對于智能手機(jī)產(chǎn)業(yè)而言，未來的幾年最火的熱點(diǎn)無疑是5G，每一代通信移動技術(shù)的革新，都會引發(fā)行業(yè)重大變化，如何在新一輪戰(zhàn)役中搶占制高點(diǎn)成為企業(yè)難點(diǎn)。12月初，中國工信部正式對外公布，已向中國電信、中國移動和中國聯(lián)通發(fā)放了5G系統(tǒng)中低頻段試驗(yàn)頻率的許可，中國電信獲得3400MHz-3500MHz共100MHz帶寬的5G試驗(yàn)頻率資源；中國聯(lián)通獲得3500MHz-3600MHz共100MHz帶寬的5G試驗(yàn)頻率資源；中國移動獲得2515MHz-2675MHz、4800MHz-4900MHz頻段的5G試驗(yàn)頻率資源。這意味著基礎(chǔ)電信運(yùn)營商開展5G系統(tǒng)試驗(yàn)使用的頻譜資源得到保障，距離5G商業(yè)更進(jìn)一步。
而從5G領(lǐng)域來看，不僅僅手機(jī)內(nèi)部會發(fā)生重大變化，而射頻則更是重中之重！那么，屆時射頻又將會有哪些重大變化呢？對此疑問，手機(jī)報在線采訪了Qorvo亞太區(qū)移動產(chǎn)品事業(yè)部高級戰(zhàn)略市場經(jīng)理陶鎮(zhèn)（Lawrence Tao），從陶鎮(zhèn)處了解到，5G時代射頻領(lǐng)域?qū)兄卮笞兓瑢τ谏漕l產(chǎn)業(yè)而言，在5G時代也將迎來新一輪爆發(fā)！
5G射頻產(chǎn)業(yè)規(guī)模暴增：新增頻譜和功能為主要動力
根據(jù)Yole Development今年7月數(shù)據(jù)顯示，2017年全球射頻前端濾波器市場約80億美元，2023年達(dá)到225億美元?？梢灶A(yù)見，射頻產(chǎn)業(yè)未來幾年無疑將會迎來新一輪產(chǎn)業(yè)升級，其中的主要驅(qū)動原因5G的誕生，不僅僅手機(jī)市場會有新的增長需求，同時也誕生了一些新的應(yīng)用場景。
眾所周知，射頻前端芯片包括射頻開關(guān)、射頻低噪聲放大器、射頻功率放大器、雙工器、射頻濾波器等芯片。射頻開關(guān)用于實(shí)現(xiàn)射頻信號接收與發(fā)射的切換、不同頻段間的切換；射頻低噪聲放大器用于實(shí)現(xiàn)接收通道的射頻信號放大；射頻功率放大器用于實(shí)現(xiàn)發(fā)射通道的射頻信號放大；射頻濾波器用于保留特定頻段內(nèi)的信號，而將特定頻段外的信號濾除；雙工器用于將發(fā)射和接收信號的隔離，保證接收和發(fā)射在共用同一天線的情況下能正常工作。
其中濾波器負(fù)責(zé)發(fā)射及接收信號的濾波，最大的業(yè)務(wù)板塊，驅(qū)動力來自于新型天線對額外濾波的需求，以及多載波聚合（CA）對更多的體聲波（BAW）濾波器的需求。功率放大器負(fù)責(zé)發(fā)射通道的射頻信號放大，第二大業(yè)務(wù)板塊，預(yù)測高端LTE功率放大器市場的增長將被2G和3G市場的萎縮所平衡。
低噪聲放大器接收通道中的小信號放大；第二大業(yè)務(wù)板塊，市場規(guī)模因新型天線的出現(xiàn)與增長將穩(wěn)步前行。射頻開關(guān)接收、發(fā)射通道之間的切換；第三大業(yè)務(wù)板塊，市場由天線開關(guān)業(yè)務(wù)驅(qū)動而增長。天線調(diào)諧器驅(qū)動力來自調(diào)諧功能被添加到主天線和分集天線中；雙工器負(fù)責(zé)FDD系統(tǒng)雙工切換及接收/發(fā)送通道的信號濾波；接收機(jī)/發(fā)射機(jī)負(fù)責(zé)射頻信號的變頻、信道選擇。
據(jù)了解，一部4G智能手機(jī)中射頻前端的成本在8-15美元，包含10顆射頻芯片，其中PA 2-3顆，射頻開關(guān)2-4顆，濾波器顆數(shù)在40-100多顆不等！2016年濾波器在射頻前端模塊中的價值量占比是50%，但是到了2022年，該比例更是有望增長到70%。由此可見，在射頻前段模塊中，濾波器的價值占比十分高！
此外還有數(shù)據(jù)顯示，射頻前端2016年的市場規(guī)模在100億美元左右，但是到了2022年將突破250億美元，年復(fù)合增長率更是超過了14%。同時，據(jù)Mobile Experts預(yù)測，射頻濾波器市場將由現(xiàn)在的50億美金的市場規(guī)模增長到2020年的120－130億美金，甚至到2022年成長到150-160億美金。這也可以看出濾波器在射頻前端的價值占比，要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過射頻開關(guān)、射頻低噪聲放大器！
而隨著5G的推進(jìn)，頻段增加需要更多射頻元件，射頻前端器件的數(shù)量增加導(dǎo)致手機(jī)內(nèi)PCB空間緊張，工藝難度提升。此外，因輕薄化趨勢、5G天線需要凈空保證信號、未來全面屏對于空間的擠占等，未來射頻前端中PA、濾波器、雙工器、天線開關(guān)、LNA等幾大模塊的高度集成是未來趨勢。
同時，PA芯片的性能直接決定了手機(jī)等無線終端的通訊距離、通話質(zhì)量、信號接收能力、電池續(xù)航能力和待機(jī)時間，是整個通訊系統(tǒng)芯片組中除基帶主芯片之外最重要的組成部分。由于無線通訊協(xié)議的復(fù)雜化及射頻前端芯片設(shè)計需求提升，PA設(shè)計廠商往往會視系統(tǒng)需求，將多功能器件集成在一個芯片封裝中，形成多種功能組合。
隨著頻段增多及載波聚合的應(yīng)用，分離式多模多頻已無法滿足要求，射頻模組PAMiD漸成主流，也就是說將PA和濾波器封裝到一個模組里，這樣可以降低頻段之間的相互干擾。這要求PA供應(yīng)商加深同濾波器供應(yīng)商的合作，因此同時具備PA和濾波器產(chǎn)線廠商具備優(yōu)勢。
由上可知，在5G射頻領(lǐng)域，濾波器將會成為重要戰(zhàn)場。那么，濾波器數(shù)量增長又是哪些原因呢？據(jù)陶鎮(zhèn)表示：“5G相比較4G，真正增長的并不是帶來額外的濾波器的增長，而是頻譜的增長，針對這個新的頻段，有支持這個新的頻段的功能，比如說射頻前端，其實(shí)帶來新的頻段的濾波器、新的頻段的PA、新的頻段的開關(guān)等。正因?yàn)轭~外帶來新的這個頻段，而且是高頻的，這就會會導(dǎo)致手機(jī)里面的射頻前端特別特別復(fù)雜，就是復(fù)雜性增強(qiáng)了。”
其還介紹，在5G時代，除了原本的濾波器、PA以外，還需要額外的天線風(fēng)控器來做天線的隔離，5G引入的新頻譜會額外地對射頻器件產(chǎn)生新的需求。比如說天線調(diào)節(jié)器，因?yàn)轭~外帶來了3.5Ghz和4.8Ghz頻譜，現(xiàn)在要覆蓋到翻了一倍的頻譜，一根天線做不了，就需要增加更多的天線，要么就引入更多的天線調(diào)節(jié)的半導(dǎo)體器件，來適當(dāng)?shù)馗鶕?jù)頻譜優(yōu)化天線。
除了新增加的頻譜以外，還有一個重要原因則在于功能性的增長，陶鎮(zhèn)強(qiáng)調(diào)：“功能性的增加，就是在咱們現(xiàn)在4G LTE里，對器件增加數(shù)量，比如說我們講的調(diào)制方式的增加，再如載波聚合帶來個別器件的數(shù)量增加，而真正帶來器件數(shù)量增加是MIMO。”
5G時代：BAW和SAW濾波器到底能不能勝任？
值得一提的，當(dāng)前的濾波器主要有BAW和SAW兩種，其中一個是平面?zhèn)鬟f能量，一個是垂直傳遞能量，這兩者都是基于聲學(xué)的濾波器，基于聲學(xué)工藝的濾波器。那另外一種濾波器就叫做陶瓷，陶瓷這都是基于電傳輸?shù)臑V波器。
聲學(xué)濾波器在移動制式出來以后，更多的是用在手機(jī)里面，因?yàn)樗膬?yōu)勢在于，尺寸可以做到很小。陶瓷濾波器的問題就是尺寸，尺寸不能做小，所以不太可能放在手機(jī)里面。所以聲學(xué)濾波器應(yīng)聲而出就是因?yàn)樾阅芨沾梢粯雍?，幾乎還更好，因?yàn)槁晫W(xué)濾波器的功能在不斷的提升而且尺寸會做的越來越小。所以在現(xiàn)有的這個手機(jī)里面，基于聲學(xué)的濾波器用的非常多，幾乎都是聲學(xué)濾波器。
并且到了5G時代，5G引入了兩個新的頻譜3.5GHz和4.8GHz。那濾波器本身的工藝它有兩個最主要的因素：第一個是中心頻點(diǎn)不知道在哪，中心頻點(diǎn)在兩個頻點(diǎn)，第二個是在這個中心頻點(diǎn)，可能支持的帶寬有多寬，這個是由濾波器的材料決定的。所以在現(xiàn)有的這兩種濾波器，無論是BAW或者SAW，現(xiàn)有可成熟的產(chǎn)品形態(tài)還都不能支持這么寬帶的。
其強(qiáng)調(diào)：“無論是900兆的3.5GHz，或者是600兆的4.8GHz，因?yàn)镹G9就是4.8GHz，全頻段是600兆赫茲。而4.4GHz到5GHz，那這個N7C全頻段3.3到4.2。如果為了這些全頻段的這兩個現(xiàn)有的聲學(xué)濾波器都做不到。當(dāng)然我們也在不斷的改進(jìn)我們的工藝，讓未來在5G這兩個頻段，聲學(xué)濾波器可以做到。”
此外，如果在這個頻段把頻寬縮小，比如900兆做不了，是不是可以做400兆的？那在咱們中國就更容易，中國可能就200兆。當(dāng)然如果考慮到全球蔓延，可能更寬一點(diǎn)。但是如果只做中國市場，那就200兆，那也有可能現(xiàn)有的BAW，就是BAW或者SAW是可以做到的，這個完全取決于智能手機(jī)廠商的需求。
簡而言之，“現(xiàn)有的聲學(xué)濾波器在，如果這是全頻段的還是有挑戰(zhàn)的，需要不斷的去提升的。但是如果隨著頻段越來越窄，這則取決于每個區(qū)域的最終頻譜的劃分，取決于手機(jī)廠家最終他要定位于哪個國家，在有一些定制化的設(shè)置。假設(shè)在3.5GHz需要200兆的，那也有可能采用BAW或者SAW。”
備戰(zhàn)5G：Qorvo展示多款射頻前端產(chǎn)品
據(jù)介紹，Qorvo通過兩年時間成為業(yè)界第一個正式推出3.5Ghz的射頻前端基于5G的芯片，其一直在開發(fā)所謂的這個5G潛在的頻段，因?yàn)樵趦赡昵埃械膰业谋O(jiān)管部門都在說，比如3.5Ghz就是未來可能5G的核心頻段，甚至包括個別國家說了4.8Ghz，于是Qorvo一直在致力于開發(fā)基于3.5Ghz和基于4.8Ghz的射頻前端模塊。
在開發(fā)過程中，因?yàn)殡S著3Gpp對5G的定義越來越明確，包括現(xiàn)在的Releaste15，包括潛在明控的Releaste16，所以Qorvo在開發(fā)當(dāng)中也是在不斷地根據(jù)最新的需求，在不斷地去更新產(chǎn)品的規(guī)格，定義產(chǎn)品需要滿足的指標(biāo)，甚至和主要的芯片公司在一塊去配合。
所以在過去兩年，由于在標(biāo)淮化的層面沒有做完，業(yè)界都是在一起摸索，包括整個這個設(shè)備廠家、芯片公司和手機(jī)廠家。不過，隨著3Gpp標(biāo)準(zhǔn)化和頻譜的定義下來以后，全球的頻譜越來越明確，這也就意味著技術(shù)研發(fā)進(jìn)入商用化階段。
隨后在溫哥華舉行的第23屆GTI（Global TD-LTE Initiative）Workshop上，Qorvo就展示了N41頻段的射頻前端模塊和全頻段N41濾波器展示，這也是Qorvo首次展示適用于n41頻段的射頻前端模塊。
據(jù)悉，Qorvo目前的產(chǎn)品策略去覆蓋全球的這個5G的射頻前段模組，覆蓋的頻段主要就是三大塊，第一個就是3.5Ghz，就是官方的或者標(biāo)準(zhǔn)化的層面叫N77或者N78，那還有就是N79，就是4.8Ghz，其中3.5Ghz是它的中心頻帶，他們很寬的一個頻帶，另外還有一個就是現(xiàn)在的N41，就是2.5Ghz的這個頻段。所以我們最新展示的是基于N41的這個頻段推出的一個射頻前端模塊，因?yàn)樗锩婕傻臇|西包括功率放大器、濾波器、開關(guān)、藕合器都在里面。
簡而言之，Qorvo擁有廣泛的創(chuàng)新RF產(chǎn)品組合，可覆蓋600 MHz至80 GHz的頻率范圍，因此具有加速向5G過渡的獨(dú)特優(yōu)勢。此次GTI Workshop現(xiàn)場展示的QM75041是支持n41頻段的射頻前端模塊解決方案，同時也滿足PC2的技術(shù)要求并針對高級RF的平臺，包括旗艦智能手機(jī)和數(shù)據(jù)設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化，從而加快5G測試和部署。
此外，隨著5G時代通信性能要求日趨嚴(yán)苛和RF復(fù)雜程度不斷提高，Qorvo專有的LowDrift™和NoDrift™濾波技術(shù)能夠解決業(yè)界最具挑戰(zhàn)性的LTE系統(tǒng)和芯片組問題。適用于頻段41、采用LowDrift™BAW技術(shù)的LTE Tx/Rx濾波器TQQ0041T具有低溫漂甚至零溫漂的特性，在溫度變化下仍然有很好的帶外抑制，而且其低插損、高功率容量亦均不會受到功率提高帶來的不利影響，同時也支持PC2標(biāo)準(zhǔn)。除了Sub-6G的頻段外，在5G FR1頻段（n77、n78和n79）上，Qorvo同樣展示了QM78201射頻前端模塊，支持該頻段的5G全球部署與現(xiàn)場試驗(yàn)。
01月07日 18:14
