Qorvo赵玉龙:以OTM和eFEM方案应对5G射频前端终局之战

作者:程琳琳 责任编辑:朱文凤 2021.09.17 15:35 来源:通信世界全媒体

通信世界网消息(CWW)5G时代的来临,使整个射频前端产业获得了飞速的发展,产品形态也从离散的器件向模组化发展,5G射频前端的终局之战将在毫米波领域展开。Qorvo是一家在市场领先的企业,近年来专注于毫米波领域,发布了多款毫米波相关的产品。

积极创新,迎接毫米波频段挑战

Qorvo认为,毫米波是“金字塔结构的顶端”,原因在于毫米波给射频前端设计带来多方面挑战。如:频宽高达400MHz;采用天线阵列的模式(1x2或1x4的天线阵模式),一个天线阵(AiP)中集成多个收发通道;在手机上需要布局3~4个AiP(封装天线(Antenna-in-Package,AiP)模组;在上行链路方面,手机输出功率不够;长时间使用后手机发热问题需要解决;由于手机方向性、ID设计问题,差损不可预知。

针对毫米波射频前端设计的诸多挑战,Qorvo进行了以下创新。一是采用OTM技术,通过最优的工艺和技术匹配,满足更高的性能要求。二是采用中心化的“transceiver”方案,外围搭配灵活的eFEM模块,最终实现性能、成本和配置灵活度的最优化组合。比如采用GaAs pHEMT做发射放大部分,从而在发射功率和效率方面取得最大的优势,再配以SOI(绝缘体上硅)开关和LNA单元,可提供优异的整体性能。

“Qorvo通过深入了解与探究得知,北美、韩国、日本运营商的需求包括:手机毫米波发射功率更大,对发热要进行相应的控制。手机OEM厂商的需求则是更小的尺寸,AiP或者毫米波模组要变小,且成本不能太高。”赵玉龙说。Qorvo采用OTM(Optimum Technology Matching)技术路线,在输出功率相同的前提下,天线阵更小,效率更高。而基于硅CMOS的单芯片解决方案是无法满足这些需求的。

Qorvo提出全方位的毫米波解决方案

“面对挑战,Qorvo提出了全方位的毫米波解决方案,例如移动5G混合毫米波解决方案。在FR2频段毫米波元器件方面,GaN是具有更宽带隙的化合物半导体材料,适合在大功率和高电压下使用,主要应用前景是在基站放大器领域,而GaAs则应用在终端放大器方面。”赵玉龙介绍道。

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Qorvo认为eFEM是非常有前景的解决方案。eFEM结合了两种不同工艺的优势,采用砷化镓GaAs pHEMT来做PA,并采用SOI用来做LNA和Switch。在同样功率的情况下,采用eFEM方案每个通道功率达11dBm,功率耗散只有1.02W,减少了45%的功耗,比CMOS单芯片方案效率提高了很多。Qorvo坚持以最佳的工艺达成最高的效率,一直在推动OTM技术路线,把整个芯片做成AiP。

Qorvo还提出了“中心化的transceiver”概念,并针对3个AiP模组进行了研发设计。关于未来3个AiP是否会成为趋势,赵玉龙认为,AiP模组的个数需要OEM厂家综合考虑多种因素,包括手机的外形设计、元器件布局和终端售价等。Qorvo作为一个高性能射频元器件供应商,希望通过对产品和技术的更新,帮助OEM厂家获得持续的竞争力。

据测算,在相同的通道阵列和全向辐射功率前提下,Qorvo的产品可以将能耗降低45%;在相同的能耗基础上,全向辐射功率能够增加一倍;即使采用更小的通道数量,在相同的全向辐射功率下,Qorvo的产品也能带来更小的能耗。而且,智能天线波束捕捉更快,解决方案的产品尺寸更小。

在Sub-6GHz的时代,Qorvo具有完整的主路径解决方案,其中包括低频模组、中高频模组和超高频模组。在Wi-Fi模组方面,Qorvo的Wi-Fi6、Wi-Fi6E等整合方案也在大量推出。未来,Qorvo将持续优化新技术,充分利用自身在GaAs、SOI、MEMS、IPD、BAW、SAW和高密度封测方面的全产业链整合优势,推出更有竞争力的模组产品。


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