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芯朴科技:国产5G n77射频前端功率放大器已能与欧美产品一较高下

时间:2021-05-15 作者:刘于苇 阅读:
如今手机内需要用到射频的地方越来越多,比如5G、Wi-Fi、蓝牙、GPS、UWB等,而在这样高密度的体积内实现这些射频信号是非常困难的。然而,目前手机射频前端市场主要被美日垄断,以功率放大器(PA)为例,主要实现发射通道的射频信号放大,在射频前端产业营收中占比约34%。一款国产5G射频前端PA在全球范围内相较于同类型产品,不仅具有最低的功耗,而且性能领先欧美竞争厂商……
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如今手机内需要用到射频的地方越来越多,比如5G、Wi-Fi、蓝牙、GPS、UWB等,而在这样高密度的体积内实现这些射频信号是非常困难的。以5G射频前端(RFFE)模组为例,技术挑战主要为四点:

  1. 高功率,目前运营商要求智能移动终端实现HPUE,这就需要将终端发射功率增大一倍;
  2. 高频率,5G通信需要更大的频段空间,如Sub-6GHz频段;
  3. 大带宽,与原有的4G LTE 20MHz带宽先比,5G将采用100MHz工作带宽,这将对射频功放线性度进一步提升提出要求;
  4. 高密度,在极小的模组空间内,5G射频前端模组将集成射频功率放大器、射频开关、滤波器、耦合器等多种射频器件。

Yole的数据统计表明,2011 年及之前智能手机支持的频段数不超过 10 个;4G 通讯技术普及的时候,智能手机支持的频段数增加至近 40 个;而5G时代的到来,使得手机支持的频段数进一步增长,以iPhone 12 为例,在支持原有 LTE 频段的同时,又新增 17 个 5G 频段。因而,面对频段数量的不断增加,移动智能终端需要增加射频前端数量来满足不同频段信号的发射与接收。

然而,目前手机射频前端市场主要被美日垄断,以功率放大器(PA)为例,主要实现发射通道的射频信号放大,在射频前端产业营收中占比约34%,头部厂商主要为Skyworks、Qorvo、Broadcom、Murata,四家市占比高达97%。

面对供求断层,RFFE国产化已经提上议程,在日前举办的第十一届松山湖中国IC创新高峰论坛上,芯朴科技(上海) 有限公司 COO顾建忠带来了国产5G n77 1T2R 射频前端功率放大器芯片XP5127。

芯朴科技(上海) 有限公司 COO顾建忠

顾建忠表示,XP5127在全球范围内相较于同类型产品,不仅具有最低的功耗,而且性能领先欧美竞争厂商。本次亮相的5G射频前端功率放大器芯片全频段支持HPUE PC2,体积和尺寸小,集成各种不同工艺的芯片,全面考量力学机械方面,提供全差分射频解决方案。相较于单端方案,散热性能更好,性能得到巨大提升。

XP5127的增益达到30dB,发射功率可以做到29dBm,ACLR为-40dBc。在PA模组中,因为集成了各种不同工艺的芯片,环境温度变化时,内部也会产生热应力。因此PA模组往往不仅需要考虑电气性能,还要考虑热性能,而XP5127也在设计中解决了这一挑战。

功率放大器性能

随着5G时代的到来,手机5G n77 射频方案从第一代到第二代不断升级。第一代 5G n77 解决方案搭载2G TxM、3/4G MMMB PA、5G MMMB PA、5G n77 PA和5G LFEM,集成一路发射和一路接收。第二代5G n77解决方案,在第一代基础上,实现最精简的设计,减少产品用料,集成一路发射和两路接收,降低发射功率,提高散热性能。

第一代 5G n77解决方案

XP5127采用了全差分的方案,提高了整体性能。此外,与单端线性阵列相比,分为两部分的差分PA进一步提升了线性度。XP5127不仅性能领先于目前所有对手,平均电流也做到了最低,达到了779mA。在手机实机的性能测试上,XP5127的性能比竞品高出了20%到30%。

第二代 5G n77解决方案

公开资料显示,芯朴科技公司成立于2018年末,总部位于上海,拥有完整的手机射频前端研发团队,其研发能力覆盖GaAs、RF SOI、CMOS Analog和Digital等各个领域,主要提供电子、计算机科技、软件技术领域内的技术开发与转让,集成电路的研发,芯片、半导体元器件制造销售和相关技术咨询服务等。

 

顾建忠表示,芯朴科技团队曾在业内知名射频PA企业任职,融合了数十年芯片设计经验,针对5G智能移动终端的客户需求,来解决5G射频前端模组的技术研发中遇到的问题,目标开发高性能、高品质的5G智能终端射频前端模组。公司产品广泛应用于手机、物联网模块、智能终端等多个领域组成的海量市场,愿景是为客户开发易用简洁的射频前端解决方案。

责编:Luffy Liu

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刘于苇
电子工程专辑(EETimes China)副主分析师。
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