未來智能手機(jī)中RF前端需要達(dá)到怎樣的要求

　　RF器件和工藝技術(shù)的市場正在升溫，特別是對于智能手機(jī)中使用的兩個關(guān)鍵組件——RF開關(guān)器件和天線調(diào)諧器。

　　RF器件制造商及其代工合作伙伴繼續(xù)推出基于RF SOI工藝技術(shù)的傳統(tǒng)RF開關(guān)芯片和調(diào)諧器，用于當(dāng)今的4G無線網(wǎng)絡(luò)。最近，GlobalFoundries為未來的5G網(wǎng)絡(luò)推出了45nm RF SOI工藝。RF SOI是RF版本的絕緣體上硅（SOI）技術(shù)，利用內(nèi)置隔離的高電阻率襯底。

　　為了打破市場環(huán)境，一家無晶圓廠IC設(shè)計公司Cavendish Kinetics正在推出基于一種替代技術(shù)——RF MEMS的新一代RF產(chǎn)品和天線調(diào)諧器。

　　RF開關(guān)和調(diào)諧器是手機(jī)RF前端模塊中的關(guān)鍵組件之一。RF前端將發(fā)送和接收功能集成到系統(tǒng)中，RF開關(guān)對信號進(jìn)行路由。調(diào)諧器幫助天線調(diào)整到任意頻段。

　　無論哪種器件和技術(shù)類型，當(dāng)今RF市場的挑戰(zhàn)都令人望而生畏。Cavendish Kinetics總裁兼首席執(zhí)行官Paul Dal Santo表示：“幾年前，RF是一項相當(dāng)簡單的設(shè)計。但事情現(xiàn)在已經(jīng)大大改變。首先，RF前端必須可以處理非常寬的頻率范圍，從600 MHz至3 GHz。采用先進(jìn)的信號技術(shù)和5G技術(shù)，頻率范圍將達(dá)到5GHz至60GHz。這給前端RF設(shè)計師帶來了難以置信的挑戰(zhàn)。”

　　考慮到這些挑戰(zhàn)，手機(jī)OEM廠商必須考慮選擇一些新的組件。具體來說，對于RF開關(guān)和天線調(diào)諧器，可以歸結(jié)為兩種技術(shù)——基于RF SOI的器件和RF MEMS。

　　RF SOI是現(xiàn)有技術(shù)?；赗F SOI的器件能力尚可，但它們開始遇到一些技術(shù)問題。除此之外，市場還存在價格壓力，隨著器件從200mm遷移到300mm晶圓廠，問題還會出現(xiàn)。

　　相比之下，RF MEMS有一些有趣的特性，并在某些領(lǐng)域取得了進(jìn)展。事實上，Cavendish Kinetics公司表示，其基于RF MEMS的天線調(diào)諧器正在被三星和其他OEM接受。

　　Strategy Analytics的分析師Chris Taylor說：“接觸式RF MEMS提供非常低的導(dǎo)通電阻，從而降低插入損耗。但RF MEMS沒有生產(chǎn)記錄，高容量無線系統(tǒng)OEM廠商將不會對新技術(shù)和小型供應(yīng)商做出巨大貢獻(xiàn)。當(dāng)然，RF MEMS作為替代品，價格必須有競爭力，但主要OEM廠商想要可靠性得到檢驗的產(chǎn)品和可靠的供應(yīng)來源。”

　　RF前端

　　不過，在智能手機(jī)（RF開關(guān)，調(diào)諧器，和其他組件）的混合商業(yè)環(huán)境中，RF前端市場值得關(guān)注。根據(jù)Pacific Crest Securities的數(shù)據(jù)，智能手機(jī)出貨量預(yù)計將在2017年增長1％，而2016年則增長了1．3％。

　　另一方面，根據(jù)YoleDéveloppement的數(shù)據(jù)，手機(jī)的RF前端模塊／組件市場預(yù)計將從2016年的101億美元躍升至2022年的227億美元。 據(jù)Strategy Analytics分析，RF開關(guān)器件市場在2016年達(dá)到了17億美元。

　　隨著OEM廠商繼續(xù)在智能手機(jī)中增加更多RF內(nèi)容，RF市場正在不斷增長。Strategy Analytics的Taylor說：“多頻段LTE也正在向下層器件延伸，開關(guān)內(nèi)容正在增加。”

　　在轉(zhuǎn)向4G或長期演進(jìn)（LTE）的過程中，每臺手機(jī)的RF開關(guān)器件數(shù)量都有所增加。Taylor 說：“我們每年都在談?wù)摯罅康膯卧蠖鄶?shù)但并非全部（RF開關(guān)）都會進(jìn)入手機(jī)，其中現(xiàn)在絕大多數(shù)是SOI。RF MEMS仍然是新興市場，相對于RF SOI開關(guān)來說微不足道?！?/p>

　　盡管RF開關(guān)的出貨數(shù)量很大，但是市場競爭激烈，價格壓力較大。Taylor 表示，這些器件的平均銷售價格（ASP）為10－20美分。

　　同時，在一個簡單的系統(tǒng)中，RF前端由多個組件組成——功率放大器、低噪聲放大器（LNA）、濾波器、以及RF開關(guān)。