在很多分析師和廠商看來，2019年將會是5G元年，但這個高速、低延遲和廣泛覆蓋網絡到來，除了在應用方面帶來了變革的機會，給上游供應商也帶來了不小的挑戰，尤其是射頻前端方面。

　　日前，Qorvo公司手機事業部高級銷售經理David Zhao在EDICON 2019大會上發表了題為《5G射頻挑戰》的演講，并接受了電子工程世界、半導體行業觀察和集微網等媒體的采訪，從領先射頻前端解決方案供應商的角度談及了5G時代射頻前端的機遇與挑戰。

　　本文節選了三大媒體的報道，為大家帶來Qorvo的觀點：

　　5G時代下的手機射頻技術挑戰

　　在手機從4G向5G過渡的過程中，由于其天線數量、封裝大小發生了改變，也使得相關的射頻產品也面臨著諸多挑戰。Qorvo手機事業部高級銷售經理David Zhao在接受半導體行業觀察采訪的時候也指出，適用于5G手機的射頻技術主要存在著四大挑戰：

　　首先是5G頻段帶來更多的射頻器件和產品形態

　　正如我們所知道的，各個國家和地區使用的5G頻段是不同的，但任何通信協議使用卻都要符合頻段規范，這就要求5G手機需要支持更多的頻段（包括n41，n77和n78等）。這個是在做加法。

　　目前，能覆蓋供全頻段的射頻器件廠商并不多， Qorvo是其中一家。

　　其次，是5G帶來的多天線和新的射頻指標要求

　　從智能手機系統架構上來看，5G需求更高的數據速率，需要更多的天線。這些天線包括多頻帶載波聚合、4x4 MIMO與Wi-Fi MIMO。從而帶來了在天線調諧方面、放大器線性和功耗，還有其他系統干擾方面上的挑戰。例如，在4G時代，市場比較關注放大器的ACPR指標。

　　但到了5G時代，市場則更需要專注于EVM（一般小于1.5%）。另一方面，5G手機使用的天線數量也將從2-4增加到 8根（甚至可能更多），但留給天線空間卻變得更小了。

　　第三是運營商選擇的網絡架構的不確定性

　　5G的網絡架構包含有獨立的SA和與4G網絡相結合的NSA兩種。這個挑戰主要在于，是選擇4G anchor+5G數據連接，還是直接只選用5G去做信令控制和數據連接。據趙玉龍觀察，目前國內采用的方式多為NSA和SA混合使用。

　　最后是開關速度和信號路由的變化所帶來的挑戰

　　趙玉龍認為，這方面雖然沒有太多的變化，但SRS也會帶來新的挑戰。

　　電子工程世界：Qorvo是如何應對這些挑戰的？

　　面對這種種挑戰， David Zhao告訴電子工程世界記者，Qorvo最重要的核心武器就是工藝和技術，公司獨有的in-house模式，確保了公司的工藝技術可以準時實施。

　　如圖所示，這六大工藝優勢，與產品結合，就是Qorvo在移動終端射頻前端具有的優勢。

　　（一）BAW和SAW技術

　　為了抑制外界干擾信號對終端接收信號靈敏度的影響，同時抑制發射通路射頻信號的帶外干擾，濾波器必不可少。目前SAW和BAW是比較常見且各有特色的濾波器。

　　BAW濾波器具有高選擇性，低插損和高功率容量的特性， 這使得它非常適合要求非常苛刻的3G、4G以及5G應用。

　　根據Qorvo的建議，我們可以看到，根據不同頻率特性，有不同的濾波器產品組合。

　　Qorvo的BAW發展藍圖規劃

　　如果在中高的頻率平臺上，如果想做到高性能的話，BAW會是一個更加優化的選擇。”David說道。

　　在載波聚合應用中，需要一根天線支持多頻帶同時工作的需求，這就給濾波器帶來更多挑戰，隔離損耗和線性度是最難實現的。基于BAW工藝的天線復用器（antennaplexer）和多工器（multiplexer）會大行其道。

　　David表示，在手機體積受限的前提下，天線復用器可以把GPS、WiFi、中頻、高頻和超高頻等射頻通道共用一個天線，節省天線數量。在這其中，就集成了Qorvo的BAW、調諧和開關器等。

　　集成度越來越高的天線復用器

　　（二）SOI：對于Qorvo來說，RF-SOI技術主要用于天線調諧器和開關上

　　隨著全面屏手機的普及，擠占了天線空間，使得天線效率變差，最終影響了TRP（Total Radiated Power），也就是天線的整體發射功率。隨著5G對MIMO、CA的需求增加，天線數量還需要更多，以覆蓋更大頻段。

　　Qorvo 的開關、可調電容和用于天線控制系統 （ACS） 的阻抗調諧器產品組合提供改進輻射效率和減少失配損耗所需的技術，為單天線和多天線實施提供最佳天線性能。

　　（三）GaAs：砷化鎵工藝是Qorvo的移動終端PA的引擎

　　5G對PA線性度要求更高，所以耐壓高的GaAs工藝更受青睞。砷化鎵Die倒裝技術，已經被QRVO普遍采用。 相比于傳統的砷化鎵wire bonding封裝，倒裝工藝讓模塊厚度更薄，一致性更好。 通過配合SOI、CMOS和SAW/BAW的倒裝工藝，尺寸更小，功能更多的SiP射頻模組成為可能。

　　如圖所示，無論是GaN還是GaAs，Qorvo都有著完整的藍圖，比如砷化鎵HBT7工藝、砷化鎵電感或者為毫米波開發的下一代砷化鎵pHEMT等，都將一一實現。
　　
? ? ? （四）先進的封裝技術

　　由于Qorvo全部是自己的工廠，所以也可以不斷開發出最具創新性的封裝技術。實際上，隨著智能手機對射頻的要求越來越高，包括空間、干擾、散熱等問題，手機廠商面對更大的挑戰。

　　也正因此，Qorvo先后推出了RF Flex和RF Fusion品牌產品，通過在單個芯片中集成所有主要的 RFFE 組件，RF Fusion 可減少合規測試所需的時間，讓射頻設計極為簡單化，同時還能減少散熱和寄生效應的影響。

　　David介紹道，除了WLCSP之外，包括Double-sided BGA等對尺寸有進一步要求的產品，Qorvo都在積極推進。

　　“高端的旗艦機的差異化越來越多，比如引入三攝、四攝等元素，勢必要縮小包括射頻在內的所有其他部分，這對射頻模塊化（System-in-Package）產品來說是極大機會。”David說道。

　　集微網：解決天線的痛點

　　在接受集微網記者采訪的時候，David Zhao表示，不只是RF前端，天線的空間也將變得非常珍貴。為了支持MIMO、范圍更廣泛的頻段和要求，5G智能手機的天線會從4個增加到8個，或者更多個。

　　與此同時，隨著手機行業轉而采用全屏智能手機設計，放置手機天線的邊框區域會縮小，因此天線可用的空間實際上也會縮小。需要在更小的空間內安裝更多的天線就意味著天線的尺寸必須縮小，因此天線的效率會降低。

　　手機廠商會采用兩種方式來解決天線問題：

　　辦法一：使用天線調諧，可以將每根天線都調諧到工作頻段，使它更加高效。對于5G手機，鑒于其天線數量有限，且必須支持更廣的頻率范圍，因此必須使用天線調諧來維持性能。

　　辦法二：天線復用器（antennaplex）。天線復用器利用單個模塊覆蓋多個頻率，使得多條RF通道可以同時連接至天線，同時防止通道之間的干擾。天線復用器目前被有些 LTE 手機用于路由CA信號，但它將會成為5G手機不可缺少的組件，用于支持 15 版和之后版本的規范所定義的海量雙連接CA選項。

　　5G手機可能使用多天線的天線調諧解決方案，包括兩種方法：孔徑調諧（Aperture tuning）對于優化多頻段天線效率以及補償環境影響尤為重要；阻抗調諧（Impedance tuning）通過降低由于阻抗不匹配而從天線反射的功率來增加總輻射功率。作為移動天線調諧解決方案的行業領導者，Qorvo擁有多種基于低損耗開關的孔徑和阻抗調諧產品，可提供優異的導通電阻和關斷電容性能。

　　除去濾波器和天線調諧器，在PA方面，Qorvo也擁有包括CMOS、SOI、砷化鎵和氮化鎵在內的全面產品線。基于這些產品，Qorvo能夠為客戶提供滿足不同場景需求的產品。

　　產品的比拼只是一個方面，基于從2G時代開始的經驗積累，Qorvo在對系統方面的理解力也是其他很多廠商所不具備的。

　　David Zhao就表示：“Qorvo已經做好了準備，將與手機廠商一起，用豐富的經驗和技術儲備幫助他們把5G終端快速推向市場。”