科技报道|5G射频前端的革新:从集成模块到自屏蔽技术

5G时代的到来为智能手机带来了新的增长机会 , 据Strategy Analytics近日发布的最新报告显示 , 今年一季度全球5G手机需求大涨 , 其首季出货量 , 超过去年的1870万台至2410万台 。
5G智能手机的发展也为半导体产业带来了新一轮的技术变革 。 众所周知 , 5G时代下 , 移动设备能够使用的频段逐渐增多 , 这也意味着需要增加更多的射频元件 。 射频前端器件的数量增加导致手机内PCB空间紧张 , 工艺难度提升 , 这也导致射频前端的复杂性呈指数增长 。 为了保障智能手机能够在满足5G性能要求的情况下向轻薄化方向发展 , 集成式射频前端应运而生 。
射频前端模块的发展
射频前端向模块化发展的历史 , 可以追溯到当时的4G时代 。 3G/4G时代射频前端集成度取决于设计和性价比 , 在这种情况下 , 射频前端以分立式和模块这两种方式存在于市场 。 当时 , 出于空间的考虑 , 4G时代的高端手机往往会采用射频前端模块 。
随着射频前端模块技术的成熟以及市场的需求 , 自2016年以后 , 市场中主要的射频前端都开始向模块化方向发展 , 双工器、天线开关等几大模块开始被集成到射频前端中 。 在这期间 , 射频前端模块也发展出了数种类别 , 包括 ASM , FEMiD , PAMiD 等等 。 其中 , 目前模组化程度最高的是PAMiD , 主要集成了多模多频的 PA、RF 开关及滤波器等元件 。 对于手机厂商来说 , PAMiD的出现让射频前端从以前一个复杂的系统设计工程变得更加简单 。
而伴随着5G时代的来临 , 手机所需的PAMiD也正在持续进行着整合 。 Qorvo作为全球射频领域的佼佼者 , 其利用高度集成的中频 / 高频模块解决方案 , 已经为多家智能手机制造商提供了广泛的新产品发布支持 。
对于PAMiD接下来的发展 , Qorvo认为 , 将LNA集成到PAMiD中 , 是推动射频前端模块继续发展的重要动力之一 。 有报道指出 , 随着5G商业化落地 , 智能手机中天线和射频通路的数量将显著增多 , 对射频低噪声放大器的数量需求会迅速增加 , 而手机PCB却没有更多的空间 。 在这种情况下 , 将LNA集成到PAMiD中成为了行业的一种发展趋势 。 Qorvo表示 , 从PAMiD到L-PAMiD , 射频前端模块可以实现更小尺寸 , 支持更多功能 。
科技报道|5G射频前端的革新:从集成模块到自屏蔽技术RF自屏蔽技术将在5G时代发挥更大的作用
蜂窝发射模块对手机内的任何元件来说都将产生辐射功率 , 从而可能诱发EMI和RFI , 伴随着越来越多的元件都被集成到射频前端中 , 产生EMI和RFI的风险也变得越来越大 。 在这种情况下 , 就需要RF屏蔽技术来降低与EMI及RFI相关的辐射 。
RF屏蔽技术并不是面向5G的全新技术 。 在过去 , 射频前端模块采用外置机械屏蔽罩的方式进行RF屏蔽 , 但采用外置机械屏蔽罩的方式可能会导致灵敏度下降 , 也可能会导致谐波升高 。
科技报道|5G射频前端的革新:从集成模块到自屏蔽技术针对这种情况 , Qorvo推出了Micro Shield自屏蔽技术 。 简单来说 , Micro Shield自屏蔽技术就是在模块的表面再涂一层合金 , 取代原来外置的机械屏蔽罩 , 以起到屏蔽干扰信号的作用 。 据相关报道显示 , 最早一代的Micro Shield技术可将当时RF的高度和体积分别降低15%和25% 。 这也使得采用Micro Shield技术的手机制造商能够在更小的板级空间上 , 获得更高的RF性能 。
尤其是在5G时代下 , 手机需要支持更多的频段 。 但由于RF信号在发送时会对其他敏感模拟电路模块造成干扰 , 这就需要更合理PCB布局来减少RF信号产生的影响 , 而采用RF自屏蔽技术则可以让PCB的布局更加灵活 。 同时 , 5G时代的到来 , 手机PCB的空间变得越来越紧张 , 更小的模块设计成为了手机元件未来发展的方向之一 , 在这个过程当中 , 用RF自屏蔽技术来代替厚重的机械屏蔽罩也就成为一股行业潮流 。 在这种市场需求下 , Qorvo所推出的Micro Shield自屏蔽技术的优势就被凸显了出来 。


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