伴隨著5G移動(dòng)通信、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、人工智能等新技術(shù)和新業(yè)態(tài)的蓬勃發(fā)展，全球集成電路產(chǎn)業(yè)正邁入新一輪的重大轉(zhuǎn)型和變革期，中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨著新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

在8月22-23日于南京舉辦的“2018中國(guó)集成電路技術(shù)應(yīng)用研討會(huì)暨南京國(guó)際集成電路技術(shù)達(dá)摩論壇”（簡(jiǎn)稱CCIC2018）上，Qorvo中國(guó)區(qū)移動(dòng)事業(yè)部銷售總監(jiān)江雄與現(xiàn)場(chǎng)觀眾討論了5G智能手機(jī)中RF復(fù)雜性的趨勢(shì)，并表示Qorvo的研發(fā)正在解決這些趨勢(shì)，以便更好的為客戶提供廣泛的解決方案組合，滿足他們的全部產(chǎn)品組合需求。

5G三大應(yīng)用場(chǎng)景與射頻設(shè)計(jì)的三大困難▲▲▲

眾所周知，面對(duì)即將到來(lái)的5G時(shí)代，國(guó)際電信聯(lián)盟委員會(huì)、3GPP等已達(dá)成共識(shí)，主要的應(yīng)用均可納入這三大場(chǎng)景的范疇之中——eMBB（增強(qiáng)移動(dòng)寬帶）、mMTC（5G時(shí)代的萬(wàn)物互聯(lián)）與uRLCC（高可靠性、零時(shí)延應(yīng)用）。對(duì)于其中的增強(qiáng)移動(dòng)寬帶，江雄則指出5G手機(jī)要求的約20Gb/s的高速率對(duì)于射頻供應(yīng)商來(lái)說(shuō)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)非常大。

如果我們對(duì)比4G手機(jī)與5G手機(jī)不難發(fā)現(xiàn)，相較4G-LTE與基站連接，再到核心數(shù)據(jù)網(wǎng)，5G則會(huì)有兩種組網(wǎng)模式——獨(dú)立組網(wǎng)SA與非獨(dú)立組網(wǎng)NSA。從成本的角度考慮，獨(dú)立組網(wǎng)相比于非獨(dú)立組網(wǎng)，所有的核心網(wǎng)，從接入網(wǎng)數(shù)據(jù)層面、控制層面、語(yǔ)音層面都是純粹的基于5G-NR新標(biāo)準(zhǔn)，而非獨(dú)立組網(wǎng)則可以基于4G-LTE的核心網(wǎng)和接入網(wǎng)，只需在數(shù)據(jù)層做5G的基站部署，因此成本占有很大優(yōu)勢(shì)。但從功能性上考慮，非獨(dú)立組網(wǎng)還不能算作完整的5G網(wǎng)絡(luò)，只是中間的過(guò)渡形式。

從LTE到5G部署的逐步過(guò)渡。

而頻譜資源作為5G技術(shù)研發(fā)的先行軍，是5G商用的基石。5G需要的更多頻譜，對(duì)射頻器件的設(shè)計(jì)也帶來(lái)了更多新的挑戰(zhàn)。“Size，Size，Size，重要的事情說(shuō)三遍”，江雄提到Size便是Qorvo在于客戶進(jìn)行交流時(shí)他們最為關(guān)心的話題。此外，5G的高速率與MIMO應(yīng)用帶來(lái)的電流消耗以及天線個(gè)數(shù)的增多對(duì)于每一個(gè)射頻工程師來(lái)講同樣也是令人頭疼不已的難題。

一切為了更好的集成▲▲▲

目前4G手機(jī)的射頻前端（RFFE）仍是移動(dòng)電話的射頻收發(fā)器和天線之間的功能區(qū)域，主要由功率放大器（PA）、低噪聲放大器（LNA）、開關(guān)、雙工器、濾波器和其他被動(dòng)設(shè)備組成。一個(gè)設(shè)計(jì)合理的RFFE對(duì)于當(dāng)前在手機(jī)性能、功能和工業(yè)設(shè)計(jì)方面的創(chuàng)新至關(guān)重要。

“4G手機(jī)目前已有部分集成了，但對(duì)于5G手機(jī)而言還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，頻譜的增加、帶寬的提高、波形的演進(jìn)帶來(lái)的更多濾波器、PA、天線、開關(guān)與LNA模塊都要求更好的集成度以降低射頻前端的Size?！苯壑赋?。此外，PA的兩路上行與隨著業(yè)界采用新的PowerClass2標(biāo)準(zhǔn)，將天線處的輸出功率增加至26dBm，以克服高頻頻率下更大的電波傳播損耗，提高功率輸出變得愈發(fā)重要。增加PA的輸出功率，同時(shí)保持線性，最大限度地減少電流消耗并避免散熱問(wèn)題亦是提高射頻前端性能的關(guān)鍵。

從智能手機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)上也可以看出，5G需求更高的數(shù)據(jù)速率，需要更多的天線，以使用多種方式來(lái)提供，包括多頻帶載波聚合、4x4LTEMIMO與Wi-FiMIMO，天線的典型數(shù)量也將從4G手機(jī)的4-6根增加到8-10根，甚至更多，但天線可用空間在縮小。另外，隨著600MHz頻段的增加，頻譜范圍不斷擴(kuò)大，高頻段的頻率在3GHz以上即將投入使用，天線調(diào)諧與天線分工器變得越來(lái)越重要。

隨著手機(jī)RF內(nèi)容的增加，添加天線的能力將受限。

“Qorvo是移動(dòng)天線調(diào)諧解決方案的行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者，擁有多種基于低損耗開關(guān)的孔徑和阻抗調(diào)諧產(chǎn)品，”江雄指出?！疤炀€分工器利用不同頻段、不同功能性的組合，在未來(lái)5G的智能手機(jī)里減少了手機(jī)系統(tǒng)增加天線的需求，并在射頻前端的復(fù)雜性不斷增加時(shí)保持天線數(shù)量在可控范圍內(nèi)，避免了性能下降?！?/p>

“Qorvo的射頻技術(shù)一直在不斷向前引進(jìn)，積累了許多針對(duì)不同應(yīng)用的領(lǐng)先工藝，例如SAW/BAW濾波器、GaAs/GaN技術(shù)以及載波聚合和MIMO等等。本地與全球的Team都有很強(qiáng)的實(shí)力能夠更好的為客戶服務(wù)，致力推動(dòng)大規(guī)模商用5G時(shí)代的到來(lái)?！苯圩詈髲?qiáng)調(diào)道。