国产射频“芯”时代已来！艾为射频产品正当红！

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作者：樱花道


5G时代已经到来，无线通信技术应用越来越广，手机单机射频价值大幅提升，射频前端芯片的应用市场不断扩大。预计5G发展到成熟阶段，全网通的手机射频前端的Filters数量会从70余个增加为100余个，Switches数量也会从10余个增为超30个，使得最终射频模组的成本持续增加：从2G时代的约3美元，到3G时代的8美元，再到4G时代的28美元，预计在5G时代，射频模组的成本会超过40美元。


同时，据前瞻产业研究院预测，中国射频行业市场规模将由2018年的100亿元增长到2025年的607亿元，这也预示着国产射频芯片的机遇即将到来！



#01

什么是射频芯片？


射频（RF， Radio Frequency）， 表示可以辐射到空间的电磁频率， 频率范围从300kHz～300GHz之间。射频是一种高频交流变化电磁波的简称。


射频芯片指的是将射频信号和数字信号转换成一定的无线电信号波形，并通过天线谐振发送出去的一个电子元器件。具体来说，射频前端模块（RF Front End）主要包括滤波器、功率放大器（PA）、低噪声放大器（Low Noise Amplifier，LNA）、射频开关、天线调谐器（Tuner）、双工器，以及RF收发机等几部分。




#02

国产射频芯片


射频芯片有“模拟芯片皇冠上的明珠”之称，因为其技术难度高、研发时间长，尤其是射频PA技术，长时间被国外所垄断。


现阶段，由于国际厂商在技术积累和技术团队上的长期优势，全球大多数国家和地区的射频前端芯片市场都依然被Murata、Skyworks、Broadcom、Qorvo等国际厂商占据。据Yole Development数据显示，2020年，全球前五大射频器件供应商占据了全球射频前端市场近8成份额。


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但值得一提的是，虽然国产射频芯片面临较高技术门槛以及国外巨头垄断的局面，通过十几年的创新与坚持，国产射频前端芯片已经获得了快速发展。


据半导体行业观察的预计，“今年，国产射频前端芯片将从2017年的销售额20亿元成长到120亿元以上，已经从配角成为了主角。接下来，国产射频前端芯片还会快速成长，未来5年，国产射频前端射频芯片销售额将超过300亿。不用十年，国产射频前端芯片将成为全球主导者。”


在射频产品方面，艾为也推出了多款满足市场需求的创新解决方案。


#03

艾为射频芯片


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艾为射频产品线持续扎根于Switch、Tuner、LNA、FEM这4大系列产品，致力于为广大客户和广大用户带来更好的无线体验。目前艾为已经拥有百余款射频产品，广泛应用在手机、无线模块、穿戴等领域。

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5G开关
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5G这项新技术既是当下的热门话题，可以预见的是，在未来很长一段时间里，TA也将持续成为人们讨论的热点。

当然，5G终端对RF开关也提出了新的技术要求：

⭐高线性

⭐高隔离

⭐低损耗

⭐高速率


为了更好地满足终端客户的需求，艾为有针对性地研发了一系列5G开关IC产品。

在小米的年度旗舰产品MIX 4中就有艾为5G开关的身影。为了给用户带来更畅快的5G体验，MIX 4内置的由艾为研发、设计的5G开关发挥了至关重要的作用。

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MIX 4采用的这款艾为5G开关具备高速切换、低插损、高隔离、高功率的优势，只要开启5G开关，就可以体验速率更高、时延更低、应用更多的5G服务。简言之，你与高效5G体验之间的距离，就差一个艾为5G开关！

艾为5G开关全系列产品包括DPDT、DP4T、3P3T、SPDT、SP3T、SP4T六大类型，涵盖了当下所有的主流5G应用。频率全部支持到6GHz，发射开关的功率容限都在38dBm以上。

其中DPDT产品族包括了高隔离和低插损两个版本，高隔离版本在全频段隔离度高于30dB，而低插损版本则全频段插损小于0.6dB，可满足不同客户、不同应用的需求倾向。

艾为的功率检测FBRX SP4T开关AW13524，是业界较小尺寸的SP4T高隔离功率检测开关，可以和常规SP4T开关兼容，便于客户对非独立组网ENDC和独立组网的功率检测电路部分进行同PCB的兼容设计，对提高设计灵活性和降低射频成本有很大帮助。


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LNA
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LNA作为艾为的传统优势产品线，品类非常丰富，有LTE、GPS、FM、蓝牙等应用。


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LNA产品的核心技术是通过OQ降噪技术加持，让艾为的产品在同等工艺下可以获得更优异的噪声系数表现。


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以艾为SiGe工艺超低功耗GNSS LNA产品AW15085为例，该产品具有低功耗、低噪声系数、高精度、高线性度、抗干扰能力强的特性，同时还支持双频。小米Watch Color 2、高驰COROS PACE 2、MEIZU Watch等多款火爆的智能手表都采用了该款IC产品。

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小米Watch Color 2

该IC产品的最大优势是在超低功耗下拥有优异的噪声系数，从而帮助低功耗智能穿戴产品实现更快的GPS定位速度和更精准的定位精度。


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AW15019是集收、发功能于一体的Bluetooth LNA，基于先进的65nm SOI工艺，实现接收路径超低噪声、低功耗的特性，并支持蓝牙发射，发射路径具有高线性、低插损的特点。通过DFN-1109的小尺寸，实现蓝牙收、发增强，用于TWS耳机可将整机灵敏度提升2-3dB，大大提升无线连接距离，并能改善音质。相对于传统的SPDT+LNA的分立架构，面积减小70%、功耗降低5mA以上。


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射频模组方面，艾为始终聚焦于下行链路模组，将依次推出基于LNA和开关技术整合的LNA Bank、整合滤波器资源和开关技术的DiFEM、以及实现下行链路全整合的LFEM。致力于为客户提供完整的下行模组产品和解决方案。


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AW18053是一颗LNA Bank，TA集成了5路LNA通道，工作频段覆盖600MHz到2.7GHz，各条LNA通道支持10级增益可调，可以匹配不同平台的增益台阶需求。相比于平台自带的同类产品，有几个明显的优势：第一是有更多的输入端口数量，可以支持更多的频段；第二是更灵活的输出配置，输出端口配置了灵活的4P4T开关，使得客户在进行PCB设计时不会受到平台接口的约束，可以保证RF路径最短和损耗最小；第三，有更好的多平台适配能力，目前这颗产品已经成为5G手机的主流选择。


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接下来，艾为还会推出支持n77/78/79频段的NR LFEM，TA集成LNA、滤波器和SRS开关。包括N77+N79双频、N77单频两种频段配置，架构上包括有内置DP4T SRS开关的双频结构、内置3P3T的n77双路结构、内置SP4T的n77单路结构等，可以匹配各个平台实现NR频段的MIMO功能。


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在RF FEM方面，除了LNA Bank和NR LFEM之外，艾为将与滤波器厂商通力合作，陆续推出更丰富的Sub-3GHz的模组，力争为客户提供更完整、好用的全系列接收模组产品。


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Tuner
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艾为的Tuner产品系列综合考虑了广大客户的需求，分别有高压和低压的4SPST、SP4T结构，在手机、智能手表等领域都有大量的应用。其中，4SPST Tuner内部由四组独立的单刀单掷开关组成，开关状态灵活、固有寄生小、调谐状态丰富；而GPIO SP4T Tuner有一个公共端，应用相对简单；MIPI接口的SP4T内部设计了并联Bypass通路到地，可以显著改善整体线性度和谐波特性。


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AW17180是艾为的4SPST 80V高压Tuner，除了与美系竞品兼容之外，这款产品的Coff低于145fF，非常有竞争力。此外，TA最大的特点是在35dBm连续波输入功率下，谐波输出小于-80dBm，达到业界优异水平。


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