4G時代的射頻技術，誰在留守誰在改變？
2014-12-16 21:54:20 本站原創從2009年12月到2014年1月，全球有101個國家/地區共264個LTE網絡投入商業運營。預計未來五年將有幾乎同樣多數量的LTE網絡投 入運 營，LTE網絡將會覆蓋全球64%的人口。同時，據市場調研公司預計，未來五年智能手機的高端市場會趨近飽和，年均復合增長率會小于5%;但由于存在替換 原來功能機的需求，中低端智能手機市場會仍然以大于20%的速度增長;因此，智能手機總的出貨量會以約15%的速度增長，但每個設備的RF含量會以更快的 速度增長。
濾波器需求增長
由于4G LTE的出現，使得頻段越來越多，頻段越多就會導致智能手機的設計復雜性越來越大;加上頻譜資源是一個非常稀缺的資源，特別是在北美和歐洲地區，頻譜非常 擁擠，這樣就一定會增加濾波器的復雜性。TriQuint中國區移動產品銷售總監江雄在9月份IIC期間的一次主題演講中表示，“LTE的采用將會推動 RF總體有效市場（TAM）大幅增長。”他指出，未來幾年，高性能濾波器會以年均復合增長率40%~50%的速度增長（如圖1所示）。他強調，這里的高性能濾波器主要指體聲波（BAW）和溫度補償聲表面波（TC-SAW）這兩種濾波器。
而SAW濾波器由于本身的局限性，一般只適用于1.5GHz以下的應用。另外它也易受溫 度變化的影響。高于1.5GHz時，TC-SAW和BAW濾波器則更具性能優勢。BAW濾波器的尺寸還隨頻率升高而縮小，這使得它非常適合要求非常苛刻的 3G和4G應用。還有就是即便在高寬帶設計中，BAW對溫度變化也沒有那么敏感，同時它還具有極低的插入損耗和非常陡峭的濾波器邊緣。“BAW的集成化更 高、性能更好、帶寬的抑制能力更強，而且它為大于2GHz的LTE頻帶進行了優化。”江雄在演講中提到。
智能手機中的高級濾波器需求會持續增加，從圖2中我們可以看到移動設備中的RF器件發展主要有三個趨勢：一是功率放大器市 場是從持平到緩慢下降，江雄認為這主要是因為寬帶放大器的應用造成的;二是CMOS開關和調諧元件會穩步增長，調諧元件目前很多手機沒有，但以后的手機基 本都會具備;三是濾波器的增長是非常迅速的。他認為這后面的原因比較多，但最主要的是頻帶擴散、載波聚合和分集接收/WiFi。
對于在4G時代，為什么需要采用載波聚合技術，江雄是這樣解釋的，“LTE-Advanced在低移動性下峰值速率達到1Gbps，高移動性下峰值速 率達到 100Mbps。那么為了支持這樣的峰值速率，我們需要更大的帶寬。而對運營商來說，頻譜資源相對來說是比較緊的，每個運營商分到的頻譜資源不多，特別是 連續的頻譜資源時非常有限的。為了解決這個問題，LTE-Advanced就提出了載波聚合的解決方案。”
載波聚合目前有兩種實現方式，一是連續載波聚合，將相鄰的數個較小的載波整合為一個較大的載波;另一個是非連續載波聚合，就是將離散的多載波聚合起來，當作一個較寬的頻帶使用，通過統一的基帶處理實現離散頻帶的同時傳輸。
其實濾波器技術經歷了不同的發展階段，據江雄回憶，十幾年前的SAW濾波器還是陶瓷封裝的，陶瓷封裝很堅固，也很耐用;后來日本的村田將它做成了塑料 封裝。 再后來發展成現在的WLP封裝。這種晶圓級的封裝是以BGA技術為基礎，是一種經過改進和提高的CSP。有人又將WLP稱為圓片級-芯片尺寸封裝。圓片級 封裝技術以圓片為加工對象，在圓片上同時對眾多芯片進行封裝、老化、測試，最后切割成單個器件，可以直接貼裝到基板或印刷電路板上。它使封裝尺寸減小至 IC芯片的尺寸，生產成本大幅下降。
