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从基站到终端,Qorvo 端到端 5G 射频前端解决方案

作者:本站收录 来源:Qorvo公众号 中科彩票app 2019-12-27 08:59:32

摘要:在过往的很多报道中提过,5G 的到来会给射频前端带来巨大的影响。

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中科彩票app在过往的很多报道中提过,5G 的到来会给射频前端带来巨大的影响。在12月24日于 5G China 2019 大会上,Qorvo 亚太区市场高级经理 Lawrence Tao(陶镇)也在其一场题为《从基站到终端,Qorvo 端到端5G射频前端解决方案》的演讲中给我们带来了他对这方面的一些分享。

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Qorvo 亚太区市场高级经理 Lawrence Tao(陶镇)

首先,在移动设备端,如下图所示,在未来三年,移动设备中的射频前端市场会跃升到200亿美元,而 5G 会在当中扮演一个非常重要的动力角色。根据 Lawrence 的观点,这主要是由 5G 的频率和速率的转变、应用场景的改变带来的结果。

他举例说到,到了 5G 时代,需要4个下行的 MIMO,2个上行的 MIMO,这是 4G 时代的一倍,加上 3.5Ghz 和 4.8Ghz 频段的增加,这就需要更多更强的射频前端器件来满足这样的需求,这样就催生了移动设备端的 RFFE 机会。

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Lawrence 同时表示,相对于 4G 的 64QAM,5G 要求有 256QAM,这就给 PA 提出了新的难题;又因为 5G 有了新的频谱,还要兼容 4G 的载波聚合,这就需要更多更好的射频器件来满足需求。

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再者,5G 时代,手机都走向了全面屏,这就压缩了手机原来的 PCB 板和天线的尺寸,这就要求射频器件在更小的空间实现更多的功能;此外,在 5G 里面,手机需要支持更高的功率,射频前端非常复杂,这就造成射频前端的损耗特别大,这就需要更大的功率才能来满足需求。

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中科彩票app“从2020年开始,移动终端里面的射频半导体容量都是以每年10亿美元的频率增加”,Lawrence 补充说。“到 5G 时代,这些射频器件的集成化会越来越高,这主要是由上述的移动设备的形态的改变所引发的”,Lawrence 强调。

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从 Lawrence 的介绍我们得知,在2010年,每个射频前端模组里只有四个晶圆,只集成了简单的 PA 和开关等主动器件;而到了2016年,除了 PA 和开关等主动器件外,还集成了如滤波器这样的被动器件,单个模组里面集成的晶圆也高达了十几个;到2020年的 5G 时代,我们还需要集成更多的 PA,更多的双工器,支持更多的 5G 频段。

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除了移动端,5G 给基站的射频前端也带来了巨大影响。

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如上所示,2017年,基站射频市场总额只有4亿美金,但到了2022年,这个数字将飙升达到16亿。这主要的增长动力是来自 5G 宏基站所需的大规模的天线阵列,MIMO(例如32、64,甚至128通道),毫米波(需要512通道,甚至1024通道的天线阵列),尤其是毫米波,更将给射频带来巨大的成长机遇。

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“这就给 GaN 工艺带来了机会,因为相较于其他工艺,它有更高的效率和功率。我们认为 GaN PA 会越来越重要,在未来的移动基础设施的基站里面会有非常大的需求”,Lawrence 表示。而从下图我们也可以看到,在 5G 基站中,GaN 的采用率会越来越高。

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中科彩票app为什么 GaN 会在未来受到欢迎?我们可以从 Lawrence 所举的一个例子中找到答案。

如下图所示,在同等 65dBm 发射功率的前提下,与使用 SiGe 打造的 MIMO 天线阵列相比,使用 GaN 工艺打造的 MIMO 天线阵列在功耗方面降低了40%,在 die size 方面降低了94%,而在成本方面降低了80%。这在 5G 时代,尤其是毫米波时代带来的优势非常明显。因为后者需要很多的基站布置才能满足信号覆盖需求,而 GaN 带来的布局优势是显而易见的。

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Lawrence 还举例谈到了不同工艺下打造的毫米波 RFFE 前端因为其本身的特性,能够应用到不同的应用领域。

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