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眾所周知，這幾年間5G通信已成為人們非常關注的話題：

隨著5G時代的到來和“芯片國產化”的熱潮，射頻芯片這個刀光劍影終于開始閃爍。

不僅如此，無線通信系統中及射頻前端的需求量及價值均快速上升，射頻前端是將數字信號向無線射頻信號轉化的基礎部件，也是無線通信系統的核心組件。

俗話說：“學之之博，未若知之之要；知之之要，未若行之之實”。在了解“射頻芯片”這個破土的新芽之前，首先我們要知道：

圖片為：射頻電路方框圖

射頻就是射頻電流，簡稱RF，它是一種高頻交流變化電磁波的簡稱。每秒變化小于1000次的交流電稱為低頻電流，大于10000次的稱為高頻電流，而射頻就是這樣一種高頻電流；射頻(300K-300G)是高頻(大于10K)的較高頻段，微波頻段(300M-300G)又是射頻的較高頻段。

射頻芯片是能夠將射頻信號和數字信號進行轉化的芯片，具體而言，包括RF收發機、功率放大器（PA）、低噪聲放大器（LNA）、濾波器、射頻開關（Switch）、天線調諧開關 （Tuner）等。

但對于：具有接收分集的移動通信系統而言，其射頻接收通道的數量是射頻發射通道數量的兩倍；這意味著終端支持的LTE頻段數量越多，則其射頻芯片接收通道數量將會顯著增加。

其中，為減小芯片面積、降低芯片成本，可以在射頻芯片的一個接收通道支持相鄰的多個頻段和多種模式。

其次，當終端需要支持這一個接收通道包含的多個頻段時，需要在射頻前端增加開關器件來適配多個頻段對應的接收SAW濾波器或雙工器；這將導致射頻前端的體積和成本提升，同時開關的引入還會降低接收通道的射頻性能。

因此，如何平衡射頻芯片和射頻前端在體積、成本上的矛盾，將關系到整個終端的體積和成本。

國產射頻的“冰火兩重天”，其射頻前端芯片又是怎么如何實現的？

射頻前端器件均由半導體工藝制備組成，用于手機端的功率放大器和低噪聲放大器，主要基于GaN、GaAs、SOI、SiGe、Si（用于基站端的大功率功率放大器主要采用 GaAs和GaN）。

尤其，濾波器主要品類有SAW和BAW兩種，均采用壓電材料做基底；RF開關主要基于CMOS、Si、GaAs和GaN材料。

除此之外，濾波器是射頻前端的核心組件，是制造 5G 射頻芯片的關鍵，目前射頻濾波器最主流的實現方式是 SAW 和 BAW。

但，SAW 是聲表面濾波器，是一種利用壓電效應和聲表面波傳播的物理特性而制成的濾波專用器件，具有頻率選擇性優良（可選頻率范圍 10MHz~3GHz）、輸入輸出阻抗誤差小、傳輸損耗小、抗電磁干擾性能好等特點。

圖片為：射頻前端結構圖

緊接著，被稱為是射頻器件皇冠上的明珠射頻功率放大器（PA），其重要性不言而喻。

當然，PA 作為射頻前端發射通路的主要器件，是將調制振蕩電路所產生的小功率的射頻信號放大，以獲得足夠大的射頻輸出功率；當 PA 應用于手機時，它直接決定了手機無線通信的距離、信號質量，甚至待機時間，是整個射頻系統中除基帶外最重要的部分。

最后，RF開關（射頻開）在前端模塊中，雖然沒有濾波器和 PA 那么重要，但對于射頻芯片來說也是不可或缺的組成部分。

RF開關的作用是將多路射頻信號中的任一路或幾路通過控制邏輯連通，以實現不同信號路徑的切換，包括接收與發射的切換、不同頻段間的切換等。

近年來我國一直在大力支持 5G 毫米波相關產業的發展：

工信部印發的《5G 應用「揚帆」行動計劃（2021-2023 年）》，明確提出未來三年我國 5G 發展的目標，今年更是該計劃的收官之年。

首先，在商用需求的驅動下，我國 5G 芯片市場需求持續旺盛；第一代 5G 商用芯片就采用了當時最先進的 7nm 工藝，與此同時，5G 手機規模商用芯片的工藝已從 7nm 快速提升至 4nm。

從 2022 年開始，各大品牌旗艦機型開始搭載 4nm 芯片，2022 年 1-5 月國內采用 4nm 芯片的手機市場份額約為 8%；采用 7nm 及更先進工藝芯片的 5G 手機市場占比已高達 97%，然而，芯片的工藝升級還未止步。

正如之前提到的一樣：

我國對 5G 芯片需求量增加是因為 5G 手機支持更多頻段，有更多的射頻通道和天線，使得射頻芯片數量翻倍甚至四倍于 4G 時代；

同時，由于 5G 時代更高的峰值速率和更低的處理時延，催生出更多元的技術融合與應用服務，所以 5G 時代需要的不僅僅是射頻芯片，對存儲類芯片和處理器芯片的需求也大量增加了。

綜上所述，射頻芯片對 5G 通信起著至關重要的作用，雖然現階段國產射頻芯片市場看似輝煌，擁有大量創新科技產品；但卻依然缺乏高端射頻前端芯片、基帶芯片、射頻收發芯片、高端天線，與其它芯片不同，迭代較為緩慢的射頻芯片投資邏輯和思維均不同，回報周期更長。

審核編輯：劉清