科普|全面革新的5G射頻前端

每一代通信移動技術的誕生，都會引發相關產業的重大變革。5G的高速率、大連接和低時延等特性，給射頻前端設計帶來了巨大的挑戰，復雜度成倍增加。

一款優秀的5G射頻前端，需要的不只是切換通路的增加以及更多頻段的支持，它需要芯片設計企業跳出原有的思路，充分發揮創新能力，才能在新的通信浪潮里獨領風騷。

【5G讓設計復雜度量級提升】

射頻前端是智能手機里的核心器件之一，主要由四大模塊組成：功率放大器（PA）、開關、濾波器和低噪聲放大器（LNA）。

射頻前端一方面要擔任無線接收鏈路的先鋒大將，完成天線開關調諧、濾波、低噪聲信號放大的工作，并把初步放大處理的信號交給射頻SoC做進一步變頻和數字化處理；另一方面，射頻前端也在發射鏈路端承擔信號的終極守護者角色，實現信號的濾波和功率放大，保證信號的發射質量。

在5G通信誕生之前，主流射頻前端大都采用分立器件方案。為了實現對多頻段的支持，濾波器件、功放和開關的數量不斷增加，再加上外圍匹配電路，方寸之間就要容納上百個元器件。5G時代的到來，融入了載波聚合、高階調制、MassiveMIMO等技術，更讓5G射頻前端的設計復雜度倍增，給方案的成本、體積、市場競爭力帶來嚴峻挑戰。

舉個例子，手機每增加一個頻段，大約需要增加2個濾波器（接收和發送），1個功率放大器和1個天線開關。除頻段數量大幅增加外，5G的高頻段使信號處理難度倍增，系統對濾波器性能也提出了更高要求。對5G而言，濾波器數量的需求可能高達百只。

【模組替代分立方案】

這時，模組化就成為5G射頻前端理想的設計方案，所謂模組化是將射頻開關、低噪聲放大器、濾波器、功率放大器等分立器件集成到一個模組里，從而提高集成度和性能，并使體積小型化。

高集成度的模組化設計節省了外圍器件和布板面積，降低了體積和尺寸，同時提升性能、降低成本，縮短終端產品的工程化周期。

比如，紫光展銳5G射頻前端解決方案采用模組化設計，各項數據比較下來，通路損耗比業界平均水平降低15%、尺寸減小20%，直接讓手機的通話穩定性和數據傳輸速度、電池續航時間、手機的外觀尺寸有了顯著提升。功耗方面，相同功率下，展銳的功率放大器比競品功耗降低4%，領先于業界平均水平。

分立器件方案的另一大挑戰來自調試時間，匹配調試過程中需要不斷的嘗試不同的電容、電感、來回焊接元器件。4GLTE時代，調試一個LTE頻段需要2-3小時，調好以后測試又需要花2小時，也就是說調好一個LTE頻段需要5個小時。展銳5G射頻前端解決方案支持N77、N78、N79、N41、N28和N1等5G全球主流頻段，想想看，如果采用分立方案，完成所有這些頻段的調試、測試，得花費多大的人力和時間成本？

模組化方案就不一樣了，第一步將模塊焊接好，第二步打開調試工具，第三步配置軟件，第四步就直接進行測試了，幾乎不存在調試時間。根據展銳的實驗室數據，5G射頻前端方案一般僅需1刻鐘就能完成一輪全面測試，大大提高了生產力，使展銳5G射頻前端方案的交付周期比業界平均水平少20%，大大縮短了OEM廠商的產品開發時間，簡化了開發工作。

射頻前端承擔著終端與基站通信的重要任務，是5G產業鏈里的核心環節之一，作為全球極少數具備全場景通信技術的芯片設計企業之一，紫光展銳提供完整的基帶周邊套片，5G射頻前端相比國內大多數解決方案都更為完整，提供整個射頻前端所需的有源芯片，且器件齊全、配套完善，滿足各類復雜場景對5G的需求，為5G建設“添磚加瓦”。