Con la comercialización de la tecnología LTE-avanzada (LTE-A) y la madurez gradual de los estándares 5G, el sistema de radiofrecuencia de equipos de comunicación móvil se enfrenta a importantes actualizaciones y transformaciones.Para admitir la banda ultra ancha de 100MHz, la operación de más de cuarenta bandas de frecuencia y reducir el ruido de interferencia, los fabricantes del sistema planean aumentar el uso de componentes de radiofrecuencia como amplificadores de baja ruido (LNA) y amplificadores de potencia (PA (PA).Al mismo tiempo, los módulos front-end de radiofrecuencia (FAM) también se requieren para mejorar la integración funcional, lo que lleva a los fabricantes de chips a acelerar el desarrollo de una nueva generación de soluciones de radiofrecuencia.
Mai Zhengqi, director asociado de componentes de radiofrecuencia y protección de la división de gestión de energía de Infineon y multiectrónica, señaló que con el aumento de los diseños de LTE y LTE-A de modo múltiple multifrequencia, los fabricantes de teléfonos móviles están prestando más atención a variosLos componentes en FAM, como PA, LNA, interruptores y filtros han visto un fuerte aumento en la demanda.Este cambio ha estimulado el entusiasmo del carbono de silicio germanio (SIGE: C), el arsenuro de galio (GAA) y los proveedores de componentes RF de RF de óxido metálico (CMOS) complementario, que han invertido en el desarrollo de nuevos productos RF.
Además del lanzamiento completo de la comercialización de LTE en los Estados Unidos, Japón y Corea del Sur, se espera que China continental emita licencias 4G en la segunda mitad de este año para acelerar las operaciones de TD-LTE.Taiwán también espera emitir licencias con éxito antes de fin de año.Esto permitirá a LTE ingresar a un período de rápido crecimiento y desarrollarse hacia el roaming internacional y las especificaciones multifrequenciado y multimodo que son compatibles con 2G/3G.Al mismo tiempo, los operadores de telecomunicaciones en Corea del Sur y Estados Unidos también han comenzado a comercializar LTE-A.
Para integrar más funciones de radiofrecuencia en un espacio limitado, el diseño FAM de radiofrecuencia de los teléfonos móviles LTE de modo múltiple de banda múltiple debe adoptar una solución de diseño altamente integrada.Actualmente, los teléfonos móviles LTE deben admitir más de una docena de bandas de frecuencia, y el número de interruptores PA, LNA y RF es el doble que el de los teléfonos móviles 3G.En el futuro, a medida que los teléfonos móviles se desarrollan hacia LTE-A y 5G con velocidades más altas, anchos de banda más grandes y bandas de frecuencia más diversas, el uso de componentes de radiofrecuencia aumentará significativamente, impulsando a los fabricantes de chips para mejorar sus productos.Integración para reducir el espacio y el consumo de energía.
Mai Zhengqi analizó que las soluciones tradicionales de RF de arsenuro de galio son difíciles de integrar con otros componentes del sistema debido a la particularidad del proceso de fabricación.Por lo tanto, los fabricantes de chips están acelerando el avance del proceso de próxima generación y las tecnologías de envasado.Por ejemplo, Infineon se está centrando en los procesos de material de carbono de silicio germanio y combinándolo con soluciones de empaquetado de nivel de oblea (WLP) pequeñas para crear LNA MMIC con alto rendimiento, alta integración y soporte para la conmutación de alta frecuencia.Qualcomm también lanzó CMOS PA para integrar más componentes periféricos a través del proceso CMOS.
Mai Zhengqi también reveló que el carbono de silicio germanio es comparable al arsenuro de galio en términos de rendimiento, calidad y confiabilidad de la radiofrecuencia, y es más fácil integrar los interruptores de radiofrecuencia CMOS u otros componentes.Por lo tanto, el volumen de envío de los componentes de carbono de silicio germanio ha aumentado dramáticamente en los últimos años, y la tasa de penetración en el mercado de LNA MMIC es equivalente a la de los componentes de arsenuro de galio.El LNA MMIC de carbono de germanio de silicio de Infineon ha ingresado con éxito a la lista de recomendaciones de la Junta Pública de Multi-Mode Public de MediaTek con éxito, y se espera que continúe aumentando su participación de mercado desde finales de este año hasta el próximo año.
En cuanto a PA, Mai Zhengqi cree que aunque las soluciones de Arsenide de Gallium siguen siendo la corriente principal, se espera que CMOS PA aumente en el mercado de teléfonos móviles de baja gama en el futuro debido a sus ventajas en el costo e integración funcional.Además, Infineon ha incluido el paquete del sistema Silicon Germanium CarboniM LNA PA (SIP) o la solución de integración de un solo chip en el plan de productos de próxima generación para ayudar a los fabricantes de teléfonos móviles a optimizar el volumen del sistema al tiempo que mantiene el rendimiento de la radiofrecuencia.
Aunque las especificaciones LTE-A y 5G aún no se han determinado completamente, hay rumores en la industria de que los fabricantes de teléfonos móviles pueden abandonar las soluciones integradas de radiofrecuencia y cambiar a diseños discretos para lograr un rendimiento de transmisión de alta velocidad y alta calidad.En este sentido, Mai Zhengqi dijo que, aunque algunos fabricantes de chips de radiofrecuencia están estudiando procesos de nitruro de galio (GaN) más avanzados y mejorando las funciones del sistema de radiofrecuencia a través de complementos, la integración de componentes sigue siendo la clave para reducir los costos y ahorrar energía.Por lo tanto, solo después de que se determina el estándar de comunicación, el mejor punto de equilibrio de diseño se puede encontrar en función de los requisitos de especificación.