新型手機(jī)RF模塊設(shè)計(jì)基礎(chǔ)解讀

在競(jìng)爭(zhēng)非常激烈的移動(dòng)電話(huà)業(yè)務(wù)中，制造商不斷地面臨在越來(lái)越短的時(shí)間內(nèi)推出具有更多功能的時(shí)髦外形設(shè)計(jì)的壓力。一些產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程師正在尋找高集成度的無(wú)線(xiàn)電器件以應(yīng)對(duì)當(dāng)今充滿(mǎn)挑戰(zhàn)性的市場(chǎng)需求。

集成的定義是“合并為一個(gè)整體的行為或?qū)嵗?。?tīng)起來(lái)很簡(jiǎn)單，但是集成不應(yīng)該是用強(qiáng)力膠或單憑意志力將不可能一起工作的東西結(jié)合起來(lái)的托詞。

真正的集成能帶來(lái)更多特點(diǎn)！真正的集成能為手機(jī)制造商提供簡(jiǎn)潔的技術(shù)方案，其帶來(lái)的好處遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)印制電路板再生；如果使用先進(jìn)技術(shù)正確構(gòu)建高度集成的 RF 模塊方案就能降低工程師的工作量并且縮短設(shè)計(jì)周期，與此同時(shí)提高無(wú)線(xiàn)電性能。

由于不斷地面臨尺寸、功能和面市時(shí)間的壓力，手機(jī)制造商在手機(jī)設(shè)計(jì)中正在朝著集成模塊方向發(fā)展。

尺寸問(wèn)題

最初的 Motorola“磚塊”手機(jī)具有 8.3 x 4.5 x 19.5 cm 超大尺寸并且重達(dá) 670 克。在 2006 年5 月 Portelligent 為 EE Times 撰寫(xiě)的回顧性的拆解文章中，RF 器件（包括功率放大器和雙工濾波器）據(jù)估計(jì)是當(dāng)今同等產(chǎn)品的重量和體積的 100 倍。

自從第一部移動(dòng)電話(huà)起，RF 制造商已經(jīng)在致力于減小器件的封裝尺寸的同時(shí)提高性能。CMOS 工藝的演進(jìn)使手機(jī)制造商能在今天的手機(jī)中包括甚至比計(jì)算機(jī)還多的處理能力。

而且，隨之而來(lái)的是藍(lán)牙、照相機(jī)、FM 收音機(jī)、GPS、MP3 播放器、email 多媒體和網(wǎng)絡(luò)瀏覽器、大顯示屏、全文本鍵盤(pán)、WiFi、甚至 TV 接收機(jī)和視頻功能等內(nèi)置的附加功能。

為了支持這些功能需要，即承載不斷增加的數(shù)據(jù)吞吐量負(fù)擔(dān)，多模式/多頻段無(wú)線(xiàn)電在手機(jī)中越來(lái)越普遍，這進(jìn)一步加劇了本已緊湊的結(jié)構(gòu)。這種高速發(fā)展變得可怕起來(lái)，但是所有這些功能在爭(zhēng)奪印制電路板面積的同時(shí)外形設(shè)計(jì)的尺寸還在降低。

手機(jī)制造商也在尋求任何可能性——在提供豐富功能的前提下控制器件的尺寸。一種節(jié)省空間的方法是集成 RF 前端器件。不再使用 3 顆分立器件（例如 PA、雙工器和收發(fā)器），手機(jī)制造商轉(zhuǎn)向具有原分立器件的功能性的高度集成模塊。

這些模塊不僅要降低尺寸，還要保持較高性能水平。當(dāng)今高拋計(jì)數(shù)開(kāi)關(guān)（high throw count switches）技術(shù)意味著不僅能提供較小的封裝尺寸還能服務(wù)來(lái)自同一天線(xiàn)的多個(gè)無(wú)線(xiàn)頻段，從而整體尺寸又降低一個(gè)數(shù)量級(jí)。

面市時(shí)間

復(fù)雜度簡(jiǎn)化

高集成度模塊能為手機(jī)制造商提供比分立器件更為流水線(xiàn)化的方案。通過(guò)減少材料清單和降低外部供應(yīng)商數(shù)目便于管理并且依靠外部供應(yīng)商組裝，因而 RF 前端器件越少，手機(jī)制造商的庫(kù)存管理成本就越低。

集成模塊還意味著降低設(shè)計(jì)成本，因?yàn)橹恍栩?yàn)證較少的器件而不需要測(cè)試和驗(yàn)證各家 RF 前端供應(yīng)商的器件。集成模塊采用優(yōu)化的內(nèi)部接口預(yù)先裝配和測(cè)試，進(jìn)而降低了設(shè)計(jì)出錯(cuò)的概率，實(shí)現(xiàn)了性能的提升。

總之，這些品質(zhì)特征的結(jié)合為手機(jī)制造商提供更快的面市時(shí)間。在新設(shè)計(jì)不斷推陳出新的激烈商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中，被市場(chǎng)接納或淘汰的區(qū)別在于是否采用了集成化的設(shè)計(jì)方法。

靈活的平臺(tái)設(shè)計(jì)

無(wú)論為給定平臺(tái)設(shè)計(jì)翻蓋或滑動(dòng)功能，手機(jī)制造商都能利用相同的 RF 前端模塊。重新使用經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的同一個(gè)模塊確保了同等的質(zhì)量保證，并且對(duì)于不同的外形設(shè)計(jì)都能通過(guò)可靠性測(cè)量，從而使開(kāi)發(fā)過(guò)程流水線(xiàn)化并且加快了設(shè)計(jì)更迭。使用標(biāo)準(zhǔn)化封裝集成的功率放大器/雙工模塊使其能放入各種頻段的模塊，從而平臺(tái)能靈活地配置在不同的地理區(qū)域工作。

互操作性與性能表現(xiàn)

在高端多功能電話(huà)中，大多數(shù)附加功能都很耗電。即使在常用于新興市場(chǎng)的超低成本電話(huà)中，也需要優(yōu)先考慮延長(zhǎng)電池壽命或降低電池尺寸和成本。通過(guò)優(yōu)化模塊內(nèi)不同功能之間的交互可以實(shí)現(xiàn)較高 RF 性能，并且減少某些外部組件進(jìn)而降低電池負(fù)擔(dān)。

通過(guò)與業(yè)界認(rèn)可的芯片組廠(chǎng)商協(xié)作，會(huì)仔細(xì)考慮模塊的輸出引腳從而最有效地和其它電路連接以消除電路板布線(xiàn)問(wèn)題并且防止性能降低。

幾年前，TriQuint 公司意識(shí)到高集成模塊為客戶(hù)帶來(lái)的好處并且開(kāi)始構(gòu)建和調(diào)整產(chǎn)品以滿(mǎn)足此需要。TriQuint 公司通過(guò)自身發(fā)展和并購(gòu)增強(qiáng)了自身專(zhuān)業(yè)技術(shù)能力，進(jìn)而掌握了業(yè)界最全面的室內(nèi)技術(shù)組合并實(shí)現(xiàn)了最高水平的集成。

TriQuint 公司將技術(shù)應(yīng)用與我們的需要相結(jié)合以支持更高集成度，避免外包業(yè)務(wù)相關(guān)的延遲和費(fèi)用。幾年前，TriQuint 公司率先提供用于 GSM/GPRS 的 6x6 mm 四頻段 TX 模塊，也是第一家擁有用于 GSM/GPRS 的 5x5 mm（最?。┧念l段功率放大器的公司。

沿著集成的路徑用相同的外形設(shè)計(jì)來(lái)支持這些器件的 EDGE 版本是一個(gè)明顯的進(jìn)步，而這些目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了。TriQuint 公司的功率放大器/雙工器在下一代產(chǎn)品中尺寸還在縮小，但是我們?nèi)匀槐３至送ㄓ靡_封裝以便于在平臺(tái)上選擇公用的頻段。

TriQuint 公司采用最新的 GaAs HBT、GaAs pHEMT、SAW 和 BAW 技術(shù)進(jìn)步，擁有開(kāi)發(fā)重要產(chǎn)品的工程師，是從一個(gè)來(lái)源提供有源和無(wú)源器件的業(yè)界唯一供應(yīng)商。
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