5G时代打开了射频行业的天花板。鉴于消费者对移动智能终端的需求显著增长,并且移动数据的数据传输量与速度大幅提高,这对射频芯片提出了更高的要求。
射频PA,究竟为何射频前端模块位于无线通讯系统中基带芯片的前端,是无线电系统的接收机和发射机,可实现射频信号的传输、转换和处理功能,是移动终端通信的核心组件。
其中天线主要负责射频信号和电磁信号之间的相互转换,射频芯片主要负责射频信号和基带信号之间的相互转换(即高频率电磁波信号与二进制信号的相互转换),射频前端负责将接收和发射的射频信号进行放大和滤波。
射频前端芯片包括射频开关(Switch)、射频低噪声放大器(LNA)、射频功率放大器(PA)、双工器(Duplexer)、射频滤波器(Filter)等芯片。
这些器件可并不是各做各的任务,而是彼此协调联动。其中,射频PA是发射系统中的主要部分,其重要性不言而喻。射频PA可以将微弱信号放大为功率较高的信号,其性能直接决定信号的强弱、稳定性等重要因素,直接影响终端的用户体验。
随着5G的商用,射频芯片的重要性也随之提升。可以说,5G时代给了射频行业一方更广阔的舞台。
从当前的竞争格局来看,目前PA市场主要由国外厂商主导,市场份额集中在Skyworks、Qorvo和博通等国际厂商;中国射频PA芯片厂商依然处于起步阶段,市场话语权有限。不过,在这条充满挑战与机遇的细分赛道上,已涌现出数家标杆企业。
高门槛的射频前端去年以来,国内知名手机厂商因为受到美国制裁而停止推出5G手机的事实已经不是什么新闻。据很多传媒报道,之所以会出现这种卡脖子的情况,最主要的是因为缺乏5G射频芯片。
射频芯片之所以难,与其所具备的几方面特征有关:
首先,射频芯片领域技术壁垒高,需要依靠长期的经验积累;
其次,射频芯片设计涉及的理论知识繁多复杂;
再次,很多射频芯片的指标要求都是要挑战工艺极限,需要很多创新性的电路结构;
最后,关键的还是工艺及封装的物理限制或者模型的不准确性导致的难题。
特别是随着5G通信技术的普及,电子设备支持的频段越来越多,移动网络速度也随之加快。在这一演进过程中随着射频前端器件数量不断增加,多频段设计复杂程度更是迎来了指数级的增加。正是因为射频芯片如此之难,加上国内厂商又错失了先发优势,这就让射频芯片成为了一个被海外厂商垄断的市场。
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