每一代通信移動技術(shù)的誕生，都會引發(fā)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的重大變革。3G讓世界跨入移動互聯(lián)時代，4G使得移動互聯(lián)網(wǎng)全面爆發(fā)并成熟，而5G，則是一個萬物互聯(lián)的時代。
每一次科技產(chǎn)業(yè)的變革，同樣需要整個產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)水平的提升，射頻作為5G時代的芯片之王，自然也需要技術(shù)革新。
5G的高速率、大連接和低時延等特性，給射頻前端設(shè)計(jì)帶來了巨大的挑戰(zhàn)，復(fù)雜度成倍增加。
一款優(yōu)秀的5G射頻前端，需要的不只是切換通路的增加以及更多頻段的支持，它需要芯片設(shè)計(jì)企業(yè)跳出原有的思路，充分發(fā)揮創(chuàng)新能力，才能在新的通信浪潮里獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷。
5G讓設(shè)計(jì)復(fù)雜度量級提升
射頻前端是智能手機(jī)里的核心器件之一，主要由四大模塊組成：功率放大器（PA）、開關(guān)、濾波器和低噪聲放大器（LNA）。
射頻前端一方面要擔(dān)任無線接收鏈路的先鋒大將，完成天線開關(guān)調(diào)諧、濾波、低噪聲信號放大的工作，并把初步放大處理的信號交給射頻SoC做進(jìn)一步變頻和數(shù)字化處理；
另一方面，射頻前端也在發(fā)射鏈路端承擔(dān)信號的終極守護(hù)者角色，實(shí)現(xiàn)信號的濾波和功率放大，保證信號的發(fā)射質(zhì)量。
在5G通信誕生之前，主流射頻前端大都采用分立器件方案，但是多頻段引入后,如果仍然這種方案進(jìn)行產(chǎn)品實(shí)現(xiàn),那么勢必會造成終端產(chǎn)品的體積和成本增加。
為了實(shí)現(xiàn)對多頻段的支持，濾波器件、功放和開關(guān)的數(shù)量不斷增加，再加上外圍匹配電路，方寸之間就要容納上百個元器件。5G時代的到來，融入了載波聚合、高階調(diào)制、Massive MIMO等技術(shù)，更讓5G射頻前端的設(shè)計(jì)復(fù)雜度倍增，給方案的成本、體積、市場競爭力帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
舉個例子，手機(jī)每增加一個頻段，大約需要增加2個濾波器(接收和發(fā)送)，1個功率放大器和1個天線開關(guān)。除頻段數(shù)量大幅增加外，5G的高頻段使信號處理難度倍增，系統(tǒng)對濾波器性能也提出了更高要求。對5G而言，濾波器數(shù)量的需求可能高達(dá)百只。
模組替代分立方案
對于國產(chǎn)芯來說，想要在射頻前端有所建樹，追趕并超越傳統(tǒng)巨頭，就必須在創(chuàng)新技術(shù)上做的剛好，研發(fā)出性能更好，成本更低的芯片，
這時，模組化就成為5G射頻前端理想的設(shè)計(jì)方案。
所謂模組化是將射頻開關(guān)、低噪聲放大器、濾波器、功率放大器等分立器件集成到一個模組里，從而提高集成度和性能，并使體積小型化。
高集成度的模組化設(shè)計(jì)節(jié)省了外圍器件和布板面積，降低了體積和尺寸，同時提升性能、降低成本，縮短終端產(chǎn)品的工程化周期。
比如，紫光展銳5G射頻前端解決方案采用模組化設(shè)計(jì)，各項(xiàng)數(shù)據(jù)比較下來，通路損耗比業(yè)界平均水平降低15%、尺寸減小20%，直接讓手機(jī)的通話穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)傳輸速度、電池續(xù)航時間、手機(jī)的外觀尺寸有了顯著提升。功耗方面，相同功率下，展銳的功率放大器比競品功耗降低4%，領(lǐng)先于業(yè)界平均水平。
分立器件方案的另一大挑戰(zhàn)來自調(diào)試時間，匹配調(diào)試過程中需要不斷的嘗試不同的電容、電感、來回焊接元器件。4G LTE時代，調(diào)試一個LTE頻段需要2-3小時，調(diào)好以后測試又需要花2小時，也就是說調(diào)好一個LTE頻段需要5個小時。展銳5G射頻前端解決方案支持N77、N78、N79、N41、N28和N1等5G全球主流頻段，想想看，如果采用分立方案，完成所有這些頻段的調(diào)試、測試，得花費(fèi)多大的人力和時間成本？
模組化方案就不一樣了，第一步將模塊焊接好，第二步打開調(diào)試工具，第三步配置軟件，第四步就直接進(jìn)行測試了，幾乎不存在調(diào)試時間。
根據(jù)展銳的實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)， 5G射頻前端方案一般僅需1刻鐘就能完成一輪全面測試，大大提高了生產(chǎn)力，使展銳5G射頻前端方案的交付周期比業(yè)界平均水平少20%，大大縮短了OEM廠商的產(chǎn)品開發(fā)時間，簡化了開發(fā)工作。
射頻前端承擔(dān)著終端與基站通信的重要任務(wù)，是5G產(chǎn)業(yè)鏈里的核心環(huán)節(jié)之一，作為全球極少數(shù)具備全場景通信技術(shù)的芯片設(shè)計(jì)企業(yè)之一，紫光展銳提供完整的基帶周邊套片，5G射頻前端相比國內(nèi)大多數(shù)解決方案都更為完整，提供整個射頻前端所需的有源芯片，且器件齊全、配套完善，滿足各類復(fù)雜場景對5G的需求，為5G建設(shè)“添磚加瓦”。
如今中國作為5G領(lǐng)先的國家，自然要在5G產(chǎn)業(yè)鏈方面走在最前端，射頻芯片作為排頭兵，自然也要擔(dān)得起重負(fù)與責(zé)任。慶幸的是，我們也看到了國產(chǎn)射頻前端的成績，比如紫光展銳這種技術(shù)方案是國產(chǎn)射頻前端廠商的一次突破，未來還會有更多的紫光展銳在各個行業(yè)跟上來，最終實(shí)現(xiàn)，國產(chǎn)芯的全面突破。