5G射频前端技术科普: 一文了解5G射频前端

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前言

5G是什么?5G是一种技术,它代表的并不仅仅是手机,代表更多的是新生产方式和新交互方式。

 

而手机,只是其中一个载体,是eMBB场景下连接最紧密的媒介之一。后续,随着mMTC,uRLLC场景的展开,5G的战场将不仅局限于此,更大的江湖会随之铺陈开来。

 

对于其中蕴含的机会,大致上会随着时间轴线的发展逐渐出现。而现在所需要做的,就是未雨绸缪,充分发现其中的五倍股、十倍股机会,然后等待时间之花盛开。

 

在5G早期时代,终端设备的无线通信模块是最先行的。

 

而无线通信模块包括了天线、射频前端模块、射频收发模块和基带信号处理器四个部分。其中射频前端和天线是属于量价均升,需求量急剧扩大的领域。

 

射频前端以及简介

看上篇文章5G 射频前端包括哪些东西?

 

作为核心组件射频前端模块在技术上有哪些提升呢

氮化镓技术

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氮化镓(GaN)是一种二进制 III/V 族带隙半导体,非常适合用于高功率、耐高温晶体管。

 

化镓技术的部分重要属性:

 

可靠性与结实性:氮化镓的功率效率更高,因此降低了热量输出。使用氮化镓可以让人们不再使用这些高成本的散热办法。

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低电流消耗:氮化镓降低了工作成本,产生的热量也更少。另外,低电流还有助于减少系统功耗和降低电源需求。

 

功率能力:相比于其他半导体技术,氮化镓设备提供更高的输出功率。

 

频率带宽:氮化镓拥有高阻抗和低栅极电容,能够实现更大的工作带宽和更高的数据传输速度。

 

集成:5G 需要体积更小的解决方案,这促使供应商将大规模、包含多个技术的离散式射频前端,替换成单体式全面集成解决方案。

 

体声波滤波器技术

 

表面声波滤波器和体声波滤波器具有占位面积小、性能优异、经济适用等优势,在移动设备滤波器市场上居于主导地位。

 

体声波滤波器最适合 1 GHz 至 6 GHz 的频段,表面声波滤波器最适合 1 GHz 以下的频段。

 

对于智能手机设计者,5G 的推出对于电池寿命和主板空间又是一个挑战。

 

不出意外,从 4G 到 5G,手机里安装的滤波器数量急剧增加,载波聚合是滤波器数量增加的主要促成因素。

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体声波技术的一项优势就是散热,如图 

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射频技术、封装及设计

 

射频前端由多个半导体技术设备组成。众多的 5G 应用需要五花八门的处理技术、设计技巧、集成办法和封装办法,以满足各个独特用例的需求。

 

对于 5G 的 7GHz 以下频段,相应的射频前端解决方案需要创新封装办法,例如,提高组件排列的紧凑度;缩短组件之间的导线长度,以尽量减少损耗;采用双面安装;划区屏蔽;以及使用更高质量的表面安装技术组件等。

 

所有 5G 用例都需要射频前端技术。根据射频功能、频带、功率等级等性能要求,射频半导体技术的选择不尽相同。如图 4-9 所示,每个射频功能和应用分别对应多个半导体技术。

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