射頻前端作為手機通信功能的核心組件,直接影響著手機的信號收發。而多天線收發(MIMO)和載波聚合(CA)技術在5G時代繼續延續,這使得射頻前端的復雜度大大上升。通過對多款智能手機進行拆機對比,射頻前端價值從 4G 版的 31 美金上升到5G版的 46 美金,價格上升幅度接近 50%,而射頻前端 BOM 占比從 4G 版本的 7%提高到了 9%。對早期5G智能手機而言,射頻前端是推動5G手機價格上漲的主要原因之一。
高集成度,多功能的PAMiD
頻前端從過去的分立器件、FEMiD,再到PAMiD,集成度逐漸提高,主要原因是受到基帶芯片發展的推動,而在射頻前端發展的過程中,高集成度、一體化是射頻前端產品的核心競爭力。在本次EDI CON北京會展上,Qorvo封裝新產品工程部 副總監 York Zhao以及Qorvo 華北區 應用工程經理Fiery Zhang為與會記者帶來了Qorvo最新射頻模塊PAMiD與相關屏蔽罩技術的最新介紹。
相較于 FEMiD,PAMiD 集成度高,可節省手機內 PCB 的空間,又因其集成模塊多,所以系統設計變得更易上手。Qorvo 通過將 LNA(低噪聲放大器)集成到 PAMiD 中,實現了 PAMiD 到 L-PAMiD(帶 LNA 的 PA 模塊)的轉變,使得射頻前端模塊的節省面積達 35-40mm*2,且支持更多的功能,讓 PCB 的布局更為合理。
在提及PAMiD高集成度設計方面,Qorvo 華北區 應用工程經理Fiery Zhang對如何充分發揮模塊性能也做了特別地強調:“我們在產品集成的過程中不單單做一個整合,也會進一步改善它的性能。另一方面,也會解決這些產品在集成過程中的一些兼容性問題以及一些互擾的問題。在分立器件方面,如果只是一個單單的PA可能主要考慮PA需要關注的一些問題;設計濾波器的時候,主要考慮濾波器需要關注的問題;做開關的時候,主要考慮開關方面的問題…我們最終手機設計的時候,把這些產品一起用的時候需要考慮到PA跟開關、跟濾波器這些兼容性的問題,這樣還能不能完全發揮出它100%的性能?這就需要在它的PCB手機板上去做進一步的調試跟優化。但是現在,我們已經幫助客戶把這些工作提前做好了!”
在產品投放市場的時候,Qorvo也會考慮到器件之間的互擾問題,為此推出了自屏蔽技術,從而進一步改善手機板上設計所產生的相互干擾問題。
降低風險,減少輻射,Qorvo自屏蔽技術性能穩定
隨著5G時代到來,對射頻前端模塊進行高度集成面臨著更多考驗,Qorvo也將自身的自屏蔽技術進行不斷地更新迭代形成一個更先進的技術。在目前的生產實踐中,Qorvo此項技術無論從質量或工藝穩定性角度都做到了可以量產的程度。
Qorvo最新的自屏蔽技術主要是通過電鍍實現,可靠性很高,屏蔽性能更好。另外防氧化方面,Qorvo也做了充分考慮,使其不會因為外界的環境變化而帶來屏蔽層的氧化,因此屏蔽效果會長久穩定。器件制成的成本方面,Qorvo封裝工藝工程部副總監York Zhao提到:“在相同功能條件下,它的總體的工藝過程會相對比較短,制程速度也得到了較大提高,同時在器件集成方面所占的體積和厚度,也是越來越薄。自屏蔽技術對于整體器件集成方面也算帶來一個更好的貢獻。”
Qorvo 認為,Micro Shield 自屏蔽技術將在5G時代發揮更大的作用。結合5G時代的集成化趨勢來看,Micro Shield 自屏蔽技術將有助于 L-PAMiD 的進一步發展。Qorvo 指出,因為外部 LNA 通常在物理上不靠近功放,因此,PAMiD 對RF自屏蔽的需求并不高(PAMiD 往往會采用外置機械屏蔽罩的方式)。但伴隨著5G時代對 L-PAMiD 需求的增加,如果外置機械屏蔽罩設計不正確,L-PAMiD 的靈敏度將會受到嚴重的影響。因此,受惠于5G時代的來臨,Micro Shield 自屏蔽技術的價值將得以放大。下圖顯示:經過優良設計的自屏蔽模組,能夠 100 倍地減少 LNA 區域的表面電流。
目前的自屏蔽技術,Qorvo主要集中于中高端機領域,同時從市場目前的需求分析,中低端手機的需求趨勢也日漸增加,然而在中低端手機上,成本控制比較嚴格,因此需要更有針對性的集成方案。Qorvo將針對中國區域,集成濾波器、發射器,去掉額外漫游所需要的功能技術,針對中低端產品做進一步的需求改良,使成本得到進一步的優化。
5G發展帶來了更多通信設備的更新以及擴散,更多頻段的持續整合給射頻前端模塊帶來更多的機遇與挑戰,Qorvo 作為射頻前端模塊領域的重量級玩家之一,他在射頻前端模塊上的技術更新,或許能夠代表著這個行業未來的發展方向。
責任編輯人:CC
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原文標題:Qorvo的5G射頻前端模塊自屏蔽技術簡析
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