谷歌Pixel 6 拆解，F(xiàn)D-SOI首次被用于5G毫米波

編譯自i-micronews：Google ignores the rulebook and adopts an alternate 5G mmWave solution for smartphones

作者：Stéphane Elisabeth、Cédric Malaquin

近日，來(lái)自Yole Développement及其旗下咨詢公司System Plus Consulting的兩位分析師共同對(duì)谷歌最新推出的5G Pixel 6進(jìn)行了拆解和研究，發(fā)現(xiàn)該款手機(jī)中的芯片采用了三星的FDS28（28nm FD-SOI，耗盡型絕緣層上硅）工藝，其中的FD-SOI襯底來(lái)自法國(guó)Soitec公司。

分析師指出，F(xiàn)D-SOI可降低手機(jī)的散熱，為毫米波應(yīng)用提供更高的能效，提升續(xù)航。優(yōu)秀的能效使得手機(jī)的電量更充足，可以保證手機(jī)與基站之間更好的連接，從而優(yōu)化通信質(zhì)量。FD-SOI的優(yōu)越性能使其成為目前5G毫米波應(yīng)用的理想選擇之一，未來(lái)有望獲得更多領(lǐng)域的青睞。

5G毫米波不僅盛行于美國(guó)和日本，在全球多個(gè)其他地區(qū)也正蓬勃發(fā)展。5G毫米波被認(rèn)為是目前6GHz以下5G的補(bǔ)充，其性能優(yōu)越適用于多個(gè)領(lǐng)域。值得關(guān)注的是，5G毫米波在改善了下行鏈路性能的同時(shí)，也極大提升了更重要的上行鏈路的性能。盡管智能手機(jī)應(yīng)用程序主要關(guān)注下行鏈路的創(chuàng)新，但可以預(yù)見(jiàn)，良好的上行鏈路性能將帶來(lái)新的可能。

圖1：Pixel 6 Pro拆解

在手機(jī)創(chuàng)新方面，谷歌一直非常擅于引進(jìn)突破性技術(shù)，Pixel 4 上的雷達(dá)運(yùn)動(dòng)傳感器就是其中之一。因此，System Plus Consulting分析了谷歌新推出的支持5G毫米波的Pixel 6 Pro。在拆解過(guò)程中，分析師發(fā)現(xiàn)了多項(xiàng)關(guān)鍵性技術(shù)。

首先，Pixel 6 Pro標(biāo)志著三星打破了高通的壟斷。如圖1所示，三星提供了系統(tǒng)的所有關(guān)鍵組件，包括：調(diào)制解調(diào)器、中頻收發(fā)器、毫米波 RF 收發(fā)器以及電源管理 IC。其次，Murata（村田）利用其內(nèi)部最先進(jìn)的 MetroCirc 襯底完成了 AiP（封裝天線）組裝。

圖2：從谷歌Pixel 6 Pro中拆解出的通信模組

谷歌Pixel 6中拆解出的模組設(shè)計(jì)為業(yè)界首創(chuàng)。它采用一種創(chuàng)新靈活的天線設(shè)計(jì)，用單個(gè)組件實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)輻射方向（背面和側(cè)面），其中包括一個(gè)完全使用的16通道收發(fā)器。而其他廠商的解決方案一般是基于兩個(gè)組件，每個(gè)組件具有部分使用的16通道收發(fā)器。這項(xiàng)設(shè)計(jì)最大的創(chuàng)新點(diǎn)體現(xiàn)在其毫米波天線封裝的內(nèi)部。如圖2所示，Pixel 6的內(nèi)部的毫米波射頻收發(fā)器是基于三星的28FDS 平臺(tái)（FDSOI 28nm）所打造，這也是一項(xiàng)重要的行業(yè)首創(chuàng)。

據(jù)Yole預(yù)測(cè)，5G毫米波將迎來(lái)高速的增長(zhǎng)。如圖3所示，其市場(chǎng)規(guī)模有望從2019年的5300萬(wàn)美元增長(zhǎng)至2026年的27.36億美元，增長(zhǎng)幅度達(dá)76%。同時(shí)Yole也預(yù)測(cè)，到2026年，AiP 和毫米波前端模塊市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 27 億美元。谷歌此次采用基于Soitec公司 FD-SOI的解決方案，首創(chuàng)性地將FD-SOI引入手機(jī)市場(chǎng)，替代了高通的bulk CMOS解決方案，這或?qū)⑦M(jìn)一步推動(dòng)5G毫米波的發(fā)展。

圖3：Yole對(duì)于射頻前端市場(chǎng)規(guī)模的預(yù)測(cè)

此外，Yole在一份最新的蜂窩射頻前端市場(chǎng)報(bào)告中預(yù)測(cè)，該市場(chǎng)將會(huì)迎來(lái)新的技術(shù)，而FD-SOI最早將于2022年滲透該市場(chǎng)。FD-SOI為5G毫米波提供了一種完全集成的方案，能將中頻轉(zhuǎn)換重組為毫米波信號(hào)（反之亦可）和毫米波射頻前端（包含發(fā)射和接收路徑），與5G毫米波應(yīng)用的需求非常契合。

總而言之，F(xiàn)D-SOI的兩大顯著優(yōu)勢(shì)使其適用于射頻。一是其在混合信號(hào)和射頻電路方面顯著的集成優(yōu)勢(shì)；二是它能夠在毫米波的頻率下提供足夠的功率，同時(shí)保持高能效、降低散熱并提升續(xù)航。此外，憑借更優(yōu)的功耗水平，F(xiàn)D-SOI能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備與基站之間的更好的連接和成本控制，進(jìn)而提升通信服務(wù)質(zhì)量。谷歌Pixel 6首創(chuàng)地將FD-SOI用于5G毫米波，此舉為智能手機(jī)的設(shè)計(jì)開(kāi)創(chuàng)了更多可能。