手机射频器件的重要性在5G时代格外凸显,成本分分钟超过主芯片?

2019-01-09 09:18:18 来源:互联网
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5G时代,手机射频器件成本会超过主芯片?

 

从2020到2021年将是5G大规模商用的时间。目前主流的5G芯片玩家,包括高通、海思、英特尔都是采用4G LTE外挂5G-NR模块的方式来做5G测试。预计到2019年会出现真正的5G手机商用。

 

频谱是5G的血液,5G频段的确定意味着全国范围的大规模5G试验即将展开, 5G赛道正式铺开。

 

中国电信和中国联通获得的3.5GHz频段是全球公认的5G热门频段,且韩国、日本、英国等多国运营商已确定采用该频段建设5G,前期已基于3.5G频段进行了大量测试,所以不必担心产业链是否成熟的问题。

 

中国移动采用的n41频段属于4G 重耕,n79则是新增加的频段。美国的运营商Sprint也确定用n41频段部署5G。

 

针对中国运营商,包括n41、n77、n78、n79在内的所有5G频段,目前完全覆盖的射频器件厂商并不多, Qorvo就是其中一家。

 

在12月6日举行的中移动全球合作伙伴大会期间,笔者就跟Qorvo亚太区移动产品事业部高级战略市场经理陶镇(Lawrence Tao)进行了一段长达两小时的交流。陶镇认为:在5G时代,射频器件的重要程度可能大大超过4G时代。射频器件的重要程度将不亚于手机主芯片。

 

据了解,手机中RF器件的成本越来越高,一个4G全网通手机,前端RF套片的成本已达到8-10美元,含有10颗以上射频芯片,包括2-3颗PA、2-4颗开关、6-10颗滤波器。未来随着5G到来,RF套片的成本很可能会超过手机主芯片。而物联网的爆发,更是会对射频器件的需求推波助澜。

 

5G时代,手机射频器件成本会超过主芯片?

▲Qorvo亚太区移动产品事业部高级战略市场经理陶镇

 

从4G到5G,增加了哪些射频器件?

从4G到5G,给普通消费者最大的感受变化就是速度一下子加快了,而通信速率的变化主要取决于带宽。相比4G单载波最高20Mhz的带宽,5G带宽在6Ghz以内单载波最高可以做到100Mhz,毫米波最高可以做到400Mhz带宽。

 

那么如何拓展带宽呢?其实4G理论的做法是MIMO多载波聚合的方式。比如LTE单载波是20Mhz的话,上行最多可以做到3载波聚合,也就等于60Mhz带宽。到了5G单载波就可以做到100Mhz,5G基站一般采用64 TRX Massive MIMO天线,5G手机至少需要支持4×4的下行MIMO,2×2的上行MIMO天线,这意味着未来5G峰值速率至少将达到2Gbps以上。

 

由于4×4的天线阵列尺寸会大很多,因此射频模块化将会是5G射频器件的一个趋势。同时由于天线过多,需要支持SRS功能,在发射过程中选择不同的天线。为了支持更多的载波聚合,对于天线分工的需求会大大增加,同时需要用到大量的天线调谐技术。

 

从4G切换到5G,由于增加的新频段并不多,5G时代只增加了两个新频段:3.5Ghz\4.8Ghz,因此对于功率放大器或滤波器的新增需求并没有特别大。但是由于未来要实现4G、5G多模信号切换,以及解决信号共存和干扰问题,在系统架构上需要更多的天线分工器以及天线调谐功能。

 

陶镇预计5G终端成本最开始会比4G高很多,因为需要做4×4的MIMO,射频器件至少会多出三个模块。在LTE时代,4×4的MIMO是非强制性的。但是到了5G就变成强制性了,无论N41、N77、N79哪个频谱,都必须要做4×4的下行。另外以前LTE上行一般是一路,到了5G就要变成两路。

 

由于5G通信将面临前所未有的大带宽、非常高的功率放大器线性度,以及广泛的载波聚合驱动型频率的拥堵,导致5G射频器件相比4G前所未有的复杂。

 

 
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