进入5G时代,射频芯片将大有可为,主要射频器件厂商有哪些?

2019-01-04 14:53:42 来源:芯师爷
标签:
射频   5G   基站

 

5G时代逼近,对信号的传输有了更高的要求。作为核心部件的射频芯片,将发挥更为重要的作用。目前,国内射频器件企业的科技水平相对来说,还处于落后追赶状态。
 
如今,多家电信运营商、基站(Base Station)制造商、小型基站(Small Cells)制造商和用户设备供应商等都在开展5G相关的研发工作。例如,中国(华为)、韩国(三星电子)、日本、欧盟都在投入相当的资源研发5G网络。
 
射频是无线产品中一个关键部件,进入5G时代,射频芯片将更有用武之地。因为它的性能直接决定了移动终端可以支持的通信模式,以及接收信号强度、通话稳定性、发射功率等重要性能指标,直接影响终端用户体验。
 
什么是射频芯片?
射频简称RF,是Radio Frequency的缩写,表示可以辐射到空间的电磁频率,频率范围在300KHz~300GHz之间。每秒变化小于1000次的交流电称为低频电流,大于10000次的称为高频电流,而射频就是这样一种高频电流。射频技术在无线通信领域中被广泛使用,有线电视系统就是采用射频传输方式。
 
 
射频芯片指的就是将无线电信号通信转换成一定的无线电信号波形,并通过天线谐振发送出去的一个电子元器件。射频芯片架构包括接收通道和发射通道两大部分。对于现有的GSM和TD-SCDMA模式而言,终端增加支持一个频段,则其射频芯片相应地增加一条接收通道,但是否需要新增一条发射通道则视新增频段与原有频段间隔关系而定。对于具有接收分集的移动通信系统而言,其射频接收通道的数量是射频发射通道数量的两倍。
 
这意味着终端支持的LTE频段数量越多,则其射频芯片接收通道数量将会显著增加。例如,若新增 M个GSM或TD-SCDMA模式的频段,则射频芯片接收通道数量会增加M条;若新增M个TD-LTE或FDD LTE模式的频段,则射频芯片接收通道数量会增加2M条。
 
射频芯片的构成
一般来说,一个完整的射频芯片,包括功率放大器(PA:Power Amplifier),天线开关(Switch)、滤波器(Filter)、双工器(Duplexer和Diplexer)和低噪声放大器(LNA:Low Noise Amplifier)等。
 
 
功率放大器(PA)
PA直接决定了手机无线通信的距离、信号质量,甚至待机时间,是整个射频系统中除基带外最重要的部分。手机里面PA的数量随着2G、3G、4G、5G逐渐增加。以PA模组为例,4G多模多频手机所需的PA芯片为5-7颗,预测5G手机内的PA芯片将达到16颗之多。
 
 
就工艺材料来说,目前砷化镓PA是主流,CMOS PA由于参数性能的影响,只用于低端市场。4G特别是例如高通等LTE cat16,4x20MHZ的载波聚合技术,对PA线性度高Q值的要求,会进一步以来砷化镓 PA。据Qorvo的预测,随着5G的普及,8Ghz以下砷化镓 PA仍将是主流,但8Ghz以上氮化镓有望在手机市场成为主力。
 
射频前端功能组件围绕 PA 芯片设计、集成和演化,形成独立于主芯片的前端芯片组。随着无线通讯协议的复杂化及射频前端芯片设计的不断演进,PA设计厂商往往将开关或双工器等功能与功率放大电路集成在一个芯片封装中,形成多种功能组合。根据实际情况,TxM(PA+Switch)、PAD(PA+Duplexer)、MMPA(多模多频PA)等多种复合功能的PA芯片类型。
 
滤波器/双工器(Filter/Duplexer)
RF滤波器包括了SAW(声表面滤波器)、BAW(体声波滤波器)、MEMS滤波器、IPD(Integrated Passive Devices)等,而双工器是包含Rx和Tx滤波器。SAW、BAW滤波器的性能(插入损耗低、Q 值高)是目前手机应用的主流滤波器。SAW 使用上限频率为2.5GHz~3GHz,BAW使用频率在 2.0GHz 以上。
 
 
对SAW来说,技术趋势是小型片式化、高频宽带化、降低插入损耗。采用更小尺寸,包括倒装(flip chip packaging)和WLP(晶圆级封装)、WLCSP(Wafer Level Chip ScalePackaging)技术正在使用,同时更高通带率、High isolaTIon,High selecTIvity以及更低价格。
 
与 SAW 相比,BAW性能更好,成本也更高,但是当频段越来越多,甚至开始使用载波聚合的时候,就必须得用BAW技术才能解决频段间的相互干扰问题。BAW所需的制造工艺步骤是 SAW 的10倍,但因它们是在更大晶圆上制造的,每片晶圆产出的 BAW 器件也多了约4倍。即便如此,BAW的成本仍高于 SAW。随着技术的演进, BAW可能会逐步替代SAW。
 
关注与非网微信 ( ee-focus )
限量版产业观察、行业动态、技术大餐每日推荐
享受快时代的精品慢阅读
 

 

继续阅读
5G商用将为整个产业链带来怎样的机会?
5G商用将为整个产业链带来怎样的机会?

5G作为新经济浪潮的引擎,将在VR/AR、云计算、物联网、工业互联网等诸多领域落地生根,为其实现智能化升级。

华工正源:获华为国内首个5G光模块订单,已成功交付

6月14日,华工正源在投资者调研活动上表示,目前公司首个5G光模块订单已成功交付,成为国内首家获得华为5G光模块订单的企业。

面对质疑蔡明介强调:联发科5G SoC是世界第一

IC设计厂联发科14召开股东会,针对股东质疑联发科5G系统单芯片(SoC)落后同行,董事长蔡明介强调,「联发科5G SoC是世界第1」。

内部掐起来了,美国FCC和商务部对5G频谱意见不合

美国联邦通信委员会(FCC)的成员抨击商务部(DoC)阻碍了释放新频谱的努力,警告此类活动威胁到5G的进展。

工业富联表示:5G 或将推动公司业务发展,我们的准备已经做好了

在工业富联近日组织的一次投资者关系活动中,对于公司2019年上半年的经营状况进行了介绍。除此之外,还对近段时间外界环境及中美贸易摩擦问题给公司造成的影响进行解答。

更多资讯
国内 GaN 射频元件厂商生存现状分析,5G 时代是否能实现弯道超车?
国内 GaN 射频元件厂商生存现状分析,5G 时代是否能实现弯道超车?

5G 对半导体材料提出了不小的挑战。

中红外影像在土地资源信息提取中有何应用?新的宽幅中波红外成像系统又会呈现出怎样的信息?

“绿水青山就是金山银山”的理念已深入人心,土地等自然资源的监测是全面建设美好家园的重要保障工作。遥感图像具有监测范围大、客观、时效性高等优点,利用遥感图像提取“山水林田湖草”等各种自然资源的现状和变化信息已经成为自然资源监测工作中主要的技术手段。

深度解析:一种新型的可调谐超表面结构实物设备

在亚波长尺度上掌握可控光源的能力将可能导致光子器件(如天线、太阳能电池板,甚至是隐形器件)发生变革。而纳米技术的进步使这种情况成为可能,因为随着超表面的发展,材料的特征覆盖更小波长的光。

海格通信发布两款中国芯,北斗三号基带+射频芯片

在5月举行的第十届中国卫星导航年会上,广州企业海格通信对外同时发布两款“中国芯”,全频点覆盖的卫星导航高精度芯片——海豚一号基带芯片、北斗三号RX37系列射频芯片。

阻抗匹配的基本原理及设计方法
阻抗匹配的基本原理及设计方法

阻抗匹配(Impedance matching)是微波电子学里的一部分,主要用于传输线上,来达至所有高频的微波信号皆能传至负载点的目的,几乎不会有信号反射回来源点,从而提升能源效益。