未来智能手机中RF前端需要达到怎样的要求

　　RF器件和工艺技术的市场正在升温，特别是对于智能手机中使用的两个关键组件——RF开关器件和天线调谐器。

　　RF器件制造商及其代工合作伙伴继续推出基于RF SOI工艺技术的传统RF开关芯片和调谐器，用于当今的4G无线网络。最近，GlobalFoundries为未来的5G网络推出了45nm RF SOI工艺。RF SOI是RF版本的绝缘体上硅（SOI）技术，利用内置隔离的高电阻率衬底。

　　为了打破市场环境，一家无晶圆厂IC设计公司Cavendish Kinetics正在推出基于一种替代技术——RF MEMS的新一代RF产品和天线调谐器。

　　RF开关和调谐器是手机RF前端模块中的关键组件之一。RF前端将发送和接收功能集成到系统中，RF开关对信号进行路由。调谐器帮助天线调整到任意频段。

　　无论哪种器件和技术类型，当今RF市场的挑战都令人望而生畏。Cavendish Kinetics总裁兼首席执行官Paul Dal Santo表示：“几年前，RF是一项相当简单的设计。但事情现在已经大大改变。首先，RF前端必须可以处理非常宽的频率范围，从600 MHz至3 GHz。采用先进的信号技术和5G技术，频率范围将达到5GHz至60GHz。这给前端RF设计师带来了难以置信的挑战。”

　　考虑到这些挑战，手机OEM厂商必须考虑选择一些新的组件。具体来说，对于RF开关和天线调谐器，可以归结为两种技术——基于RF SOI的器件和RF MEMS。

　　RF SOI是现有技术。基于RF SOI的器件能力尚可，但它们开始遇到一些技术问题。除此之外，市场还存在价格压力，随着器件从200mm迁移到300mm晶圆厂，问题还会出现。

　　相比之下，RF MEMS有一些有趣的特性，并在某些领域取得了进展。事实上，Cavendish Kinetics公司表示，其基于RF MEMS的天线调谐器正在被三星和其他OEM接受。

　　Strategy Analytics的分析师Chris Taylor说：“接触式RF MEMS提供非常低的导通电阻，从而降低插入损耗。但RF MEMS没有生产记录，高容量无线系统OEM厂商将不会对新技术和小型供应商做出巨大贡献。当然，RF MEMS作为替代品，价格必须有竞争力，但主要OEM厂商想要可靠性得到检验的产品和可靠的供应来源。”

　　RF前端

　　不过，在智能手机（RF开关，调谐器，和其他组件）的混合商业环境中，RF前端市场值得关注。根据Pacific Crest Securities的数据，智能手机出货量预计将在2017年增长1％，而2016年则增长了1．3％。

　　另一方面，根据YoleDéveloppement的数据，手机的RF前端模块／组件市场预计将从2016年的101亿美元跃升至2022年的227亿美元。 据Strategy Analytics分析，RF开关器件市场在2016年达到了17亿美元。

　　随着OEM厂商继续在智能手机中增加更多RF内容，RF市场正在不断增长。Strategy Analytics的Taylor说：“多频段LTE也正在向下层器件延伸，开关内容正在增加。”

　　在转向4G或长期演进（LTE）的过程中，每台手机的RF开关器件数量都有所增加。Taylor 说：“我们每年都在谈论大量的单元，大多数但并非全部（RF开关）都会进入手机，其中现在绝大多数是SOI。RF MEMS仍然是新兴市场，相对于RF SOI开关来说微不足道。”

　　尽管RF开关的出货数量很大，但是市场竞争激烈，价格压力较大。Taylor 表示，这些器件的平均销售价格（ASP）为10－20美分。

　　同时，在一个简单的系统中，RF前端由多个组件组成——功率放大器、低噪声放大器（LNA）、滤波器、以及RF开关。