5G射频前端模块概述

 来源于：www.allaboutcircuits.com

5G 的出现带来了无数的新挑战，其中两个对设计工程师来说尤为突出。

一个是 5G 设备需要大约四分之一磅的重量才能放在消费者的口袋中并在多个频段之间即时切换操作。另一个涉及毫米波频段，该频段范围在 24 GHz 至 300 GHz 之间——据Accton报道，5G 将在 24 GHz 至 100 GHz 的范围内运行。

Yole Développement (Yole) 和 Systems Plus Consulting 最近发布了一份报告，指出封装系统 (SiP) 可能是解决其中一些挑战的一种方法。在报告中，研究公司具体探讨了射频前端模块如何成功集成 5G 用例所需的放大器、开关和滤波器。 

展望未来，Yole 也将天线视为封装的一个组成部分。所有这些功能都需要在更小的电路板空间内协同工作。因此，Yole 设想“具有优化成本、尺寸和性能的高度集成产品”。

这篇关于 RF 前端 SiP 的对话强调了设计工程师真正关心的 5G 硬件方面。为了继续讨论，我们将回顾市场上一些前端模块的主要生产商以及与面向 5G 应用的电路板相关的技术。

主要参与者

Yole 将 Qorvo、Broadcom、Skyworks Solutions 和 Murata 描述为主要的集成设备制造商 (IDMS)，他们将提供射频前端 SiP 的基础。SiP 组装将委托给专门从事此类工作的外包半导体组装和测试 (OSAT) 公司。

其他 5G 硬件制造商包括高通和三星，Yole 声称它们是唯一提供完整 5G 解决方案的供应商，包括调制解调器、天线和应用处理器。以下是这些主要参与者提供的特定 RF 前端技术的详细信息。

Qorvo

Qorvo 有实际的 5G 毫米波前端模块投入生产。请注意，它们适用于基站和终端。这些包括：

• 用于 26 至 30 GHz的QPF4001

• 用于 27 至 40.5 GHz的QPF4005

• 适用于 37 至 40.5 GHz的QPF4006

• 用于 24.25 至 27.5 GHz的QPF4010

前三个是基于 GaN 的，而 QPF4010 是基于 GaAs 的。

Broadcom

在最近的新闻稿中，博通声称他们已经完成了业界首个端到端 5G 移动网络交换机产品组合。博通还参与了 5G-HD 企业 Wi-Fi。它宣布推出BCM43465，支持 4x4 11ac 多用户、多输入、多输出 (MU-MIMO)，工作频率范围为 2.4/5 GHz。

Skyworks Solutions 

Skyworks Solutions 声称其Sky5 Ultra是一种完全不可知的解决方案，可实现全球 5G 覆盖。该平台采用 DSBGA 封装，占用空间小，并包括显着的低功耗要求。 

例如，该公司的SKY5-5501-11 是一款 5 GHz 前端模块，包含一个低噪声放大器 (LNA)。该器件采用 1.7 毫米 x 2.1 毫米 x 0.7 毫米的微型封装，支持 5.15 GHz 至 5.925 GHz 频段。

该装置支持 5G WLAN 以及许可辅助接入 (LAA) 系统。电源电压为 3.7 V，接收增益和接收旁路损耗分别为 12.5 dB 和 8.5 dB。

Murata 

作为前端技术的顶级领导者之一，村田承认随着频率上升到 20 GHz，射频技术面临挑战。该公司的射频器件部门目前提供一系列用于无线通信的产品，包括滤波器、功率放大器、低噪声放大器、射频开关以及在低温共烧陶瓷基板中集成线圈和电容器的模块。

但 20 GHz 频段有很多未知数，村田承认这些问题：“我们问自己很多问题：我们是否需要改变设备结构本身？我们将如何能够降低电阻？”

尽管如此，村田认为，至少在基站之间的通信中，他们拥有开发 5G 技术的工具，因为一些系统已经使用了该频段。

也许有助于村田实现 5G 飞跃的这些基本技术之一是PAMid，这是 一种集成模块，据称包含“整个射频收发器功能”。”

但是，框图表明模块中不包含 LNA 和 RFIC。