通信技術(shù)從2G 發(fā)展到4G,每一代的蜂窩技術(shù)都出現(xiàn)不同面貌的革新。從2G 到3G 增加接收分集技術(shù),3G 到4G 則增加載波聚合,再到4.5G 時(shí)則是增加超高頻,4×4 MIMO,更多的載波聚合。
而這些變革都為手機(jī)射頻發(fā)展帶來(lái)新的成長(zhǎng)動(dòng)能。手機(jī)的射頻前端是指介于天線與射頻收發(fā)之間的通信零部件,包含濾波器、LNA(低噪聲放大器)、PA(功率放大器)、開(kāi)關(guān)、天線調(diào)諧等。
濾波器主要用來(lái)濾除噪聲、干擾及不需要的信號(hào),只留下所需頻率范圍內(nèi)的信號(hào)。
PA 則是在發(fā)射信號(hào)時(shí)通過(guò)PA 放大輸入信號(hào),使得輸出的信號(hào)幅度夠大,以便后續(xù)處理。
開(kāi)關(guān)則是利用開(kāi)啟和關(guān)閉之間切換,允許信號(hào)通過(guò)或不通過(guò)。
天線調(diào)諧器則位于天線之后,但在信號(hào)路徑的末端之前,使得兩側(cè)的電特性彼此匹配,以改善它們之間的功率傳輸。
在接收信號(hào)方面,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),信號(hào)傳輸路徑是由天線接到信號(hào)后,經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)及濾波器,傳至LNA 將信號(hào)放大,再到射頻收發(fā),最后傳送到基帶。
至于信號(hào)發(fā)射,則是從基帶出發(fā),傳送至射頻收發(fā)后到PA,再到開(kāi)關(guān)及濾波器,最后由天線發(fā)射信號(hào)。
而隨著進(jìn)入5G,更多的頻段導(dǎo)入,以及涵蓋更多新技術(shù),使得射頻前端零部件的價(jià)值不斷上升。
由于5G 導(dǎo)入的技術(shù)愈來(lái)愈多,射頻前端的零件用量和復(fù)雜性急劇增加,但智能手機(jī)分配給該功能的PCB 空間量卻不斷下降,而通過(guò)模組化提升前端零件的密度就成為趨勢(shì)所在。
為了節(jié)省手機(jī)成本,空間及功耗,5G SoC 和5G 射頻芯片的整合將是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。而這整合將分成三大階段:
第一階段:初期5G 與4G LTE 資料的傳輸將以各自獨(dú)立的方式存在。以1 個(gè)7 nm制程的AP 與4G LTE(包含2G/3G) 基帶芯片的SoC,搭配一組射頻芯片(RFIC)。
而5G 則完全由另一個(gè)獨(dú)立配置進(jìn)行,包含一個(gè)10 nm制程,能同時(shí)支援Sub-6GHz 及毫米波段的5G 基帶芯片,前端配置2 個(gè)獨(dú)立的射頻元件,包括一個(gè)支持5G Sub-6GHz射頻,另一個(gè)是毫米波射頻前端天線模組。
第二階段:在考慮制程良率和成本的情況下下,主流配置仍會(huì)是一顆獨(dú)立AP 與一個(gè)體積更小的4G/5G 基帶芯片。
第三階段:將會(huì)出現(xiàn)AP 與4G/5G 基帶芯片SoC 的解決方案,LTE 與Sub-6GHz 射頻也有機(jī)會(huì)整合。至于毫米波射頻前端仍必須以獨(dú)立模組存在。
據(jù)估計(jì),全球射頻前端市場(chǎng)將由2017年的151億美元,成長(zhǎng)到2023年的352億美元,年復(fù)合成長(zhǎng)率高達(dá)14%。此外,根據(jù)Navian估計(jì),模組化現(xiàn)在占RF元件市場(chǎng)約30%,在不斷整合的趨勢(shì)下,模組化比率將在未來(lái)逐步上升。
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