2025年GaN RF市场规模将超过20亿美元!iFixit 详细拆解Mate 40 Pro 及其主要芯片元器件

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1. 2025年GaN RF市场规模将超过20亿美元!
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文章来源:Yole

日前,市场分析机构Yole Développement 发布了2020年第四季度复合半导体季度市场监测报告。据报告预测,截至 2025 年,GaN RF3器件市场整体规模将超过 20 亿美元。Yole进一步指出,在2019 年至 2025 年间,GaN RF的 CAGR为 12%。

而这一市场的发展动力来自电信和国防应用。

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Yole化合物半导体监测团队的技术与市场分析师 Ahmed Ben Slimane 博士称:“在充满活力的 5G 基础设施市场中,追求更高效天线类型的竞赛从未停止。从 RRH向AAS的技术转型将把射频前端技术从少数高功率射频产品线变为大量低功率射频产品线”。

同时,在 Sub-6GHz毫米波频段部署的更高频率促使各 OEM寻找带宽更大、效率更高、热管理更好的新型天线技术平台。在此背景下,氮化镓技术在射频功率应用中已构成对 LDMOS8和砷化镓的真正竞争,它的性能和可靠性都在持续提升,可能实现系统级的成本降低。

GaN-on-SiC4G LTE电信基础设施市场的渗透之后,这项技术在 5G sub-6Hz RRH 的实施中也有望保持强势地位。

然而,在 5G sub6Ghz AAS 的新兴细分市场——大型 MIMO部署中,氮化镓LDMOS 之间的竞争仍在继续。尽管具有成本效益的 LDMOS 技术在 sub-6GHz 频段的高频性能方面持续取得显著进展,但 GaN-on-SiC 能带来出色的带宽、PAE和功率输出。

在谈GaN RF的同时,Yole还对GaAs RF的未来做了预测。按照他们提供的数据,射频砷化镓裸片市场规模将从 2019 年的 28 亿美元左右增值 2025 年的 36 亿美元以上。驱动该市场增长的是手机应用领域对 5GWiFi 6 的需求增加。

Yole指出,随着每部手机上的 PA含量不断增加,手机市场已成为砷化镓器件发展的一大动力。

一般来说,4G LTE手机需要覆盖多个频段,因此每部手机上就需要越来越多的 PA5G 技术对 PA 的需求量至少是 4G 对 PA 的需求量的 2 倍。此外,对线性度和功率的严格要求使砷化镓成为射频 FEM中 PA 材料的理想选择。

他们指出,尽管 CMOS 能令每个芯片的成本更低,但在模块层面和性能方面,它不一定比 GaAs 更具优势。

“对于提高移动设备的连接性,Wi-Fi 6 从 2019 年开始进入市场”,Yole 化合物半导体与新兴材料业务部的技术与市场分析师 Poshun Chiu 解释道。

他补充说:“一些 OEM 推出了支持 Wi-Fi 6 的新机型:2019年第一季度三星的 Galaxy S10、2019年第三季度苹果的 iPhone11,以及在 2020年第一季度,小米成为了首家拥有 Wi-Fi 6 技术的中国手机公司。与传统解决方案相比,GaAs 解决方案以其在线性度和高功率输出方面的表现越来越受到人们的关注。"

作为领先射频器件供应商,Qorvo在这两个产品线上都有广泛的布局。

首先看氮化镓方面

Qorvo FAE经理荀颖早前的介绍,Qorvo 5G氮化镓的优势在于它不仅可以满足市场对频率、带宽以及效率的需求,还能保障器件的使用寿命。

荀颖表示:“目前随着氮化镓技术市场应用的推广,其成本已经非常适合商业化发展。”为满足5G高频率需求,Qorvo也协助基站制造商在向氮化镓GaN功率放大器转变,积极部署宏基站和大规模MIMO网络,助推全球5G基础设施部署。

荀颖进一步指出,从工艺的角度来看,目前,Qorvo 可以提供从90纳米到0.56米的氮化镓团队。以高电压低频率范围举例,Qorvo的0.25µm高压技术(即QGaN25HV)开始发挥作用。QGaN25HV使我们能够通过0.25µm器件升高至48V,实现高增益和功率效率。QGaN25HV非常适合迈向6GHz5G基站。

除了氮化镓之外,Qorvo在发射端也有砷化镓产品,而接收端则包括了砷化镓和SOIBAW的特色工艺技术。



2. iFixit 详细拆解Mate 40 Pro 及其主要芯片元器件
来源:ittbank

Mate 40 系列手机自上市以来,已有多家国内评测机构做过拆解。但是全球知名的拆解团队iFixit直到12月8号才放出了华为Mate 40 Pro的拆解报告。

他们在拆解的过程中发现这款手机整体的易维修程度很低,包括曲面屏幕的贴合性、内部元器件的密集程度等等,最终给了4分的可修复得分,这个成绩在10分满分的维修体系中,算是相当不好修理的。

在拆解之前,iFixit拿这次的华为Mate 40 Pro和Mate30 Pro做了个对比,在外观上除了背面的圆环镜头的设计不一样外,一个主要的差异在前面板的镜头设计上。这一代的华为Mate 40 Pro采用了前置双挖孔的屏幕,相比华为Mate 30 Pro少了一个镜头,但是整体的开孔面积要小很多。

三星从中间开孔的设计不同,华为采用的是左侧开孔,这样的设计相对更好看,但是在操作时很容易形成误触。另外一个问题是,这样的设计相对难以修理。物理音量键回归了,但是因为曲面屏幕的原因,这个按键的设计相对靠下,另外这一代的华为Mate 40 Pro拥有了前置的立体声扬声器,值得传统的听筒回归,不再使用上一代的屏幕震动发声单元。

和所有的手机一样,通过热风枪加热,双侧吸盘吸开后盖,发现大量的粘合剂在后盖和中框的接缝处,这些粘合剂保证了机身的紧密程度。内部的结构看上去没有那么的规整,原因是因为华为在镜头的设计上采用了圆形的环绕排列,这种设计肯定没有举行的排列好对内部设计最合理的规划。

华为Mate 40 Pro依然采用了三段式的内部设计,通过螺丝刀去掉主板上的螺丝,拔掉所有的连接线就能拿下上面的主板屏蔽罩了。

先来取下四颗摄像头。以下是每一个镜头的参数:

红色:具有1 / 1.28“ RYYB模式索尼 IMX700Y传感器(1.22 µm像素大小)的50 MP,ƒ/ 1.9宽相机(23毫米)

橙色:12 MP,ƒ/ 3.4,长焦相机(125毫米),具有5倍光学变焦和OIS,具有RYYB模式的索尼 IMX351Y传感器

黄色:20 MP,ƒ/ 1.8,超宽镜头(18毫米),具有RGB模式的Sony IMX718传感器

一个值得称赞的改变是,在这一代的华为Mate 40 Pro上,潜望式的长焦镜头改用了独立封装的模块化设计,相对容易进行修理和更换。

之后拿掉前置的镜头,一共两颗。包括一颗13 MP,ƒ/ 2.4,超宽(18毫米),Sony IMX688传感器(1.22 µm单个像素尺寸)的拍摄镜头和一颗2 MP ToF相机,用于3D深度和生物特征识别。另外这次是华为有史以来首次在前置镜头上引入超广角镜头的设计,这意味着你无论使用前置镜头还是后置镜头,都可以获得更广的拍摄视野。

拿掉中间部分的所有连接线,就可以把电池部件取下来了。这其中包括了SIM卡托,扬声器(32位/ 384 kHz)和一些屏蔽结构。

电池用大力胶粘在了中框上,通过橙色的拉片就能很容易的将电池取出。Mate 40 Pro中的锂离子电池容量为16.94 Wh(4400 mAh,3.85 V),比Mate 30 Pro中的17.32 Wh(4500 mAh,3.85 V)电池容量略低。

电池使用了双串线结构,这是目前普遍出现在大功率手机上的标配方案。使用标配的数据线可以为该电池提供最大功率为66W的充电功率,无线充电的最大功率为50W。这些数字很大!而且华为是唯一一个使用单电芯提供66W充电功率的厂商。

Mate 40 Pro还可以通过反向无线充电将5W功率分配给另一台设备进行无线充电。

拿掉主板上所有的芯片屏蔽罩,来看主板。这一次Mate40 Pro依然采用了双面主板的设计

先看正面:

红色:三星KLUEG8UHDB-C2E1 256GB UFS 3.1。之前华为表示在Mate40 Pro上使用了华为自研的SFS闪存,但是iFixit拆解发现其实还是有部分三星的UFS 3.1闪存存在的。

橙色:麒麟9000处理器堆叠封装K3LK3K3 LPDDR5 SDRAM,这是华为今年全新发布的旗舰处理器,采用5nm工艺八核心设计,拥有3.13 GHz Cortex-A77大核和三个2.54 GHz Cortex-A77大核和四个2.05 GHz Cortex-A55小核。

黄色:海思 Hi1105 Wi-Fi 6模块

绿色:海思Hi6365 RF收发器

蓝色:海思 Hi6525电源管理(顶部)和海思 Hi6D05功率放大器(底部)

深蓝色:Dot projector结构光部件

翻过来看主板背面:

红色:海思Hi6421和Hi6423电源管理IC(如Mate 20x所示)

橙色:海思 Hi6D05功率放大器模块

黄色:6S03V100 2029S13 0022

绿色:438 AkLNA 120514

蓝色:GH12 V1GP1 63024 / V1HP510025

后面三颗芯片iFixit并没有给出具体的参数和功能。

最后拆下听筒和X轴线性马达。可以看到华为的这个Mate 40 Pro的线性马达相比iPhone 12 mini的线性马达要小了一半,而12 mini是这一代的iPhone 12中使用线性马达最小的一台手机,由此也可以看出Andorid体系中,对于线性马达的尺寸并没有像苹果提的那么高。


iFixit试图对Mate 40 Pro的曲面屏也进行拆解,但是发现屏幕太容易碎了,尤其是分离外面屏幕和内部显示驱动层的时候。这几乎是目前所有贴合屏幕手机的一个通病,无论谁想要分离屏幕和显示驱动层,都会付出很大的代价。

几经周折,最后在暴力拆解下,iFixit还是完成了对屏幕的分离,可以看到内部光学指纹传感器。最后还是得提醒所有人,不要企图拆除屏幕面板,因为那一定会对Mate 40 Pro的面板造成不可修复的破坏。

最后的全家福。令人欣慰的是,这一代的华为Mate 40 Pro在模块化的设计上更进一步,因此在维修性上更便捷。但是内部相对混乱的设计导致了这款手机整个的拆解都非常的繁琐,最终可维修分数给出4分。

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