想要生产5G设备 射频前端是其中重要的一环

2018年是5G快速发展的一年，这一年里不仅确立了5G标准，同时许多厂商也正式宣布向5G领域发起冲锋。以手机厂商为例，华米OV等一众国内厂商都有消息称明年将推出5G手机，而这些手机显然是消费者能够最早接触到的5G产品。但想要生产这些5G设备，还需要许多相关器件的支持，射频前端显然是其中重要的一环。

12月6日，三大运营商正式宣布获得全国范围5G中低频段试验频率使用许可。中国电信获得3400MHz－3500MHz共100MHz带宽的5G试验频率资源；中国移动获得2515MHz－2675MHz、4800MHz－4900MHz频段的5G试验频率资源，其中2515－2575MHz、2635－2675MHz和4800－4900MHz频段为新增频段，2575－2635MHz频段为重耕中国移动现有的TD－LTE（4G）频段；中国联通获得3500MHz－3600MHz共100MHz带宽的5G试验频率资源。

就在同一天，记者受邀参加了Qorvo关于射频前端的媒体见面会，与Qorvo亚太区移动产品事业部战略市场高级经理Lawrence Tao共同探讨了目前Qorvo在手机端领域中射频前端的布局进展。

Qorvo亚太区移动产品事业部战略市场高级经理Lawrence Tao

Lawrence Tao首先介绍到：“在今年11月初的温哥华GTI研讨会上，Qorvo第一次展示了基于2．5GHz频谱的5G的QM70451射频模块，而在过去的两年中，大家并没有太多关注这个频段，这次推出的基于n41频段的模块内集成了功率放大器、滤波器、开关、耦合器等。同时，我们还推出了单个的支持n41频段的滤波器，由于现在频谱已经明确，我们Qorvo的主要产品都针对Sub－6GHz以内的频段，而且我们的产品都会在明年逐渐地商业化，主要是配合不同的手机制造商的需求。”

显然，从目前的频谱划分来看，国内的频谱都是集中在6GHz以下，但国外市场与中国有些不同，他们主要集中在毫米波频段。Lawrence Tao表示：“从全球使用情况来看，最先部署的是美国，不过最开始并不是针对手机产品，而是基站端的产品。但在未来，或许是明年上半年，将会看到毫米波相关器件逐渐进入到手机当中。这是目前除了中国以外的全球现状，现阶段中国还没有针对毫米波进行相关的布局。”

此前，国家已经公布了6GHz以下的频谱划分，正如Lawrence Tao所言，并没有对更高的频段进行安排，当然这也有其自身的考量在内。Lawrence Tao分析认为：“当前中国并没有5G毫米波的应用需求，这是一个生态类成熟度的问题，同时如果在手机中放入一个毫米波器件，其器件尺寸将成为一个问题。同时毫米波部署宏基站成本太高，因此主要以小基站居多。即使中国跟进了毫米波技术，也不可能在所有地方都应用，更多的将会在体育场、会议厅等人群密集的场所中布置，因为在这些场景中才会有相关的需求产生。”

5G为消费者所带来的最大改变还在于网速变化上，而对于相关企业而言，5G所带来的不仅仅只有速率，更多的是对于厂商的红利。不可否认的是，5G的到来必然将会让手机更加昂贵，某家运营商也预测，明年推出的5G手机售价极有可能超过8000元，这对于普通消费者而言已经是一个有些难以承受的价格。

Qorvo n41频段demo

同时，也有传言称，随着5G的到来，会导致手机中滤波器的增加。对此Lawrence Tao表示：“这可能是一个误区，滤波器增加并不是因为5G，而是因为新的频谱。5G相比较4G，真正增长的并不是带来额外的滤波器的增长，5G带来的是频段的增加，针对新的频段，在射频前端中会需要新的滤波器、PA、开关等，同时还需要向下兼容，这导致手机内部的射频前端复杂性增强。而除了滤波器、PA等传统器件以外，还会增加如天线调节器来适应更高的频段，同时一根天线还控制不过来，需要多根天线同时运作，这也意味着需要更多的天线调节器，这说明5G会带来许多新的射频器件，成本自然会增加许多。”

随后，Lawrence Tao补充道：“除了频段上的增加以外，还有功能性的增加，这里指的是目前4GLTE里面对于器件数量的增加，主要体现在MIMO上。许多手机已经支持了4×4 MIMO，但是，目前包括运营商以及应用方都还没有相关需求，而设备商已经支持了，相较于以前的天线翻了一倍，因此成本肯定增加了。当然目前而言这并非是标配，但在5G以后应该会成为强制性的，比如在n41、n77、n78、n79频段中，4×4的下行这是必须要做的，这也是为了和4G区分开来的重要一点。”

天线的增多显然会导致射频前端的成本急剧上升，同时在5G时代，也必须保证4x4 MIMO的存在，这是5G和4G最重要的区分点，不然4G和5G将没有多大区别。当然，由于目前并没有真正的产品被生产出来，因此只能预估未来5G射频前端的成本必然将大幅提高，但是也可以预见随着批量化的生产，未来的器件成本将会逐步下降。

不过，在5G射频前端中一直有种说法，未来的滤波器将占到5G射频前端成本的70％。Lawrence Tao对这种猜测表示了肯定，同时他还表示：“滤波器有许多种，SAW、BAW属于基于声学工艺的滤波器，而另一种则是陶瓷滤波器，主要基于电传输，两者工作方式完全不一样。声学滤波器的优势在于尺寸可以做到很小，因此可以放置在手机当中，而陶瓷滤波器暂时无法做到，因此未来的手机当中基本上都将使用声学滤波器。同时滤波器的工艺有两个最主要的因素，一个是中心频点，二是支持的带宽。目前，声学滤波器还做不到支持非常宽的频段，但在中国市场，由于需要使用到的频段并不是很宽，因此现有的SAW和BAW都可以适用，但是全频段还需要在技术上去提升。对于未来而言，随着频段越来越窄，取决于每个区域的最终频谱的划分，取决于手机厂家最终定位于哪个国家，再有一些定制化的设置。”

对于BAW、SAW之间的对比，Lawrence Tao也发表了自己的看法：“单纯比较这两个的话，频率越高，BAW的难度相比较SAW的难度要小很多。但是，在现有工艺下，BAW、SAW的制作都有难度，而且要支持那么宽的带宽也很困难，现在都没有可商用化的产品支持900M或者600M，但随着未来真正商用化，频段不需要那么宽，那么200M的SAW也可以支持。”

在Qorvo看来，不论是SAW还是BAW，都需要根据客户的需求来进行定制，但从技术方面来看，未来高频率中BAW的优势显然更大。同时许多厂商在采购射频前端模块时，也会有许多考量。

Lawrence Tao表示：“国内的厂商在采购射频前端模块时主要有两大重要的指标，第一个是性能，第二个是尺寸限制。首先要能够把这些射频前端器件放进去，这就限制了器件的尺寸，同时射频前端器件有这么多，让手机厂商自己采购零件进行优化，显然就没有我们帮助他们做集成化的性能更好。”由厂商在设计之时便已经把集成化做好卖给手机厂商，显然要比手机厂商自己进行优化设计获得更好的性能表现。

Lawrence Tao表示：“集成化模块是目前所有厂商都在做的一件事，但并不是所有厂商都有能力做到集成化，从频段中可以把集成化分为两大块，一种是低频，覆盖范围在600～1000M左右，一种是中高频，从1．7～2．5GHz。在低频段中，可能只有1～2个PA，再涵盖了不同频段的滤波器或者双峰器。但是在中高频的模块里，集中的东西更多，拥有2～3个PA，甚至有几十个滤波器。因此在进行高频集成时，需要运用BAW去做，而许多厂商并没有能力去设计BAW，因此高频集成很困难，但在低频可以都采用SAW，这样许多厂商都能够做到。此外，除了设计能力，还需要生产能力，以中高端模块举例，里面包括工艺放大器的晶圆，滤波器的晶圆，开关的晶圆等，对于品质控制工艺，需要相当高的要求，但在当前市场还并不需要这种产品。”

作为目前全球知名的射频前端企业，Qorvo对于自身在这个领域的优势有足够的信心。Lawrence Tao表示：“Qorvo的优势在于，第一个，我们拥有全线产品，因此也有集成化的能力；第二个，我们单个产品线的性能都不错，不论是PA、SAW、开关等，都在行业中处于领先地位。”

无疑，全产品线给予了Qorvo充足的信心，同时也为明年5G的兴起奠定了前期的基础。明年将会是5G试商用的一年，在全球范围内，5G都将会大规模的进行应用，同时随着中国5G频段的划分，国内也开启了5G正式商用化的号角。明年的5G角逐势必将更加精彩，而Qorvo这样无疑已经准备好了最充足的粮草。