射频组件高整合化趋势成形
来源：RFID信息网 作者：张玉辉 侯著荣 翟毅华 发布时间：2007-06-07
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射频模块成为产业追求高整合化的产物，在模块化趋势下，发生改变的产业动态包括制成技术转变、软件无线电技术问世以及因模块整合促使组件市场规模变小，而其最终目的为降低成本，提升产品价格竞争力。 为突破RFID产业长久以来的超低毛利率，射频组件厂商认知唯有更高整合度的芯片方案，才有机会在利润微薄的射频产业中争取到最大的市场获益。而手机基频与射频收发器是最早被整合成单芯片方案的关键零组件。 目前由于基频与射频收发器的生产技术皆采用CMOS制程，加上数字基频处理器间的开放标准接口DigRF问世，使得基频业者争先推出整合数字基频与射频收发器的单芯片解决方案。其中，代表性厂商之一的德州仪器，于2006年北京举行的无线通讯高峰会议上，即推出全新的OMAP-Vox单芯片解决方案，当中eCosto单芯片平台采用德州仪器的数字射频处理(DRP)技术，该技术可将射频收发器、模拟编译码器和数字基频进行整合，并在之后继续应用于超低价手机平台LoCosto当中。德州仪器亚洲区无线通讯产品协理宋国璋(图1)表示，DRP技术除可大幅缩小电路板面积外，并可降低系统成本达25%以及有效延长电池寿命。 在基频与射频收发器单芯片出炉后，射频组件供货商亦希望能将功率放大器、双工器、滤波器、天线开关等射频组件整合成单一芯片，惟因个别的射频组件所采用的生产制程迥异，所以不利整合。即使现有技术可将大多数的射频组件皆采用CMOS制程生产，但受限于物理特性，功率放大器仅能以砷化镓制程制造，仍会使射频组件在单芯片整合时遭遇瓶颈，如先前射频收发器供货商Silicon Labs曾尝试采用CMOS制程开发的功率放大器，试图将其与整合数字基频、射频收发器整合为单芯片方案，最后仍是徒劳无功。 然而，高整合化芯片毕竟仍为产业的大势所趋，尤其在手机愈益讲求轻、薄、短、小以及低价趋势的驱动下，射频组件厂商更汲汲营营于开发高整合度的芯片方案，惟现今认清技术能力的瓶颈，因此仅能采取可维持性价比优势的射频模块作为折衷方案。 RF组件模块化态势成形 现阶段各大射频组件供货商模块化产品纷纷出笼，依射频模块形式可区分为3种(表1)，一是前端模块(FEM)；其二为功率开关模块(PSM)；再则是射频收发模块(Transceiver Module)。而不论是哪一种整合类型，都透露出手机射频电路走向模块整合化的市场需求。 而各大厂在产品布局上则因专精领域的不同，策略上也呈现出不同走向。Skyworks大中华区资深总监王諴晞指出，Skyworks今后产品线规画，将持续提高射频前端模块的整合度，此外，亦将持续推出整合功率放大器模块与天线开关模块的产品，另外，Skyworks要藉由假型高速电子移动场效晶体管(pHEMT)技术，继续将功率放大器与天线等相关组件进行整合，现在已有整合控制器和天线开关至功率放大器的产品，技术大幅领先其它同业。 而相较于RFMD、Skyworks等射频组件厂商而言，TriQuint特殊之处在于其透过购并多家厂商后，成为目前产业中唯一拥有绝大多数射频组件产品线的射频组件公司，除了射频收发器以外，TriQuint几乎可满足客户一次购足(One Stop Shopping)的需求，有利于其推出前端模块与功率放大器模块方案。TriQuint台湾区总经理黄正升说明，TriQuint不投入射频收发器市场的主要考虑，是希望能与基频供货商维持长久的供货关系，因为基频与射频为手机中最关键的两大零组件，且既有的基频厂商市场主导性强，在基频与射频收发器的技术发展也不断增强，加上其所生产的射频收发器已几乎整合至基频平台解决方案中，若贸然进军此市场发现技术未能与既有主要厂商匹敌，除丧失射频收发器的市场竞争力外，更因成为基频厂商的竞争对手，而失去彼此间业务合作机会。 而由于整合化趋势的推进，功率放大器模块与天线开关模块都将进一步整合至功率开关模块和射频收发器模块当中，因此预估功率放大器模块与天线开关模块市场需求量将会逐年衰退。工研院统计数据显示，以全球手机射频出货量观之，整合天线开关模块、功率放大器模块的功率开关模块，与整合射频接收器芯片、SAW滤波器、低噪声放大器的射频收发器模块，将成为手机射频组件整合模式的主流。 虽然现阶段厂商为挽救产品价格竞争力，而走向高整合化模块的局势，但另一方面，王諴晞提到，除了提高成本优势外，现今射频组件商所要面对的第二大挑战即是选择整合射频组件的最佳制程。 射频组件制程持续演进 在射频收发器方面，现阶段大多数厂商选择采用CMOS制程技术，并不断朝技术更高的奈米制程迈进，除了飞思卡尔以90奈米的CMOS制程来量产EDGE、3G的射频收发器；德州仪器更加快步伐采用65奈米制程量产整合基频处理器与射频收发器的LoCosto平台方案(图2)。 而与射频收发器并列为射频组件市场两大关键零组件之一的功率放大器，则不同于被动组件如开关、滤波器采用砷化镓pHEMT技术，而是以异质接面双极晶体管(HBT)生产，其线性效果佳、功率效益(Power Efficiency, PoE)高以及芯片体积小的特性，恰好符合日前要求体积轻薄短小、待机时间长的行动电话。市场估计，在3G市场快速起飞，未来HBT技术仍有很大的市场发挥空间。 然而，就在3G市场蓬勃发展之际，射频组件市场可与HBT技术相互较劲的新技术E-PFEMT也趁势崛起。 |
本篇编辑：lihui
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