Với việc thương mại hóa công nghệ tiên tiến LTE (LTE-A) và sự trưởng thành dần dần của các tiêu chuẩn 5G, hệ thống tần số vô tuyến của thiết bị truyền thông di động đang phải đối mặt với các nâng cấp và chuyển đổi lớn.Để hỗ trợ các băng tần cực rộng 100 MHz, hoạt động của hơn bốn mươi dải tần số và giảm nhiễu nhiễu, các nhà sản xuất hệ thống có kế hoạch tăng sử dụng các thành phần tần số vô tuyến như bộ khuếch đại nhiễu thấp (LNA) và bộ khuếch đại công suất (PA (PA).Đồng thời, các mô-đun mặt trước tần số vô tuyến (FAM) cũng được yêu cầu cải thiện tích hợp chức năng, khiến các nhà sản xuất chip tăng tốc phát triển một thế hệ giải pháp tần số vô tuyến mới.
Mai Zhengqi, Phó Giám đốc các thành phần bảo vệ và tần số vô tuyến của bộ phận quản lý năng lượng và đa điện tử của Infineon, đã chỉ ra rằng với sự gia tăng của các thiết kế LTE và LTE-A đa tần số nhiều tần số, các nhà sản xuất điện thoại di động đang chú ý nhiều hơn đến nhiều loạiCác thành phần trong FAM, chẳng hạn như PA, LNA, công tắc và bộ lọc đã thấy sự gia tăng mạnh mẽ về nhu cầu.Sự thay đổi này đã kích thích sự nhiệt tình của Silicon Germanium Carbon (SIGE: C), Gallium Arsenide (GAAS) và các nhà cung cấp thành phần RF Oxit kim loại bổ sung (CMOS), những người đã đầu tư vào sự phát triển của các sản phẩm RF mới.
Ngoài việc ra mắt toàn bộ thương mại LTE tại Hoa Kỳ, Nhật Bản và Hàn Quốc, Trung Quốc đại lục dự kiến sẽ cấp giấy phép 4G trong nửa cuối năm nay để tăng tốc hoạt động TD-LTE.Đài Loan cũng dự kiến sẽ cấp giấy phép thành công trước cuối năm nay.Điều này sẽ cho phép LTE tham gia vào giai đoạn tăng trưởng nhanh chóng và phát triển theo hướng chuyển vùng quốc tế và các thông số kỹ thuật đa tần số và đa chế độ tương thích ngược với 2G/3G.Đồng thời, các nhà khai thác viễn thông ở Hàn Quốc và Hoa Kỳ cũng đã bắt đầu thương mại hóa LTE-A.
Để tích hợp nhiều chức năng tần số vô tuyến hơn trong một không gian hạn chế, thiết kế FAM tần số vô tuyến của điện thoại di động LTE đa băng tần phải áp dụng một giải pháp thiết kế tích hợp cao.Hiện tại, điện thoại di động LTE cần hỗ trợ hơn một chục dải tần số và số lượng công tắc PA, LNA và RF gấp đôi so với điện thoại di động 3G.Trong tương lai, khi điện thoại di động phát triển hướng tới LTE-A và 5G với tốc độ cao hơn, băng thông lớn hơn và các dải tần số đa dạng hơn, việc sử dụng các thành phần tần số vô tuyến sẽ tăng đáng kể, thúc đẩy các nhà sản xuất chip để cải thiện sản phẩm của họ.Tích hợp để giảm không gian và tiêu thụ năng lượng.
Mai Zhengqi đã phân tích rằng các giải pháp RF Gallium Arsenide truyền thống rất khó tích hợp với các thành phần hệ thống khác do tính đặc biệt của quy trình sản xuất.Do đó, các nhà sản xuất chip đang tăng tốc sự tiến bộ của quá trình thế hệ tiếp theo và công nghệ đóng gói.Ví dụ, Infineon đang tập trung vào các quy trình vật liệu carbon silicon Germanium và kết hợp nó với các giải pháp bao bì cấp wafer nhỏ (WLP) để tạo ra các LNA MMIC với hiệu suất cao, tích hợp cao và hỗ trợ cho chuyển đổi tần số cao.Qualcomm cũng ra mắt CMOS PA để tích hợp nhiều thành phần ngoại vi hơn thông qua quy trình CMOS.
Mai Zhengqi cũng tiết lộ rằng Silicon Germanium Carbon tương đương với gallium arsenide về hiệu suất tần số vô tuyến, chất lượng và độ tin cậy và dễ dàng tích hợp các công tắc tần số vô tuyến CMOS hoặc các thành phần khác.Do đó, khối lượng lô hàng của các thành phần carbon silicon germanium đã tăng đáng kể trong những năm gần đây và tỷ lệ thâm nhập trong thị trường MMIC LNA tương đương với các thành phần gallium arsenide.Infineon của Silicon Germanium Carbon MMIC LNA đã tham gia thành công danh sách khuyến nghị của Hội đồng công cộng LTE đa băng giá của MediaTek, và dự kiến sẽ tiếp tục tăng thị phần từ cuối năm nay đến năm tới.
Đối với PA, Mai Zhengqi tin rằng mặc dù các giải pháp Gallium Arsenide vẫn là chủ đạo, CMOS PA dự kiến sẽ tăng trong thị trường điện thoại di động cấp thấp trong tương lai do lợi thế về chi phí và tích hợp chức năng.Ngoài ra, Infineon đã bao gồm gói Silicon Germanium Carbon LNA Plus PA (SIP) hoặc giải pháp tích hợp một chip trong bản thiết kế sản phẩm thế hệ tiếp theo để giúp các nhà sản xuất điện thoại di động tối ưu hóa khối lượng hệ thống trong khi duy trì hiệu suất tần số vô tuyến.
Mặc dù các thông số kỹ thuật của LTE-A và 5G chưa được xác định đầy đủ, nhưng có những tin đồn trong ngành rằng các nhà sản xuất điện thoại di động có thể từ bỏ các giải pháp tần số vô tuyến tích hợp và chuyển sang các thiết kế riêng biệt để đạt được hiệu suất truyền chất lượng cao và tốc độ cao.Về vấn đề này, Mai Zhengqi nói rằng mặc dù một số nhà sản xuất chip tần số vô tuyến hiện đang nghiên cứu các quy trình Gallium Nitride (GAN) tiên tiến hơn và cải thiện các chức năng của hệ thống tần số vô tuyến thông qua các trình cắm, tích hợp thành phần vẫn là chìa khóa để giảm chi phí và tiết kiệm năng lượng.Do đó, chỉ sau khi tiêu chuẩn giao tiếp được xác định, điểm cân bằng thiết kế tốt nhất có thể được tìm thấy dựa trên các yêu cầu đặc điểm kỹ thuật.