‘壹’ 手机里的射频是什么意思
若使用的是vivo手机,手机射频是指接收、发送手机信号的功能模块。
‘贰’ 手机射频测试国内外现状、水平和发展趋势
射频器件是无线连接的核心,是实现信号发送和接收的基础零件,有着广泛的应用。随着5G的到来,射频器件的需求将大幅增加,预计到2025年射频前端市场规模有望突破258亿美元。快速增长的市场让行业看到了机会,新的射频公司在不断地涌现出来,尤其是在国内,打造自主射频供应链就成为很多厂商的追求,但纵观现状,似乎差距还是很明显。不过,若通过提升设计能力,辅助调试工作来提升射频性能,国内射频产业还有很大的成长空间。
射频器件是无线连接的核心,是实现信号发送和接收的基础零件,有着广泛的应用。射频前端芯片包括射频开关、射频低噪声放大器、射频功率放大器、双工器、射频滤波器等芯片。
5G带来量价齐升
5G的引入,使得已经很复杂的射频前端变得更加复杂,随着射频前端的价格压力增加,这种现象可能会加剧。预计5G发展到成熟阶段,全网通的手机射频前端的Filters数量会从70余个增加为100余个,Switches数量亦会由10余个增为超30个,使得最终射频模组的成本持续增加。从2G时代的约3美元,增加到3G时代的8美元、4G时代的28美元,预计在5G时代,射频模组的成本会超过40美元。
市场规模不断扩大
在LTE时代,射频前端市场的增长来自于载波聚合和MIMO技术。5G要求增加频段,实现双重连接,下行方向过渡到4 x 4 MIMO,上行方向发展到2 x 2
MIMO,这将促进射频前端市场增长。此外,伴随着5G的商业化,现在已经形成的初步共识认为,5G标准下现有的移动通信、物联网通信标准将进行统一,因为未来在统一标准下射频前端芯片产品的应用领域会被进一步放大。
根据Yole数据,2018年全球射频前端市场规模为150亿美元。5G射频前端物料成本价从4G的28美元提升至40美元,以假设2020年5G手机出货量占比为13%来测算,2020年射频前端市场规模预计达到160亿美元;到2025年预计达到258亿美元,2018-2025年的复合年增长率为8%。
市场被四大厂商垄断
美日欧厂商长期垄断射频市场。射频前端领域设计及制造工艺复杂、门槛极高,现阶段射频前端市场主要集中在Skyworks、Broadcom、Murata、Qorvo四大IDM厂商,占据了超过九成的市场份额。此外,高通在LNA领域已经足够强大,通过整合TDK
EPCOS的滤波器业务,大有赶超Qorvo之势。
滤波器和PA是重头戏
射频器件包括射频开关和LNA,射频PA,滤波器,天线Tuner和毫米波FEM等。射频前端中价值量占比最高的是滤波器,其次是功率放大器,占比分别约为53%和33%,其余期间包括开关、谐波器、低噪声放大器等,合计占比约为14%。
数据表明,滤波器和PA是射频器件的重头戏,其中PA负责发射通道的信号放大,滤波器负责发射机接收信号的滤波。对于通信设备而言,没有PA,信号覆盖就会成为很大的问题;没有滤波器的设备更是相当于一块砖头,通信设备上通常安装30-40个滤波器就是为了避免干扰,让设备实现正常通信。
滤波器——国产突破尚待时日
目前,滤波器市场也被国外厂商所瓜分。传统SAW滤波器市场的主要供应商为Murata、TDK、太阳诱电等几家日本厂商,总计占据了全球市场份额的80%以上。BAW滤波器市场被博通(Broadcom)和Qorvo垄断。安华高和博通并购重组后,博通拥有了最具竞争力的产品组合,其推出的BAW滤波器目前在高端智能手机应用市场中占据统治地位。
PA——国产化有望突破
手机频段持续增加,PA的数量也随之增加。4G多模多频手机所需PA芯片5-7颗,预计5G时代手机内的PA或多达16颗。4G时代,功率放大器材料主要以GaAs为主,而未来更高频段的功率放大器将以GaN材料为主。当前PA市场主要被IDM巨头垄断,前三大厂商Skyworks、Qorvo、Broadcom合计占有超90%的市场份额。
目前国产PA厂商也在积极地介入这一市场,国内厂商大多采用“Fabless+Foundary”的产业模式,主攻芯片设计,且产品主要集中在中低端市场,同质化现象比较严重。出于供应链安全角度的考虑,华为海思的射频前端团队于2018年成立,目前研发进展顺利,首款PA模组Hi6D03已在Mate
20X上出现,预计海思将成为未来PA市场的重要力量。
产业链完整 国内厂商奋起直追
4G到5G的演进过程中,射频器件的复杂度逐渐提升,产品在设计、工艺和材料等方面都将发生递进式的变化。国产射频器件替代空间大,但困难也大。目前国内射频芯片产业链已经基本成熟,从设计到晶圆代工,再到封测,已经形成完整的产业链。从国际竞争力来讲,国内的射频设计水平还处在中低端。
PA和开关厂商,射频芯片产品销售额加起来大约5亿美金,大陆射频芯片厂商销售额大约3亿美金。全球PA和开关射频产品需求金额大约60亿美金。可见,国内厂商依然在起步阶段,市场话语权有限;滤波器方面,国内厂商销售总额不到1亿美金,全球市场需求在90亿美金。即以后通过提升设计能力,辅助调试工作来提升射频性能,国内射频产业还有很大的成长空间。
以上数据来源于前瞻产业研究院《中国射频器件行业战略规划和企业战略咨询报告》。
‘叁’ 唯捷创芯登陆科创板首日即破发
唯捷创芯登陆科创板首日即破发
唯捷创芯登陆科创板首日即破发,唯捷创芯成立于2010年,其公司主营业务是射频前端芯片的研发、设计和销售,唯捷创芯的产品普遍得到认可,唯捷创芯登陆科创板首日即破发。
唯捷创芯登陆科创板首日即破发1
4月12日,唯捷创芯在上海证券交易所科创板上市,公司证券代码为688153,发行价格66.6元/股。
不过,上市首日,唯捷创芯开盘破发,截止发稿时,唯捷创芯下跌24.83%,报50.06元,总市值200.3亿元。
唯捷创芯主要从事射频前端芯片的研发、设计和销售,是我国射频前端领域的先行者。唯捷创芯设立时以射频前端中难度最大的射频功率放大器(PA)为主攻方向,现已具备PA、射频开关、低噪声放大器等射频前端各类单芯片和高集成度模组的设计技术、量产经验和整体解决方案能力。
射频前端芯片是无线通讯设备不可或缺的核心器件之一,重要性高。其中的核心元器件PA在信号发射通路中起放大功率作用,持续工作在大电流、高功率的环境中,其性能直接影响智能手机等无线终端的通信信号质量和设备续航时间,量产产品的品质水准则会直接影响品牌手机通信功能表现的稳定性。
在射频前端领域,国际前五大厂商占据了全球超过80%的份额。特别在5G高端市场,目前国际厂商占据了全球90%以上的市场份额。作为无线通信设备中的核心器件,我国射频前端芯片的市场需求对外依存度长期高企,亟待国内企业取得突破,为各类无线通信终端的品牌企业和ODM企业提供与国际厂商同等性能与品质的射频前端产品解决方案。
目前,唯捷创芯的射频前端产品经过客户长期的应用验证,已大规模应用于小米、OPPO、vivo、荣耀等全球一线手机品牌的智能手机、可穿戴设备之中。根据CB Insights 发布的《中国芯片设计企业榜单2020》,唯捷创芯的4G射频功率放大器产品出货量位居国内厂商第一。
随着5G时代来临,多频段、高频率及载波聚合等复杂技术的应用对射频前端提出更高的技术挑战。唯捷创芯作为中国移动5G终端先行者产业联盟成员单位,积极配合运营商对5G商用落地提供支持。基于对前沿技术和市场的前瞻性布局,唯捷创芯于我国5G商用元年(2019年)即推出5G PA模组,并于2020年实现大规模量产销售,在2021年实现5G相关产品销售占比进一步快速提升。
根据Yole Development的预测,射频前端行业在2026年全球将达到216.7亿美元的市场规模,发展前景广阔。基于多年的技术积累与行业沉淀,唯捷创芯的业务规模及业绩迅猛发展,2018年至2021年期间营业收入复合增长率超过200%,2021年营业收入超过35亿元。
唯捷创芯登陆科创板首日即破发2
4月12日,唯捷创芯在上交所科创板上市,公开发行股份4008万股,占本次公开发行后总股本的10.02%,发行价66元/股,计划募集资金24.87亿元。
据CNMO了解,唯捷创芯成立于2010年,其公司主营业务是射频前端芯片的研发、设计和销售,主要产品为射频功率放大器模组(PA模组)和部分射频开关芯片及Wi-Fi射频前端模组产品。自2018年开始,唯捷创芯逐步成为小米、vivo等头部品牌厂商的供应商,向这些厂商大规模供货。
2018年至2021年上半年,该公司的营收额分别为2.84亿元、5.81亿元、18.1亿元和17.02亿元,其中主要的销售产品大类为射频PA模组(该模组为射频前端信号发射系统中的核心元件),2018年-2020年射频PA模组所占营收比皆超过97%。同时也可以看出,自成为小米等头部品牌厂商的供应商后,唯捷创芯的产品普遍得到认可,产品需求量增大,营收额也得到大幅提升。
唯捷创芯所研制的HIP芯片
目前,该公司实际控制人为荣秀丽和孙亦军,而荣秀丽过去曾担任天语手机董事长。公司的第一大股东,为联发科子公司Gaintech,持有公司28.12的股权。除此以外,包括华为哈勃投资、小米基金等相关产业链公司也都对唯捷创芯有所投资。
唯捷创芯登陆科创板首日即破发3
国内 射频前端PA模组龙头生产商唯捷创芯(688153.SH)正式登陆科创板交易。公司股票发行价为66.6元/股,今天开盘便遭遇破发,开盘价直接低开30%,截至中午收盘,唯捷创芯股价下跌36.29%,报收于42.43元/股。
4月12日消息,国内 射频前端PA模组龙头生产商唯捷创芯(688153.SH)正式登陆科创板交易。公司股票发行价为66.6元/股,今天开盘便遭遇破发,开盘价直接低开30%,截至中午收盘,唯捷创芯股价下跌36.29%,报收于42.43元/股。
根据招股书显示,唯捷创芯本次科创板首次公开发行股票,拟募资24.87亿元,所募集的资金扣除发行费用后,将投资于以下项目:拟13.08亿元用于集成电路生产测试项目; 6.79亿元用于研发中心建设项目;5亿元用于补充流动资金项目。
公告显示,唯捷创芯是专注于射频前端芯片研发、设计、销售的集成电路设计企业,主要为客户提供射频功率放大器模组产品,同时供应射频开关芯片、Wi-Fi射频前端模组和接收端模组等集成电路产品,广泛应用于智能手机、平板电脑、无线路由器、智能穿戴设备等具备无线通讯功能的各类终端产品。
在国内 射频前端集成电路设计企业中,公司产品线的丰富程度较为突出,已和下游众多知名厂商开启深度合作模式。目前,公司已经研发设计覆盖2G-5G 通信技术的多款高性能、高可靠性的 PA 模组、射频开关、接收端模组以及满足 Wi-Fi 6 的射频前端产品,目前已经具备多种中集成度的PA 模组的设计和量产能力,并且已实现高集成度L-PAMiF 等模组大批量出货。
其中在射频功率放大器(PA)产品方面,公司属于65 家具备市场成长性、产品代表性、技术稀缺性的集成电路设计企业之一,4G 射频功率放大器出货量位居国内第一。
公司具备提供5G 射频前端解决方案的能力,在2019 年推出了5G PA 模组并于2020 年规模量产销售,目前公司的5G 射频前端产品已经应用于知名终端客户的中高端产品,2018-2021 年上半年累计出货超1 亿颗,已覆盖小米、OPPO、vivo 等主流手机品牌厂商以及华勤通讯、龙旗科技、闻泰科技等业内知名移动终端设备ODM 厂商。
自主研发和设计PA 模组产品,与产业链上游供应商建立长期稳定合作。公司设计、销售的PA 模组之中,仅SMD 和高集成度模组中的LTCC 滤波器属于直接对外采购的`配套器件,集成的芯片裸片和基板均系公司自主设计后委托供应商制造。
公司和产业链上游尖端供应商如稳懋、台积电、格罗方德等晶圆供应商领军企业,珠海越亚等基板供应商,村田等SMD 原材料供应商以及长电科技、甬矽电子等封装知名厂商建立合作关系,降低了产能波动对公司的交付及时性的影响。
从营收和利润方面来看,唯捷创芯 2021 年 1-6 月、2020 年度、2019 年度、2018 年 度营业收入分别为 170,189.18 万元、181,044.70 万元、58,142.27 万元、28,401.63 万元。净利润分别为425.86万元、-7,772.91万元、-2,999.41万元、-3,385.88万元。总的来看,唯捷创芯营收迅速增长,但净利润过去2018-2020三年连续亏损。
从营收占比来看,截至2021年6月,唯捷创芯的97.27%的营收来源于PA模组,射频开关、WiFi射频前端模组、接受端模组占比分别仅为0.9%、1.61%、0.22%。
在研发投入方面,招股书显示,2018-2020年及2021年1-6月,公司研发支出占比分别为21.45%、15.79%、12.14%和12.49%,虽然2018-2019年的研发占比领先可比公司,但之后随着公司收入规模快速增长,研发支出占比逐渐下滑并位于可比公司中游。
截至 2021 年 6 月 30 日,发行人研发人员为171 人,占发行人员工总数的比例为53.11%。拥有 23 项 发明专利1 ,均用于发行人的主营业务,形成主营业务收入的发明专利超过 5 项。
从股权结构来看,截至2021年6月30日,联发科全资控制主体 Gaintech为唯捷创芯第一大股东,持股28.12%。
不过,荣秀丽直接持有公司 14.80%股份,并通过天津语 捷与天津语腾间接控制公司合计 9.39%股份;孙亦军直接持有公司 3.05%股份, 通过北京语越和天津语尚间接控制公司 11.05%股份,两人曾于 2019 年 1 月签署了《一致行 动协议》,在公司重大事项决策和表决上保持一致,持续共同控制公司。
截至本招股意向书签署日,荣秀丽与孙亦军直接持有和间接控制的公司股份比例合计达到 38.29%,超过Gaintech的28.12%,即公司实际控制人为荣秀丽和孙亦军。
此外,基于长期财务投资目的,为保障公司控制权稳定,联发科与其全资控制主体 Gaintech 共同承诺不谋求公司控制权,并对不扩大股份和表决权比例、限制董事 提名人数等作出具体的特别承诺,上述承诺永久有效,且一经作出在任何情况下 均不得撤销、撤回或修改;同时,亦承诺了未履行不谋求控制权相关承诺的补救、 改正及约束性措施,如有违反将承担相应法律责任。
若实际控制人荣秀丽、孙亦军未来在公司重大事项决策方面出现分歧,且未能按照《一致行动协议》的约定解决争议并形成一致意见,则可能降低公司重大 事项决策效率,削弱共同控制的持续性和有效性;若联发科及 Gaintech 违背上述 承诺且未及时采取有效措施予以补救和改正,则其依持股地位可能影响公司治理和公司控制权的稳定性。
值得一提的是,华为旗下哈勃投资、OPPO、小米长江产业基金也是唯捷创芯的股东,其中哈勃投资持股为3.57%,OPPO移动持股为3.39%,小米基金持股为1.74%。
‘肆’ 5G射频前端核心器件之一——射频滤波器向高频化、模组化方向发展
姓名:刘轩 学号:19020100412 学院:电子工程学院
转自:https://blog.csdn.net/wusuowei1010/article/details/102914239?utm_medium=distribute.pc_relevant.none-task-blog-2%7Edefault%%7Edefault-1.control&depth_1-utm_source=distribute.pc_relevant.none-task-blog-2%7Edefault%%7Edefault-1.control
【嵌牛导读】滤波器是射频前端中最重要的一个部件,其价值占据射频前端价值总量的50%
【嵌牛鼻子】射频前端 滤波器
【嵌牛提问】射频滤波器向高频化、模组化方向发展的优势和劣势?
【嵌牛正文】
摘要 :射频前端是移动通信设备中的核心部件,其细分元器件包括:滤波器(Filter)、功率放大器(PA)、射频开关(Switch)、低噪声放大器(LNA)、天线调谐器等,而滤波器是其中最重要的一个部件,其价值占据射频前端价值总量的50%。
目前,市场上的射频滤波器产品主要包括:SAW(声表面滤波器)、BAW(体声波滤波器)、陶瓷滤波器(LTCC滤波器)、IPD(Integrated Passive
Devices)等。衡量滤波器性能的指标有:Q值和插入损耗,其中SAW、BAW滤波器凭借高Q值、低插入损耗的优良性能已成为射频滤波器的主流选择。
SAW 滤波器在 2.5GHz 以下频段性能更好 SAW滤波器是采用石英晶体、压电陶瓷等压电材料,利用其压电效应和声表面波传播的物理特性而制成的一种滤波专用器件,广泛应用于电视机及录像机中频电路中以取代LC中频滤波器,使图像、声音的质量大大提高。SAW滤波器的主要特点是:设计灵活性大、模拟/数字兼容、群延迟时间偏差和频率选择性优良、输入输出阻抗误差小、传输损耗小、抗电磁干扰性能好、可靠性高、制作的器件体积小、重量轻且能实现多种复杂的功能。
SAW滤波器的特征和优点,符合现代通信对高频化、数字化、高性能、高可靠等方面的要求。其不足之处是:热稳定性较差,高频特性有待改善。但通过使用温度补偿材料生产的TC-SAW滤波器具有更好的热稳定性,更适合移动端使用,可是工艺更复杂、制造成本相对较高;日本村田公司改良的I.H.P-SAW滤波器克服了SAW低频的弱点,产品频率在3.5GHz,并兼具BAW的温度特性和高散热性优点,可部分替代BAW滤波器。
BAW 滤波器更适合高频通信要求 BAW滤波器内的声波主要是垂直传播,产品主要有BAW-SMR技术、FBAR技术两种,压电材料与SAW的石英材料不同,常用AlN(氮化铝)、PZT(锆钛酸铅)、ZnO(氧化锌)等材料。BAW与SAW相比性能更好、成本也更高,当频段越来越多,甚至开始使用载波聚合的时候,就必须得用BAW技术才能解决频段间的相互干扰问题。
BAW滤波器的尺寸随频率升高而缩小,适合要求更高的3G和4G通信,对于5G通信依然游刃有余。此外,即便在高宽带设计中,BAW对温度变化并不敏感,同时还具有极低的损耗和非常陡峭的滤波器裙边。
射频滤波器向微型化、高频化、模组化方向发展 滤波器产品主要向着低功耗、低成本、高性能三个目标发展,目前市场上主要呈现出两种技术发展趋势。一种是提高现有产品技术性能,例如改良的TC-SAW及FBAR滤波器产品,解决了产品本身的技术缺陷,提高了热稳定性和多频干扰难题,并通过专利壁垒进一步拉大与竞争对手的差距。另一种发展趋势是研发体积更小、成本更低的整体射频前端芯片。这种滤波器采用晶圆与晶圆的键合,通过成熟的TSV和电镀工艺、硅工艺结合在一起,滤波器的成本和体积都得到了大幅的减少,同时将滤波器与PA、射频开关等器件进行整体封装,向模块化、集成化方向发展,这一趋势未来将推动了整个射频行业的整合。
我国在滤波器技术的发展情况 目前,射频滤波器市场主要被村田、TDK、博通、Qorvo等美日几大巨头垄断,国内自给率较低。我国射频滤波器整体发展处于技术研发、初步量产阶段,产品主要应用在国内手机厂商中低端手机中,不论是产能还是技术水平都与国外厂商差距较大。国内从事滤波器的企业主要有德清华莹、中电26所、北京长峰、中讯四方、中科非鸿等,SAW产品方面主要有无锡好达、锐迪科、天通股份等公司,而适合高频的BAW滤波器国内还没有可以量产的公司。
结语 随着人们对移动通信的要求越来越高,全面屏及手机轻薄化、高频通信、频率资源拥挤化等都对滤波器的性能提出更高的要求,适应高频通信、热稳定性好、体积小、集成度高的滤波器将是未来的主要发展方向。
‘伍’ 射频前端模组,看这一篇就够了
姓名:刘轩 学号:19020100412 学院:电子工程学院
转自:https://zhuanlan.hu.com/p/297965743
【嵌牛导读】射频前端模组技术介绍
【嵌牛鼻子】射频前端 滤波器
【嵌牛提问】中国企业如何克服“拿来主义”,快速迭代发展?
【嵌牛正文】
射频前端(RFFE, Radio Frequency Front-End)芯片是实现手机及各类移动终端通信功能的核心元器件,全球市场超过百亿美金级别。过去10年本土手机的全面崛起,为本土射频前端产业的发展奠定了坚实的产业基础;而5G在中国的率先商用化,以及全球贸易环境的变化,又给本土射频行业加了两捆柴火。射频前端芯片产业在我国也已经有了15年以上的发展历史,创新和创业活动非常活跃,各类企业数十家,也是市场和资本高度关注的领域。本文作者有幸在射频芯片行业从业11年,从2G时代做到今天的5G,也在外企、民企、国企都工作过,直接开发并大量量产过射频的每一类型产品。这篇文章总结了作者与一些行业朋友近些年的讨论,尝试对射频模组产品的技术市场及商业逻辑进行梳理。同时,本土射频发展了十余年,竞争是行业主线,合作与友谊是非常稀缺的资源。本文将会重点分享“模组化”的相关知识,也是希望更多的本土厂商去通过“合作”分享模组化的巨大机遇。
引言
根据魏少军教授在“2020全球CEO峰会”的《人间正道是沧桑-关于大变局下的战略定力》主题演讲,统计得出对中国市场依赖度最高(依营收占比计算)的美国公司,如下图。我们可以看到SKYWORKS、Qualcomm、Qorvo、Broadcom这四家美国射频巨头(其中SKYWORKS和Qorvo以射频业务为主;Qualcomm和Broadcom包含了射频业务)恰好占据了排行榜前4名。
射频前端的国际情况
射频前端技术主要集中在滤波器(Filter)、功率放大器(PA, Power Amplifier)、低噪声放大器(Low Noise Amplifier)、开关(RF Switch)。目前全球射频市场由引言提到的四家美国射频公司Skyworks、Qualcomm、Qorvo、Broadcom与日本Murata这五大射频巨头寡占。
五家射频巨头在PA与LNA等市场占有率超过九成。滤波器方面,则分为声表面波(SAW, Surface Acoustic Wave)与体表面波(BAW, Bulk Acoustic Wave)滤波两种主要技术。目前,SAW滤波器市场由Murata占据一半,Skyworks约10%,Qorvo约4%,其余则被太阳诱电、TDK等大厂瓜分。BAW滤波器的市场则由美国企业占据9成市场。
由此可见,射频前端是巨大的市场,能容纳5家国际巨头持续发展。国际巨头的技术跨度大,模组化能力强;模组化产品是国际竞争的主赛道。每家巨头都拥有BAW技术或其替代方案。
射频前端的国内情况
关于射频前端的国内情况有很多文章都曾提到,这里不赘述,只给几个共识比较多的结论:
1.本土公司普遍以分立器件为主要方向;分立器件是当前本土竞争的主赛道。2.本土公司缺乏先进滤波器技术及产品,模组化能力普遍不强。
5G模组化挑战及机遇的来源
PCB布线空间及射频调试时间的挑战,下沉到了入门级手机,打通了国产模组芯片的迭代升级路径。
射频模组芯片,不是一个新生的产品系列。事实上,射频模组芯片的使用几乎与LTE商业化同时发生。过去10年内,各种复杂的射频模组已经普遍应用在了各品牌的旗舰手机中;与此同时,在大量的入门级手机上,分立器件的方案也完全能够满足各方面的要求。因此在过去10年就出现了泾渭分明的两个市场:旗舰机型用模组方案;入门机型用分立方案。模组方案要求“高集成度和高性能”,因而价格也很高;而分立方案要求“中低集成度和中等性能”,售价相对而言就低不少。两种方案之间存在巨大的技术和市场差异,我们可以把这个称作4G时代的“模组鸿沟”。
4G时代的“模组鸿沟”
5G的到来,彻底改变了这个状况。
相比于4G入门级手机的2~4根天线,5G入门级手机的天线数目增加到了8~12根;需要支持的频段及频段组合也在4G的基础上显着增加。大家知道,射频元器件的数目,与天线数目及频段强相关,这就意味着射频元器件的数目出现了急剧地增长。与此同时,由于结构设计的要求,5G手机留给射频前端的PCB面积是无法增加的,因此分立方案的面积大大超过了可用的PCB面积。这是空间带来的约束。
还有一个挑战,来自于调试时间。4G使用分立器件方案的射频调试时间,一般在一周以内。随着5G射频复杂度的显着提升,假设使用分立方案,可能会带来3~5倍的调试时间增加;从成本上来讲,还需要消耗更贵的5G测试设备、熟悉5G测试的工程师资源。如果使用模组,大部分的调试已经在模组设计过程中在内部实现了,调试工作量将更多地移到软件端,因此调试效率大大提升。这是时间带来的约束。
时间和空间的约束,强烈而普遍。因此在入门级5G手机中,就天然出现了对“中低性能和高集成度”模组的需求,与旗舰手机的“中高性能和高集成度”模组形成了管脚统一。既然都需要高集成度的模组,只是指标要求不一样,这样国产的模组芯片就可以从“中低性能”(5G入门级手机)向“中高性能”(5G旗舰手机)迭代演进。因此,“模组鸿沟”便被填平了。
任何事情都是两面的。“模组鸿沟”被填平以后,分立市场的空间也出现了风险;对专长于分立芯片的本土企业来讲,也需要巨大的资源和力量去在模组产品中找到自身的位置;如果不能突破,就会在不远的未来进入到瓶颈阶段。
在5G的早期阶段,目前市场上也出现了一种混合方案,即用分立器件和模组混搭的方案。这个方案的出现,有很多客观的原因,其中就包括历史上形成的“模组鸿沟”。这种方案是妥协的产物,牺牲了一些关键指标,而且面积上也做了让步。如果没有专注做国产化模组的芯片公司,就不会有优秀的国产模组芯片;如果没有优秀的国产模组芯片,模组方案的价格永远高高在上。
滤波器技术简要分类
BAW 滤波器: 即体声波滤波器。具有插入损耗小、带外衰减大等优点,同时对温度变化不敏感,BAW滤波器的尺寸大小会随着频率升高而缩小,因此尤其适用于1.7GHz以上的中高频通信,在5G与sub-6G的应用中有明显优势。
SAW滤波器: 即声表面波滤波器。采用石英晶体、铌酸锂、压电陶瓷等压电材料,利用其压电效应和表面波传播的物理特性而制成的一种滤波专用器件。SAW滤波器具有性能稳定、使用方便、频带宽等优点,是频率在1.6GHz以下的应用主流。但存在插入损耗大、处理高频率信号时发热问题严重等缺点,因此在处理1.6GHz以上的高频信号时适用性较差。
LC型滤波器: 即电感电容型滤波器。LC滤波器一般是由滤波电容、电抗和电阻适当组合而成,电感与电容一起组成LC滤波电路。
射频模组简要分类
射频前端模组是将射频开关、低噪声放大器、滤波器、双工器、功率放大器等两种或者两种以上的分立器件集成为一个模组,从而提高集成度和性能,并使体积小型化。根据集成方式的不同,主集天线射频链路可分为:FEMiD(集成射频开关、滤波器和双工器)、PAMiD(集成多模式多频带PA和FEMiD)、LPAMiD(LNA、集成多模式多频带PA和FEMiD)等;分集天线射频链路可分为:DiFEM(集成射频开关和滤波器)、LFEM(集成射频开关、低噪声放大器和滤波器)等。
主集天线射频链路
分集天线射频链路
射频前端的“价值密度”
既然5G手机PCB面积是受限制的资源,同时我们需要在5G手机内“挤入”更多的射频功能器件,因此我们评价每一类型射频器件时,需要建立一个参数来进行统一描述,作为反映其价值与PCB占用面积的综合指标。
ValueDensity=(平均销售价格ASP)/(芯片封装大小)
接下来,我们使用VD值这个工具,分别分析一下滤波器、功率放大器、射频模组三类产品的情况。
1. 滤波器的VD值
首先说明一点,由于通常情况下滤波器还需要外部的匹配电路,实际的VD值比器件的VD值还要再低一些。我们先忽略这个因素。根据以上的数据,我们可以得到一些结论:从LTCC到四工器,VD值持续增加,从1.2到10.0,增加比较快速。
2. 功率放大器的VD值
根据以上数据,也可以看到: a) 从2G到4G,VD值从0.6增加到了1.5。b) 4G向CAT1演进的小型化产品,以及向HPUE或者Phase5N演进的大功率PA,VD值增加到了2附近。
3. 射频模组的VD值
根据以上数据,可以观察到: a) 接收模组普遍的VD值在5附近;b) 接收模组中的小封装H/M/L LFEM,VD值非常突出,大于10;c) 发射模组(除FEMiD以外),VD值在4~6之间;d) FEMiD具有发射模组最高的VD值。因此当FEMiD与VD值较低的MMMB PA混搭时,也能达到合理的PCB布图效率。
表格汇总的同时,我们也增加了技术国产化率和市场国产化率的参考数据。一般来讲,市场国产化率较低的、或者技术国产化率远远超过国产化率数字的细分品类,VD值会虚高一些。在本土相应产品市占率提高以后,未来还会有比较明显的降价空间。
射频发射模组的五重山
发射1: PA与LC型滤波器的集成,主要应用在3GHz~6GHz的新增5G频段,典型的产品是n77、n79的PAMiF或者LPAMiF。这些新频段的5GPA设计非常有挑战,但由于新频段频谱相对比较“干净”,所以对滤波器的要求不高,因此LC型的滤波器(IPD、LTCC)就能胜任。综合来看,这类产品属于有挑战但不复杂的产品,其技术和成本均由PA绝对掌控。
发射2: PA与BAW(或高性能SAW)的集成,典型产品是n41的PAMiF或者Wi-Fi的iFEM类产品,频段在2.4GHz附近。这类产品的频段属于常见频段,PA部分的技术规格有一定挑战但并不高。由于工作在了2.4GHz附近,频段非常拥挤,典型的产品内需要集成高性能的BAW滤波器来实现共存。这类产品由于滤波器的功能并不复杂,PA仍有技术控制力;但在成本方面,滤波器可能超过了PA。综合来讲,这类产品属于有挑战但不复杂的产品,PA有一定的控制力。
发射3: LowBand发射模组。LB (L)PAMiD通常集成了1GHz以下的4G/5G频段(例如B5、B8、B26、B20、B28等等),包括高性能功率放大器以及若干低频的双工器;在不同的方案里,还可能集成GSM850/900及DCS/PCS的2GPA,以进一步提高集成度。低频的双工器通常需要使用TC-SAW技术来实现,以达到最佳的系统指标。根据系统方案的需要,如果在LB PAMiD的基础上再集成低噪声放大器(LNA),这类产品就叫做LB LPAMiD。可以看到,这类产品的复杂度已经比较高:PA方面,需要集成高性能的4G/5GPA,有时候还需要集成大功率的2GPA Core;滤波器方面,通常需要3~5颗使用晶圆级封装(WLP)的TC-SAW双工器。总成本的角度来看(假设需要集成2GPA),PA/LNA部分和滤波器部分占比基本相当。LB (L)PAMiD是需要有相对比较平衡的技术能力,因此第三级台阶出现在了PA和Filter的交界处。
发射4: FEMiD。这类产品通常包含了从低频到高频的各类滤波器/双工器/多工器,以及主通路的天线开关;并不集成PA。FEMiD产品通常需要集成LTCC、SAW、TC-SAW、BAW(或性能相当的I.H.PSAW)和SOI开关。村田公司定义了这类产品,并且过去近8年的时间内,占据了该市场的绝对主导权。三星、华为等手机大厂,曾经或正在大量使用这类产品在其中高端手机中。如前文所述,有竞争力的PAMiD供应商主要集中在北美地区;出于供应链多样化的考虑,一些出货量非常大的手机型号,就可能考虑使用MMMB(Multi-Mode Multi-Band) PA加FEMiD的架构。MMMB PA的合格供应商广泛分布在北美、中国、韩国,而日本村田的FEMiD产能非常巨大(主要表现在LTCC和SAW)。又如前文所述,FEMiD的VD值非常高,整体方案的空间利用率也在合理范围内。
发射5: M/H (L)PAMiD。这类产品是射频前端最高市场价值也是综合难度最大的领域,是射频前端细分市场的巅峰。M/H通常覆盖的频率范围是1.5GHz~3.0GHz。这个频段范围,是移动通信的黄金频段。最早的4个FDDLTE 频段Band1/2/3/4在这个范围内,最早的4个TDD LTE频段B34/39/40/41在这个范围内,TDS-CDMA的全部商用频段在这个范围内,最早商用的载波聚合方案(Carrier Aggregation)也出现在这个范围(由B1+B3四工器实现),GPS、Wi-Fi 2.4G、Bluetooth等重要的非蜂窝网通信也都工作在这个范围。可以想象,这段频率范围最大的特点就是“拥挤”和“干扰”,也恰恰是高性能BAW滤波器发挥本领的广阔舞台。由于这个频率范围商用时间较长,该频率范围内的PA技术相对比较成熟,核心的挑战来自于滤波器件。
先解释一下为什么这段频率是移动通信的黄金频率。在很长的发展过程中,移动通信的驱动力来自移动终端的普及率,而移动终端普及的核心挑战在于终端的性能和成本。过高的频率,例如3GHz以上、10GHz以上,半导体晶体管的特性下降很快,很难做出高性能;而过低的频率,例如800MHz以下、300MHz以下,需要天线的尺寸会非常巨大,同时用来做射频匹配的电感值和电容值也会很大,在终端尺寸的约束下,超低频段的射频性能很难达到系统指标。简而言之,从有源器件(晶体管)的性能角度出发,希望频率低一些;从无源器件(电容电感和天线)的性能角度出发,希望频率高一些。有源器件与无源器件从本质上的冲突,到应用端的折衷,再到模组内的融合,恰如两股强大的冷暖洋流,在人类最波澜壮阔的移动通信主航道上,相汇于1.5~3GHz的频段,形成了终端射频最复杂也最有价值的黄金渔场:M/HB (L)PAMiD。多么地美妙!
这类高端产品的市场,目前主要由美商Broadcom、Qorvo、RF360等厂商占据。下图是Qorvo公司在其官方公众号上提供的芯片开盖分析。可以看到,该类产品包含10颗以上的BAW,2~3颗的GaAs HBT,以及3~5颗SOI和1颗CMOS控制器,具有射频产品最高的技术复杂度。该类产品通常需要集成四工器或者五/六工器这类超高VD值的器件。
M/H LPAMiD开盖图
射频接收模组的五重山
接收模组的五重山模型,如上图所述。
接收1: 使用RF-SOI工艺在单颗die上实现了射频Switch和LNA。虽然仅仅是单颗die,但从功能上也属于复合功能的射频模组芯片。这类产品主要的技术是RF-SOI,在4G和5G都有一些应用。
接收2 :使用RF-SOI工艺实现LNA和Switch的功能,然后与一颗LC型(IPD或者LTCC)的滤波器芯片实现封装集成。LC型滤波器适合3~6GHz大带宽、低抑制的要求,适用于5G NR部分的n77/n79频段。这类产品也是SOI技术主导,主要应用在5G。
接收3: 从接收3往上走,接收模组开始需要集成若干SAW滤波器,集成度越来越高。通常需要集成单刀多掷(SPnT)或者双刀多掷(DPnT)的SOI开关,以及若干通路支持载波聚合(CA)的SAW滤波器。封装方式上,由于“接收3”的集成程度还不极限,因此有多种可能的路径。其中国际厂商的产品主要以WLP技术为主,除了在可靠度及产品厚度方面有优势,主要还是可以在更高集成度的其他产品中进行复用。
接收4: 这类产品叫做MIMO M/H LFEM。主要是针对M/H Band的频段(例如B1/3/39/40/41/7)应用了MIMO技术,增加通信速率,在一些中高端手机是属于入网强制要求。看起来通信业对M/H这个黄金频段果然是真爱啊。技术角度出发,这类产品以RF-SOI技术实现的LNA加Switch为基础,再集成4~6个通路的M/H高性能SAW滤波器。国际厂商在这些频段已经开始普遍使用TC-SAW的技术,以达到最好的整体性能。
接收5: 接收芯片的最高复杂度,就是H/M/L的LFEM。这类产品以非常小的尺寸,实现了10~15路频段的滤波(SAW Filter)、通路切换(RF-Switch)以及信号增强(LNA),具有超高的Value Density值(10左右),在5G项目上能帮助客户极大地压缩Rx部分占用的PCB面积,把宝贵的面积用在发射/天线等部分,提升整体性能。这类产品需要的综合技能最高,也基本必须要用WLP形式的先进封装方式才能满足尺寸、可靠度、良率的要求。
总结
1.射频模组的核心要求是多种元器件的小型化及模组集成。
2.无论是发射模组还是接收模组,纯5G的模组是困难但不复杂,最有挑战也最具价值的是4G/5G同时支持的高复杂度模组。
‘陆’ 射频前端是什么意思
射频前端是射频收发器和天线之间的一系列组件,主要包括功率放大器(PA)、天线开关(Switch)、滤波器(Filter)、双工器(Duplexer和Diplexer)和低噪声放大器(LNA)等,直接影响着手机的信号收发。
其中:
1、功率放大器(PA)用于实现发射通道的射频信号放大;
2、天线开关(Switch)用于实现射频信号接收与发射的切换、不同频段间的切换;
3、滤波器(Filter)用于保留特定频段内的信号,而将特定频段外的信号滤除;
4、双工器(Duplexer和Diplexer)用于将发射和接收信号的隔离,保证接收和发射在共用同一天线的情况下能正常工作;
5、低噪声放大器(LNA)用于实现接收通道的射频信号放大。
(6)射频前端最新扩展阅读:
一、射频前端的作用:
射频前端芯片是移动智能终端产品的核心组成部分,追求低功耗、高性能、低成本是其技术升级的主要驱动力,也是芯片设计研发的主要方向。
射频前端芯片与处理器芯片不同,后者依靠不断缩小制程实现技术升级,而作为模拟电路中应用于高频领域的一个重要分支,射频电路的技术升级主要依靠新设计、新工艺和新材料的结合。
二、射频前端的材料:
行业中普遍采用的器件材料和工艺平台包括 RF CMOS、SOI、砷化镓、锗硅以及压电材料等,逐渐出现的新材料工艺还有氮化镓、微机电系统等,行业中的各参与者需在不同应用背景下,寻求材料、器件和工艺的最佳组合,以提高射频前端芯片产品的性能。
三、射频前端的成本:
一款终端往往需要支持多个频段,这种频段的增加直接导致射频前端设计复杂度的提升,往往方寸之间就要容纳上百个元器件。特别是千兆级网络的来临,多载波、高阶的调制、4x4 MIMO等技术的融入令前端设计复杂度直线提升,复杂度的提升直接意味着成本的增加,并在手机BOM成本中占有越来愈高比例,足见其重要性。
‘柒’ 5g和4g耗电量对比
5G手机在使用过程当中的耗电相对于4g手机要略高一些
主要有两点原因:
5G 使用 Massive MIMO 技术
4G 基站 RRU 使用 8 天线,天线矩阵实现 2D MIMO,满功率输出 160W 射频信号;5G 基站 AAU 使用 64 天线,天线矩阵实现 3D MIMO,满功率输出 320W 射频信号。如果效率相同,5G AAU 的耗能是 4G RRU 的 2 倍。
实际上,得益于更高效的 PA(Power Amplifier,功率放大器)芯片和更好的 DPD(Digital Pre-Distortion,数字预失真)算法,5G 设备的效率是比 4G 高的。也就是说,AAU 的耗能不到 RRU 的 2 倍。
‘捌’ 快讯|射频前端供应商“锐石创芯”完成近亿元A轮融资
投资界5月20日消息,近日,国内射频前端供应商锐石创芯(深圳) 科技 有限公司完成近亿元A轮融资,本轮融资由广发证券旗下全资子公司-广发干和领投,并由深创投、上海临芯投资、前海鹏德等机构共同完成。
本轮融资完成后,锐石将加大研发、市场、运营等方面的投入,进一步提升产品竞争力及0品牌价值,为后续5G商业化提供高性能的国产射频器件。
锐石创芯成立于2017年4月,是一家射频器件供应商。以硅谷射频芯片设计技术为依托,专注于手机射频前端产品的研发及销售,产品包括射频功放芯片、基板以及射频前端测试系统,广泛应用于手机、物联网、车联网等移动终端领域。
此前锐石创芯已完成两轮融资。2017年5月完成天使轮融资,由深圳正轩独家。投资。2018年8月完成Pre-A轮融资,由达晨财智领投、英诺天使基金跟投。
据悉,锐石曾在2017年完成了Phase 2-21系列产品的开发,并于2018年下半年正式量产,其中的TXM模块显着降低产品成本;2019年下半年,锐石将推出一系列4G、5G射频前端新产品。
‘玖’ 射频是什么
问题一:射频是什么意思? 什么是射频Radio Frequency ,简称RF。射频就是射频电流,它是一种高频交流变化电磁波的简称。每秒变化小于1000次的交流电称为低频电流,大于10000次的称为高频电流,而射频就是这样一种高频电流。
射频技术的分类:
自动识别技术
自动设备识别技术是目前国际上发展很快的一项新技术, 英文名称为 Automatic Equipment Identification,简称AEI。 该项技术的基本思想是通过采用一些先进的技术手段,实现人们对各类物体或设备(人员、物品)在不同状态(移动、静止或恶劣环境)下的自动识别和管理。
目前应用最广泛的自动识别技术大致可以分为两个方面:光学技术和无线电技术两个方面。其中光学技术中普遍应用的产品有:条形码和摄像两大类。这两类产品目前已广泛应用于人们的日常生活中,并已为人们所熟知。比如:条形码用于商品管理,摄像用于抓拍违章车辆等。
射频识别技术
射频识别技术依其采用的频率不同可分为低频系统和高频系统两大类;根据电子标签内是否装有电池为其供电,又可将其分为有源系统和无源系统两大类;从电子标签内保存的信息注入的方式可将其分为集成电路固化式、现场有线改写式和现场无线改写式三大类;根据读取电子标签数据的技术实现手段,可将其分为广播发射式、倍频式和反射调制式三大类。
1.低频系统一般指其工作频率小于30MHz,典型的工作频率有:125KHz、225KHz、13.56MHz等,这些频点应用的射频识别系统一般都有相应的国际标准予以支持。其基本特点是电子标签的成本较低、标签内保存的数据量较少、阅读距离较短(无源情况,典型阅读距离为10cm)电子标签外形多样(卡状、环状、钮扣状、笔状)、阅读天线方向性不强等。
2.高频系统一般指其工作频率大于400MHz,典型的工作频段有:915MHz、2450MHz、5800MHz等。高频系统在这些频段上也有众多的国际标准予以支持。高频系统的基本特点是电子标签及阅读器成本均较高、标签内保存的数据量较大、阅读距离较远(可达几米至十几米),适应物体高速运动性能好、外形一般为卡状、阅读天线及电子标签天线均有较强的方向性。
3.有源电子标签内装有电池,一般具有较远的阅读距离,不足之处是电池的寿命有限(3~10年);无源电子标签内无电池,它接收到阅读器(读出装置)发出的微波信号后,将部分微波能量转化为直流电供自己工作,一般可做到免维护。相比有源系统,无源系统在阅读距离及适应物体运动速度方面略有限制......
问题二:射频是什么意思 电波需要发射出去,必须频率高到一定程度才行,如现在GSM的900MHZ和1800MHZ。声音的频率很低,只有20HZ-20KHZ,这种频率的信号是无法直接发射的,必须将其调制到高频上也是就是射频上才能发射,这就是射频的意思。
为了达到手机和基站的良好通讯,要求手机发射的射频必须有足够的强度才行,当手机与基站距离较近时,可以用较小功率就可以维持通信了,当手机与基站距离很远时,手机必须加大自身的发射功率,才能维持良好通信水平。所以,手机中射频的功率是自动可调的。
由于现在的手机为了外观的小巧,很多把天线集成在手机内部,这就对射频的发射造成一定的影响,为了达到良好的效果,手机不得不进一步加大的射频功率以维持正常工作,有时候,这种功率超过国标规定的值,就会对人体产生一定的影响。
接收机的特性对于整个手机系统也很重要。差的接收机特性会使用户收听到很低质量的声音信号,甚至使用户丢失基站信息并造成终止呼叫。差的接收机灵敏度经常是由于发射机发射的内部噪声和杂散信号回馈到接收机内部造成的。因此,CTIA标准要求:在发射机最大发射功率下测量接收机灵敏度。
问题三:RF是什么意思? RF是Radio Frequency的缩写,即射频。在电子学理论中,电流流过导体,导体周围会形成磁场;交变电流通过导体,导体周围会形成交变的电磁场,称为电磁波。在电磁波频率低于100khz时,电磁波会被地表吸收,不能形成有效的传输,但电磁波频率高于100khz时,电磁波可以在空气中传播。RF指具有远距离传输能力的高频触磁波,射频技术在无线通信领域中被广泛使用。
问题四:什么是射频线 射频,就是可以直接通过发射装置成为无线电波的频率.所谓射频线,就是能传输这种交流信号的线缆!一般有(软、硬)同轴胆缆、波导管等
问题五:手机里的射频服务是什么啊 GSM 全球移动通信系统 ,第二代数字移动通信系统。
GPRS 建立在GSM网络上,能够提供手机上网、彩信等新业务的一种网络。
WIFI 一种可以将个人电脑、手持设备(如PDA、手机)等终端以无线方式互相连接的技术。
RF 射频技术,通过感应式来进行交互式通信得一种技术。
手机功放 手机电路主板里面得一个功能模块,用于放到接收到的无线信号。
问题六:美容射频是什么意思 美容射频一般指射频美容。
射频美容定位组织加热,促使皮下胶原收缩拉紧,同时对皮肤表面采取冷却措施,真皮层被加热而表皮保持正常温度,这个时候会产生两种反应:一是皮肤真皮层变厚,皱纹随之变浅或者消失;二是皮下胶原质的形态重塑,产生新的胶原质,皮肤在丽都一次治疗后变得更加紧实。
问题七:高频和射频有什么区别 “高频”是指某一频率范围
“射频”是指射频电路产生的特定频率的调制用波。
问题八:射频就是高频吗??射频的"射"是什么意思??? 表示可以辐射到空间的电磁频率,频率范围从300KHz~300GHz之间。射频简称RF射频就是射频电流,它是一种高频交流变化电磁波的简称。每秒变化小于1000次的交流电称为低频电流,大于10000次的称为高频电流,而射频就是这样一种高频电流。高频(大于10K);射频(300K-300G)是高频的较高频段;微波频段(300M-300G)又是射频的较高频段。
问题九:射频前端设备是什么? 射频前端是指在通讯系统中,天线和中频(或基带)电路之间的部分。在这定段里信号以射频形式传输。对于无线接收机来说,射频前端通常包括:放大器,滤波器,变频器以及一些射频连接和匹配电路。
问题十:射频卡是什么 射频卡(简称RF卡)是一种以无线方式传送数据的集梗电路卡片,它具有数据处理及安全认证功能等特有的优点。