5G時代
過去十幾年中,我國的通訊產業經歷了從 2G 到 3G,再由 3G 到 4G 的更新迭代。2019 年,三大運營商公布 5G 商用套餐,正式標志著中國開始進入 5G 商用時代。5G 時代的到來,不僅大幅提升了通訊速率和效率,促進了數字經濟的蓬勃發展及硬件設備的換代升級,也對信號傳輸提出了更高要求。
在無線通訊行業,射頻芯片被稱為模擬芯片領域“皇冠上的明珠”,在信號傳輸過程中扮演著十分重要的角色。其作為無線連接的核心,能夠將射頻信號和數字信號進行轉化,因此凡是接入移動互聯網的設備均需要射頻前端芯片。具體而言,射頻芯片包括低噪聲放大器( LNA )、射頻開關( RF Switch )、功率放大器( PA )、濾波器( Filter )等多種器件。
伴隨著通信產業的跨越式發展,射頻器件作為無線通訊不可缺少的基礎一環,市場需求量也在不斷提升,據Yole的數據顯示,2018 年全球移動終端射頻前端市場規模為 150 億美元,而預計到 2025 年有望達到 258 億美元。面對快速增長的市場需求及我國 5G 技術的高速發展,實現射頻芯片本土化替代的需求不斷加快,這也為我國射頻產業鏈企業的發展提供了良好的機遇。
作為中國領先的模擬與分立半導體設計公司,豪威集團旗下韋爾半導體一直致力于高性能射頻器件的研發,持續引領射頻新技術發展,尤其在低噪放( LNA )、射頻開關( RF Switch )、天線調諧器( Tuner )領域,已打造出成熟的產品布局。其射頻產品依靠新設計、新工藝和新材料的結合,突破了傳統的設計思路,為無線通信領域多元化的產品提供創新動力。
在射頻器件中,射頻開關( RF Switch )可用于實現射頻信號接收與發射的切換及不同頻段間的切換。隨著 5G 商業化落地,不同頻段信號接收、發射的需求量不斷增大,對射頻開關的要求也隨之增加。韋爾半導體最新推出了 HWS7804LMA、VWS7802LA、VWS7822LE 三款 5G 射頻開關器件,具有低插入損耗,高端口隔離度的特性,可支持高頻 6GHz 應用,即使遠隔千山萬水,也能保障良好的信號發射和接收效果。
HWS7804LMA
HWS7804LMA 采用 RF CMOS 絕緣體上硅( SOI )技術,是一顆大功率 MIPI 控制的單刀四擲開關,適用 0.1G-6GHZ 的寬帶射頻范圍,并針對高性能 GSM、CDMA、WCDMA、LTE 和 5G NR 應用進行了優化,具有低導通電阻、低關斷電容和高功率承受能力的特性。該射頻開關設置 RFFE2.1 控制接口,并采用 1.1mm×1.1mm 9 引腳進行封裝,無需再外加隔直電容。憑借低功耗及小封裝的優勢,HWS7804LMA 可廣泛應用于手機、蜂窩調制解調器和 USB 設備及多模 GSM、EDEG、WCDMA、LTE 和 5G NR 應用中。
VWS7802LA
VWS7802LA 是一款高功率的單刀雙擲開關,對 5G NR 高功率、高線性度進行了優化,可廣泛應用于 5G 射頻前端。
VWS7822LE
VWS7822LE 則是一款具有優質線性度的雙刀雙擲轉換開關,其優質的線性度和諧波性能非常適合多模 GSM、EDGE、UMTS 和 LTE 手機應用。在產品設計方面,VWS7822LE 采用 1.5mmx1.1mm 10pin 的緊湊封裝尺寸,可在 1.4V-4.2V 的供電電壓范圍內工作,適用于多元化平臺和產品形態,幫助設計人員將其快速集成到多模多頻段系統中,大大滿足市場對射頻開關復雜功能的需求。
除上述三款全新產品外, 韋爾半導體還擁有幾乎全系列 LTE 分立接收開關。其中 WS7810QM (單刀十擲)和 WS7812QD (雙刀 12 擲)均采用 MIPI 控制,可使射頻前端達到最優布局,具有低插損、高隔離、高線性度等特點,支持到 3.8GHz 高頻應用,并具有大量量產經驗,封裝可靠性得到有效保證。兩款產品均為手機、蜂窩通訊模塊、數據卡等應用場景設計。
此外,韋爾半導體還在 2019 年分別推出了 WS7854QA 及 WS7872DA 兩款產品。
WS7854QA 是一款帶 ESD 防護的單刀四擲開關,針對 3G/4G 射頻路徑和分集應用進行了優化,并具有高線性度、低插入損耗的優勢,其工作頻率可高達 3GHz,可滿足 LTE TRx 的中功率需求,已被廣泛應用于 WCDMA/LTE 手機和數據卡應用中,可為手機、平板電腦等移動設備提供更長的續航時間。在產品封裝上, WS7854QA 則采用 1.1x1.1 mm2 緊湊型四方扁平無引線( QFN )封裝結構,消除了側向突出于封裝之外的耗費空間大的外部引線,有效改善封裝時連接可靠性。
WS7872DA 則屬于單刀雙擲( SPDT )開關。該產品工作頻率可高達 6GHz , 并具有高線性度、較低的插入損耗、開關切換時間快等優勢。WS7872DA 采用 1.0 x 1.0 mm2 緊湊型雙扁平無引線( DFN )封裝結構,且功耗極低,是 802.11 a/b/g/ 等 WLAN 應用的理想選擇。
除射頻開關產品外,韋爾半導體還擁有一系列低噪音放大器( LNA )產品。區別于控制信號通道轉換作用的射頻開關,低噪聲放大器( LNA )則可將接收到的微弱射頻信號放大,并盡量降低噪聲的引入,以實現良好的信噪比。WS7932DE 是韋爾半導體研發的第 3 代 LTE LNA 產品,采用 COMS 工藝實現了 18dB 的高增益,有效提升了系統接收靈敏度,并憑借 0.8dB 的低噪聲系數,大大提高了輸出信噪比。同時, WS7932DE 采用了業界通用的 1.1mm X 0.7mm 小尺寸封裝,與主流型號兼容,方便調試替換,既為產品設計節省了寶貴的內部空間,又利于加速產品上市速度。
如今,人們已逐漸認識到“中國芯”替代在科技競爭中的重要作用,隨著 5G 技術及通訊產業的跨越式發展,射頻器件的重要性也愈發凸顯。韋爾半導體憑借前瞻的技術研發、基于十余年技術積累和自主的技術架構工藝創新,已自行研發出可廣泛覆蓋手機和通訊模塊市場、 WiFi 路由器市場和通訊基站市場的射頻前端解決方案。面向 5G 時代,韋爾半導體也將持續專注于技術革新,推動“中國芯”從跟隨到主導,從國產替代到齊頭并進,攜手行業共同發力 5G 在中國乃至全球的發展。
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原文標題:深耕射頻芯片行業,豪威集團助力5G時代“中國芯”
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