每一次通信升级都会对现有产业格局带来颠覆性变革

“4G改变生活，5G改变社会。”随着2019年我国5G商用正式启动，5G网络基建已如火如荼地全面铺开，所有领先的智能手机厂商都争先恐后推出新款5G智能手机。据Strategy Analytics的报告指出，2020年全球5G智能手机的销量预计将达到2.5亿部，而2019年为1820万部，同比增长1282%。预计2021年5G智能手机的出货量将达到4.5亿至5.5亿部。不仅是5G智能手机的爆发增长，业界也普遍认为，具有高速度、低时延、高可靠等特点的5G，将让万物互联得以实现。而5G与工业设施、医疗仪器、交通工具等深度融合，将驱动着生产力的发展革新。

5G改变社会

每一次通信升级都会对现有产业格局带来颠覆性变革，5G智能手机面临更多频段的支持、不同的调制方向、信号路由的选择、开关速度的变化等挑战，以及需要大规模输入输出（Massive MIMO）、波束成形（Beam Forming）、载波聚合（Carrier Aggregation）、毫米波（mmWave）等关键技术的引入。5G要求智能手机将额外的射频复杂性压缩到基本相同的空间中，这需要创新的方法来支持多个同时上行链路和下行链路连接的需求。射频前端技术必须能支持这种巨大的带宽，同时提供非常高的线性度和功耗管理能力。5G必将对射频前端形态产生影响，并推动着射频前端技术不断革新。

5G智能手机射频前端的复杂性（不包括毫米波频段）

射频前端介于天线和射频收发器之间，作为手机通信功能的核心组件，直接影响着手机信号的收发质量和终端用户的通信效果，其技术创新推动了移动通信技术的发展，是现代通信技术的基础。典型的智能手机射频前端模组主要由功率放大器（Power Amplifier，PA）、低噪声放大器（Low Noise Amplifier，LNA）、天线开关（Antenna Switch）、双工器（Duplexer）、滤波器（Filter）、天线调谐器（Antenna Tuner）以及集成无源器件（Integrated Passive Device，IPD）等组成。

智能手机射频前端的基本构成（来源：高通）

随着智能手机全面屏和轻薄化发展，以及更多射频元件的需求，内部硬件空间被进一步挤压，对射频前端器件设计和高度集成化提出了更高的要求。全面屏设计缩小了天线可用的边框区域，而5G对天线数量的需求又在增加，因此需要在更小的空间容纳更多的天线。集成模块是实现满足的关键，同时还可以在分配给射频前端模组有限空间内添加新的射频功能，将各个器件集成到模块中可减少由板上匹配引起的信号损失。与此对应的是，材料、工艺、封装技术也在不断跟随。射频前端器件的工艺“兵分两路”，PA、LNA和开关主要基于IC工艺，如GaAs、GaN、CMOS等；而SAW和BAW滤波器则广泛采用MEMS工艺，如压电薄膜沉积。模组化趋势亦让SiP（系统级封装）大有可为，目前集成度不同的射频前端模组种类较多，例如ASM（天线开关模组）、FEMiD（双工器集成的前端模组）、PAMiD（双工器集成的功率放大器模组）等，其中模组化程度最高的是PAMiD。

从4G到5G，射频前端元件数量增加导致PCB面积增加而带来的挑战（来源：Qorvo）

当前射频前端市场主要掌控在博通（Broadcom）、Qorvo、Skyworks、村田（Murata）、高通（Qualcomm）等美日厂商手中，这几家厂商基本完成了射频前端全产品线布局，拥有从设计到制造、封测的全产业链能力，以IDM模式巩固其在设计能力、产品性能及产能掌控的巨大优势。虽然近两年国内射频前端厂商逐步崭露头角，产业链走向成熟，但从国际竞争力来讲，国内射频前端设计水平的提升空间仍较大，市场话语权有限，距离进口替代仍有较大缺口。中国通信行业在经历2G落后、3G追赶、4G持平的阶段后，正在谋求5G时代对欧美的超越。特别是中美贸易战硝烟四起，美国持续对我国进行芯片贸易禁运，剑指中国5G技术发展。如何突破国外大厂专利封锁和芯片断供风险，中国“芯”任重道远。

为了满足广大射频前端从业人员对知识的渴望，麦姆斯咨询精心设计了《“见微知著”培训课程：射频前端核心技术》，邀请了射频前端核心技术领域的知名专家和学者，以及产业界的资深从业人士，为大家深入剖析5G时代对射频前端的要求。本课程内容包括：（1）射频前端综述及体声波（BAW）滤波器；（2）声表面波（SAW）滤波器；（3）天线调谐器和多输入多输出（MIMO）；（4）射频功率放大器（PA）；（5）射频低噪声放大器（LNA）；（6）MEMS谐振器和振荡器；（7）射频集成无源器件（IPD）；（8）射频前端元器件设计与仿真。

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