手机射频朝向整合芯片迈进

手机射频朝向整合芯片迈进

　　通讯世代从 2G 发展到 4G，每一代的蜂窝技术都出现不同面貌的革新。从 2G 到 3G 增加接收分集技术，3G 到 4G 则增加载波聚合，再到 4.5G 时则是增加超高频，4x4 MIMO，更多的载波聚合。

　　而这些变革都为手机射频发展带来新的成长动能。手机的射频前端是指介于天线与射频收发之间的通信零组件，包含滤波器、LNA(低噪声放大器)、PA(功率放大器)、开关、天线调谐等。

　　滤波器主要用来滤除噪声、干扰及不需要的讯号，只留下所需频率范围内的信号。

　　PA 则是在发射讯号时透过 PA 放大输入信号，使得输出的信号幅度够大，以便后续处理。

　　开关则是利用开启和关闭之间切换，允许信号通过或不通过。

　　天线调谐器则位于天线之后，但在信号路径的末端之前，使得两侧的电特性彼此匹配，以改善它们之间的功率传输。

　　在接收讯号方面，简单来说，讯号传输路径是由天线接到讯号后，经过开关及滤波器，传至 LNA 将信号放大，再到射频收发，最后传送到基频。

　　至于讯号发射，则是从基频出发，传送至射频收发后到 PA，再到开关及滤波器，最后由天线发射讯号。

　　而随着进入 5G，更多的频段导入，以及涵盖更多新技术，使得射频前端零组件的价值不断上升。

　　由于 5G 导入的技术愈来愈多，射频前端的零件用量和复杂性急剧增加，但智慧手机分配给该功能的 PCB 空间量却不断下降，而透过模块化提升前端零件的密度成为趋势。

　　为了节省手机成本，空间及功耗，5G SoC 和 5G 射频芯片的整合将会是趋势。而这整合将分成三大阶段：

　　第一阶段：初期 5G 与 4G LTE 资料的传输将以各自独立的方式存在。以 1 个 7 奈米制程的 AP 与 4G LTE(包含 2G/3G) 基频芯片的 SoC，搭配一组射频芯片 (RFIC)。

　　而支援 5G 则完全由另一个独立配置进行，包含一个 10 奈米制程，能同时支援 Sub-6GHz 及毫米波段的 5G 基频芯片，前端配置 2 个独立的射频元件，包括一个支援 5G Sub-6GHz 射频，另一个支援毫米波射频前端天线模块。

　　第二阶段：在考量制程良率与成本之下，主流配置仍会是一颗独立 AP 与一个体积更小的 4G/5G 基频芯片。

　　第三阶段：将会出现 AP 与 4G/5G 基频芯片 SoC 的解决方案，LTE 与 Sub-6GHz 射频也有机会整合。至于毫米波射频前端仍必须以独立模块存在。

　　根据 Yole 预估，全球射频前端市场将由 2017 年的 151 亿美元，成长到 2023 年的 352 亿美元，年复合成长率高达 14%。此外，根据 Navian 估计，模块化现在占 RF 元件市场约 30%，在不断整合的趋势下，模块化比率将在未来逐步上升。

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