射頻功率放大器的不同工藝對比

　　載波聚合、多頻帶和嚴格的系統指標將會持續推動射頻前端的集成趨勢，提高集成度可以克服LTE RF的挑戰。TriQuint也推出過不少集成化的產品。但說到集成，不得不提高通的RF360射頻前端解決方案，該方案是一個高度集成的射頻前端，基本 整合了調制解調器和天線之間的所有基本組件，包括：集成天線開關的射頻功率放大器、無線電收發器、天線匹配調諧器和包絡功率追蹤器。使用該方案能夠簡化和 解決蜂窩前端面臨的眾多復雜挑戰。這個解決方案是基于SOI CMOS工藝的，其實到目前為止它的性能指標還是沒辦法跟GaAs技術相比。江雄表示，GaAs在性能上有更好的優勢，如果同樣是使用GaAs技術的話， 效果可以有60%的提升。他同時還指出了CMOS技術一個比較很大的“痛點”，那就是成本較高，利潤很不理想。

　　與TriQuint重點關注手機端的射頻技術不同，飛思卡爾的主要關注點在基站等 無線通信等領域的射頻技術。飛思卡爾中國區射頻資深應用經理狄松則表示，射頻功率放大器的應用場合很多，有無線通信、民用雷達、廣播、醫療、加熱和激光應 用等領域。在他看來，目前總的市場上的功率放大器還是以基于Si工藝的成熟LDMOS技術為主，占有率在70%以上。在無線通訊領域，得益于LDMOS優 秀的性價比，LDMOS的市場占有率應該在90%以上。

　　他認為，從性能來說，GaAs和GaN可以應用在高頻段場合而維持著 不錯的效率。但GaAs由于漏極電壓的限制，輸出的功率能力相對來說較低； 而對于GaN來說，由于材料和加工工藝的復雜性，相對于其他工藝的器件來說，成本上相對較高，另外大規模供貨相對于LDMOS來說沒有優勢。而GeSi的 成本較低，但只適合應用于較小功率的放大器甚至在LNA（低噪聲放大器）中。

　　LDMOS自上個世紀90年代成功商用以來，工 藝制造技術日趨成熟、穩定。另外在產品性能上，LDMOS功率管在現有的3G， 4G無線通訊的應用頻段（例如2GHz左右或以下的頻段），相對于GaN來說沒有明顯的劣勢，而在成本上相對GaAs和GaN來說還有一定的優勢，綜合來 說LDMOS功率管性價比較高。從另外一方面來說，由于器件工藝的成熟和系統應用層面的不斷進步，LDMOS的商用成熟度也是最高的。同時因為現在的各個 LDMOS廠家包括Freescale在內還在積極研發新一代高性能產品（包括有源Die和高效率的內匹配技術和集成等等），LDMOS器件性能也會持續 不斷提高。

　　而GaN晶體管首次出現在20世紀90年代，最近幾年才開始商業化應用。GaN的普及在于其高電流和高電壓性，這 使得它在微波應用和功率切換上極具價值。GaN技術在性能上優于其他射頻技術，這是因為在給定頻率下，GaN可以同時提供最高的功率、增益和效率組合，還 因為GaN可以在較高的工作電壓下工作，并且降低系統電流。

　　盡管與Si和GaAs等其他半導體材料相比，GaN是相對較新的技術，但是對于遠距離信號傳送或高端功率級別等（例如雷達、基站收發臺、衛星通信、電子戰等）高射頻和高功率應用，GaN已經成為優先選擇。這一點江雄表示同意，不過他還是覺得在手機端使用GaN技術目前來說還顯得有點奢侈。

　　在狄松看來，“未來幾年，我們預計LDMOS還將繼續占領市場主流。但我們同時看到，在一些高頻段應用領域（比方說3.5GHz或更高頻段），由于GaN的性能優勢，對于效率要求較高的項目，GaN的方案會被應用在其中進行補充?！?/p>

　　另外，他還認為隨著5G的推出和標準的逐步明確，各個器件供應商會推出集成度較高的器件，如RFIC等。如果頻段較高，如工作在10GHz以上的頻段，功放 可能會采用GaAs，GaN或更新的技術材料器件。對此，他覺得主要原因是因為用于手機上的射頻功率放大器輸出功率較小，相對基站功放來說，單芯片比較容 易滿足多頻段和多制式的要求。

　　小結

　　隨著LTE的出現，智能手機需要支持的頻段越來越多，給手機的設計帶來了更大的難度，需要的射頻器件也變得越多。這個必將促使射頻廠商提供更多集成度更高、性能更好的產品。而未來哪種射頻技術最合適，還需要市場的檢驗，就目前來說低成本的射頻技術更加受手機廠商青睞。