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集成致胜 强者恒强:高通射频前端方案被谷歌、三星等企业采用

C114中国通信网 中字

除了芯片之外,智能手机内部还有一个高度集成的核心组件——射频前端(RFFE)。作为连接终端与移动网络的载体,RFFE对用户期望的移动体验以及推动移动行业的未来发展至关重要。

在过去的一年,高通在射频前端领域可谓动作频频,经过一系列的探索及研发,如今终于迎来一波重要的合作伙伴。在近日举行的2018 CES(国际消费电子产品展)上,高通高调宣布与谷歌、HTC、三星和索尼移动在射频前端业务方面展开合作。

众所周知,射频前端是移动电话的射频收发器和天线之间的功能区域,主要由功率放大器 (PA) 、天线开关(Switch)、滤波器(Filter)、双工器(Duplexer)和低噪声放大器(LNA)和其他被动设备组成。

其中,在较难的领域射频PA领域玩家众多,Qorvo,Skyworks、高通、联发科、展讯均有涉猎,但是相比于在单一领域进行布局,高通的整合射频前端解决方案可以解决一系列相关问题,具备高度集成的射频前端,基本整合了调制解调器和天线之间的所有基本组件,这也使得高通成为首家能向OEM厂商提供完整的调制解调器到天线系统级解决方案的硬件和软件技术供应商。

幕后英雄走到台前

射频前端隐藏在手机内部,设计复杂但是作用关键因此被称为智能手机的“幕后英雄”。

过去的十年间,手机行业经历了从2G到3G,再到4G两次重大产业升级。2G、3G时代频段较少,射频前端的价值相对比较低,复杂性也较低。但当手机发展到4G早期,频段就增至16个。3GPP新增的600MHz频段编号达到71个,如果纳入5G毫米波那么频段还会增加。

一边是频段的增加,一边是物理空间的减少。如今,智能手机经过几轮更新迭代,屏幕越来越大、机身越来越轻薄等等这些因素导致了关键RFFE组件的物理空间减少。加之,未来随着5G的到来,支持5G技术的举措将进一步给RFFE带来压力,这些因素导致射频前端模块设计变得越来越复杂。

广阔的射频前端市场从来都不缺乏玩家,在PA和滤波器领域,三家主流芯片厂商、高通、联发科、展讯均有布局。此外,第三方射频前端芯片公司Skyworks、Broadcom、Qorvo和Muruta,近几年通过内部研发或外部并购,完成了PA、Switch、Duplexer、Filter全产品线布局,并且推出了高集成度产品的独立品牌,例如Qorvo的RF Fusion、RF Flex,Skyworks的SkyOne等。

但是随着PCB上元器件密度越来越高,元器件间的干扰逐渐成为一个不可忽视的问题,如何对每个射频元器件实施充分有效的隔离,成为相关厂商的一大挑战。

未来趋势:集成化是关键

高通给出的答案是:做一个集成化的射频前端解决方案。射频前端不同于主芯片,很多不同器件采用不同工艺,它的集成不是做SoC,而是做SIP(System In Package,系统级封装)。

高通前些年收购了Blacksand进入PA市场,2016年和日本电子元器件厂商TDK联合组建合资公司RF360控股公司,主要开发滤波器。2017年2月份,高通推出了全新的射频前端解决方案RF360,被高通称作“从调制解调器到天线”的完整解决方案。

相比于其他商业竞争对手,高通在射频前端领域的差异化优势主要有四点。首先高通拥有完整的射频前端核心技术。射频前端的组件技术中,高通拥有包括表面声波(SAW)、温度补偿表面声波(TC-SAW)和体声波(BAW)在内的一系列全面的滤波器和滤波技术,另外也拥有像做开关产品或天线调谐的SOI技术,还有低噪声放大器(LNA)技术。也就是说,高通能够提供射频前端所需的完整技术。其次,通过TDK的合作,高通拥有了先进的模块集成能力,可以提供高度集成化的解决方案。

同时,高通拥有自己的调制解调器,这是相比第三方射频元器件厂商的核心差异化优势。而且在调制解调器上多年的优势积累,还让高通可以提供从天线到射频前端再到modem的系统化解决方案。而很多第三方仅仅拥有一个简单的射频元器件,只能独立地工作,实现一些硬件上的功能。

除了这些优势,高通在射频前端方面还拥有一些自主的技术创新,包括支持载波聚合的TruSignal天线增强技术和追踪技术。目前,骁龙835/660/630移动平台均引入了射频前端技术。

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