化镓组件相当。近期,英飞凌硅锗碳MMIC LNA更顺利打进联发科多频多模LTE公板建议清单,可望在今年底至明年继续提高市占率。

  至于PA部分,其主掌射频信号发送须更高功率与稳定度,目前仍以材料特性较佳的砷化镓方案为主,但CMOS PA挟成本和功能整合度优势,未来则可望在低端手机市场崛起。例如英飞凌也已将硅锗碳LNA加PA的系统封装(SiP)或单芯片整合方案列入下一代产品蓝图,有助手机厂兼顾射频性能与系统体积。

  不过,由于LTE-A与5G规格尚未完全底定,业界也传出手机厂为达到高速高品质传输性能,必须舍弃整合型射频方案转向分离式设计;业内人士分析,目前确实有射频芯片商投入研究更前瞻的氮化镓(GaN)制程,并以外挂方式提升射频系统功能,但是组件整合一向是产品降价和省电的关键,因此仍须等通信标准定论后,才能依规格需求找出最佳的设计平衡点。

关键字:LTE-A  5G  射频  LNA  PA

编辑:孟娟 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/wltx/2014/0821/article_12540.html
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