一文讓你完全掌握關(guān)于手機射頻芯片知識！

如圖1所示，射頻前端芯片包括功率放大器（PA：Power Amplifier），天線開關(guān)（Switch）、濾波器（Filter）、雙工器（Duplexer和Diplexer）和低噪聲放大器（LNA：Low Noise Amplifier）等。

簡述PA、Switch、Filter、Duplexer和Diplexer

1、功率放大器（PA）

2、濾波器（Filter）/雙工器（Duplexer）

RF濾波器包括了SAW（聲表面濾波器）、BAW（體聲波濾波器）、MEMS濾波器、IPD（Integrated Passive Devices）等，而雙工器是包含Rx和Tx濾波器。SAW、BAW濾波器的性能（插入損耗低、Q 值高）是目前手機應(yīng)用的主流濾波器。SAW 使用上限頻率為2.5GHz~3GHz，BAW使用頻率在 2.0GHz 以上。

對SAW來說，技術(shù)趨勢是小型片式化、高頻寬帶化、降低插入損耗。采用更小尺寸，包括倒裝（flip chip packaging）和WLP（晶圓級封裝）、WLCSP（Wafer Level Chip ScalePackaging）技術(shù)正在使用，同時更高通帶率、High isolation，High selectivity以及更低價格。

與 SAW 相比，BAW性能更好，成本也更高，但是當(dāng)頻段越來越多，甚至開始使用載波聚合的時候，就必須得用BAW技術(shù)才能解決頻段間的相互干擾問題。BAW所需的制造工藝步驟是 SAW 的10倍，但因它們是在更大晶圓上制造的，每片晶圓產(chǎn)出的 BAW 器件也多了約4倍。即便如此，BAW的成本仍高于 SAW。隨著技術(shù)的演進(jìn)， BAW可能會逐步替代SAW。

從“五模十七頻”說起，回溯2G到4G手機頻段發(fā)展

在4G普及的過程中，“五模十三頻”、“五模十七頻”等概念成為高端手機芯片的重要標(biāo)志，也成為手機廠商重要的宣傳熱點。這并非是簡單的營銷噱頭，而體現(xiàn)了智能手機兼容不同通信制式的能力，是手機通信性能的核心競爭力指標(biāo)。

2G到4G，射頻前端芯片數(shù)量和價值均明顯增長

手機芯片向多模方向發(fā)展以及支持頻段數(shù)量指數(shù)性增加是手機射頻前端模塊數(shù)量快速增長的主要驅(qū)動因素。觀察2G到4G射頻前端解決方案的三幅示意圖，可以形成兩點直觀感受：1，射頻前端芯片數(shù)量不斷增長；2，射頻前端系統(tǒng)復(fù)雜度不斷提高。

圖4是2G功能手機（Feature Phone）的典型射頻前端解決方案，主要的射頻前端芯片有：1個功率放大器模塊（PA），2個發(fā)射低通濾波器（LPF），2個接收濾波器（Saw Filter），1個SP6T開關(guān)。其中，功率放大器、LPF Filter和SP6T Switch被集成到一顆PA Module里。

圖5是3G手機（WCDMA）的典型射頻前端解決方案，主要的射頻前端芯片在2G方案的基礎(chǔ)上，增加了2組PA Module和4組雙工器（Duplexer）。

圖6是4G LTE手機典型射頻前端解決方案，支持“五模十二頻”，可以看到，在4G時代，射頻前端芯片不僅在數(shù)量上產(chǎn)生指數(shù)級增長，在設(shè)計復(fù)雜度上更是大大提高。主要的射頻前端芯片有：1個集成頻段選擇開關(guān)的多模功率放大器（MMPA），4個PA Module，3個Duplexer/Multiplexer，6個接收/發(fā)射Filter，1個用于TD-LTE模式的S1P2開關(guān)，分別用于高頻、低頻和分集電路的3個天線開關(guān)模塊，1個接收分集濾波器。

表1整理了2G至4G射頻前端解決方案中器件的數(shù)量，可以看到，4G方案的射頻前端芯片數(shù)量相比2G方案和3G方案有了明顯的增長。印證了我們對手機射頻前端芯片的數(shù)量隨著支持頻段數(shù)量的增加而指數(shù)級遞增的推論。

從更為直觀的角度觀察，圖7給出了手機射頻前端模塊從2G到4G演進(jìn)過程中價格和出貨量的變化數(shù)據(jù)。目前，高端4G智能手機中射頻前端模塊的價格合計已經(jīng)達(dá)到16.25美元，中高端4G產(chǎn)品也有7.25美元。相比2G手機的0.80美元和3G手機的3.25美元，射頻前端模塊的單位產(chǎn)值有了幾倍、幾十倍的提高，并且，隨著4G通信網(wǎng)絡(luò)滲透率的不斷提高，高端4G手機的出貨量依然在不斷攀升中。