5G時代，如何把握射頻前端技術迭代之變？Qorvo給出答案

現如今，隨著資訊時代的進步，網絡已經進入5G時代。相較於4G而言，5G具有更快的傳輸速率、更大的傳輸帶寬，以及更多的連接數量，這些特徵對於電子器件的複雜程度、數量和模塊化上的要求也隨之更高。

作為移動終端通信的核心組件，射頻前端將在5G設備升級換代中迎來哪些重大變革？未來又將如何創新升級？對於射頻廠商來說，如何在新一輪戰役中搶佔制高點？帶著這些問題，近日21ic中國電子網記者採訪了Qorvo華北區應用工程經理Fiery Zhang先生，以及Qorvo封裝新產品工程部副總監York Zhao先生。

集成化發展，讓PCB布局更合理

縱觀移動通信技術的每一次升級，都能帶來對射頻前端器件需求量和價值量的大幅提升。而5G需要兼容更多的頻段，頻段數量的提升必然將帶來對射頻前端器件的大幅增長。

根據法國市場調研機構Yole Développement發布的報告預測，2023年射頻前端的市場規模將達到350億美元，較2017年的150億美元增加130%，2017-2023年的複合增長率為14%。可以預見，射頻領域未來幾年無疑將會迎來新一輪產業升級。眼下，如何在新一輪戰役中搶佔制高點，已成為所有射頻廠商的首要任務。

隨著產品日趨智能化和快速化，智能設備的尺寸變得越來越小，這對射頻前端的尺寸提出了更高的要求。Fiery在接受採訪時指出，隨著時代的發展，手機設計的複雜程度越來越大，應用的射頻前端的器件變得越來越多，隨之需要集成的功能也越來越多。因此，模塊化發展將是射頻前端未來的一個主流趨勢。

Qorvo華北區應用工程經理Fiery Zhang（張杰）

所謂的模塊化，就是把不同的器件集成到一個模組裡面，比如PA（功率放大器）、LA（雙極模擬）、開關、濾波器等。由於5G網絡處理的頻段增多，射頻前端變得愈來愈複雜，而採用模組化的射頻設計可以有效解決多頻段帶來的射頻複雜性挑戰，更好地處理幹擾問題；同時，還能大幅度減少射頻模塊的PCB面積佔比，縮短終端射頻設計周期，加速手機產品上市時間等，從而獲得越來越多的終端廠商認可。

簡單來說，射頻前端的模塊化發展，實質就是從FEMiD（無源器件集成）邁向PAMiD（有源+無源器件集成）的過程。據Fiery介紹，PAMiD就是把PA、濾波器、開關，甚至包括LNA（低噪聲放大器）都集成到一起，這類產品主要是致力於給客戶提供一些更簡單、性能更好、更適應他們產品的一類解決方案。

相較於FEMiD而言，PAMiD集成度高，可以節省手機內PCB的空間，又因其集成模塊多，所以系統設計變得更易上手。Qorvo通過將LNA集成到PAMiD中，實現了PAMiD到L-PAMiD（帶LNA的PA模塊）的轉變，使得射頻前端模塊的節省面積達到35-40mm*2，並且支持更多的功能，讓PCB的布局更為合理。

近年來，Qorvo針對射頻領域做了很多集成化的方案，根據移動通信技術的發展和市場需求的變化，進行多次演進，通過不斷整合新部件，以獲取更多優勢。伴隨著5G時代的來臨，手機所需的PAMiD正在持續進行著整合。Qorvo作為全球射頻領域的佼佼者，其利用高度集成的中頻/高頻模塊解決方案，已經為多家智慧型手機製造商提供了廣泛的新產品發布支持。

自屏蔽技術，充分發揮產品優勢

射頻前端的發展趨勢，不僅僅是「持續整合」這一個特點。針對5G時代下的射頻前端，Fiery談到：「Qorvo一方面是不斷改善它的性能，另一方面是解決這些產品在集成過程中所遇到的兼容性問題，或者是互擾的問題。其實Qorvo這幾年的努力不單單是把射頻前端的集成度做的越來越高，我們在做集成的同時，還在優化著自己的工藝與技術，從而使產品達到更好的性能。」

例如，Qorvo推出的Micro Shield自屏蔽技術，可以讓PCB的布局更加靈活。據York介紹，這種自屏蔽技術是在模塊表面添加一層自屏蔽金屬鍍層，取代原來外置的機械屏蔽罩，以起到屏蔽幹擾信號的作用。它不僅具有較高的可靠性、較好的屏蔽性，同時還能有效地防止模塊氧化。此外，從工藝的角度來講，Qorvo的自屏蔽技術通過改進工藝路線，還可使成本大幅降低。

Qorvo封裝新產品工程部副總監York Zhao（趙永欣）

為什麼說自屏蔽技術能夠降低成本？York給出了詳細解釋：「一方面，從工藝成本來看，在相同的功能條件下，這種自屏蔽技術一旦實現量產，其成本還是相對較低的，因為它的總體工藝過程相對較短、工序步驟較少；另一方面，從時間成本來看，這一技術的製程速度也是有了很大的提高。此外，帶有自屏蔽技術的射頻前端模塊還涉及到集成度問題，其所佔的體積和厚度也是越來越薄，這對於整體器件的成本而言也是一個貢獻。」

據悉，採用Micro Shield自屏蔽技術的L-PAMiD能使其表面電流減少100倍，這相當於其射頻前端模塊自帶屏蔽罩，無需再思考機械屏蔽罩的放置問題。

高性能器件，助力釋放5G潛能

在5G時代，射頻前端除了要解決布局空間、成本等相關問題之外，還要面臨著射頻器件性能的挑戰。以濾波器為例，在4G以前，由於頻率相對較低，SAW濾波器能夠很好地滿足設備的需求。但跨入到5G高頻時代，SAW的局限性開始逐漸凸顯。在高頻仍然保持較高Q值的BAW濾波器，便成為了業界的新寵兒。

Qorvo作為全球領先的射頻方案提供商，擁有廣泛的RF濾波器產品組合，包括雙工器、同向雙工器、三工器、四工器和分立式RF濾波器，可以覆蓋400 MHz至2.7 GHz的頻率範圍，包括蜂窩式（2G/3G/4G/LTE）、GPS和工業、科學及醫學（ISM）頻段，在大小、性能、成本和上市時間方面，均處於市場領先水平。

此外，Qorvo高級LowDrift™和NoDrift™濾波器支持最高水平的LTE共存無線網絡覆蓋，提供市場領先的超穩定溫度性能和更出色的用戶體驗，以及世界級SAW和BAW技術支持廣泛的濾波功能，比如帶通、頻段選擇、共存濾波器、延遲線和頻段抑制（陷波）濾波器。

值得一提的是，Qorvo在前段時間推出了一款高性能n41子頻段5G體聲波（BAW）濾波器——QPQ1298。據悉，這款濾波器採用緊湊的2mmx1.6mm封裝，不僅易於組裝，還可為農村、城郊及人口稠密的城市地區提供5G高數據容量所需的更高頻率和帶寬。它覆蓋2.515至2.674 GHz的頻率，具有大於45 dB的近頻帶衰減，能夠滿足苛刻的Wi-Fi共存要求。

作為射頻前端的另一個核心器件，PA的重要性也是不言而喻。為了助力通信系統實現性能突破，日前Qorvo推出了全球性能最高的寬帶功率放大器（PA）——TGA2962。據悉，這款功率放大器是專為通信應用和測試儀表應用而設計，擁有多項性能突破，能夠在2-20 GHz的頻率範圍提供業界領先的10瓦RF功率，以及13dB大信號增益和20-35%的功率附加效率。這種組合不僅為系統設計人員帶來了提高系統性能和可靠性所需的靈活性，同時還減少了元件數量、佔用空間和成本。

TGA2962基於Qorvo高度可靠的氮化鎵（GaN）QGaN15工藝技術而構建，具有行業領先的功能。此外，它還改進了元件集成功能，並且13dB大信號增益支持使用小型驅動放大器，進一步縮小了器件尺寸，這對於需要改善尺寸、重量、功率和成本（SWAP-C）的應用是一個很不錯的解決方案。

總之，每一代通信移動技術的革新都會引發行業重大變化，從4G到5G技術的演變帶給射頻前端產業全新的挑戰。為了適應新時代的需求，射頻前端模塊的持續整合，以及自屏蔽模塊的應用，將是未來整個產業的重要動力和發展方向。

作者：蔡璐

來源：21ic中國電子網