يبدو العمل الصناعي بالكاد خلال المؤتمر العالمي للجوال في برشلونة، إسبانيا (MWC) كرنفال، الموردين صناعة التكنولوجيا، وOEM ومشغلي نظام العمل فورا واجهت سلسلة من العقبات التي تعترض تطوير 5G حلها. وفي الواقع، فإن هذه القضايا مجرد نقطة البداية.
. تطوير 5G من المسائل التقنية وهي كثيرة، ل5G ملليمتر موجة (mmWave) - من المتوقع أن ينجز في 28GHz، 39GHz أو تردد 60GHz - الحكمة من الهوائيات والترددات الراديوية (RF) الأمامية، قد لا تؤثر تأثيرا خطيرا على مظهر 5G mmWave الأداء المحمول.
RF أصحاب الأعمال الإلكترونية Yole التنمية الفرنسية كلير Troadec قبول "EETimes" مقابلة بعد MWC، وقالت: "على الرغم من أن كما كوالكوم (كوالكوم)، وإنتل (إنتل)، ميديا تيك (MediaTrk) وسامسونج (سامسونج) والعديد من الشركات الأخرى ل 5G mmWave الهاتف المحمول كمنصة عرض، في اعتقادنا، لن تكون أول من تنفيذ الهاتف وفي تطبيق 5G mmWave من "النقيض من ذلك، 5G mmWave أكثر عرضة للثابت الرقاقة البيانات على المكتب أو الطاولة، حتى يتسنى للمستهلك قادرة على تحميل أو تيار عدد كبير من تطبيقات النطاق العريض.
ومن التحديات الأخرى في نشر الإشارات اللاسلكية 5G mmWave في الهواتف المحمولة ، عمر البطارية ومشاكل استهلاك الطاقة ، وخلال دورة الألعاب الأولمبية الشتوية 2018 التي أقيمت في Peyongchang في هذا العام ، عرضت سامسونج جهاز كمبيوتر لوحي من الجيل الخامس. على الرغم من أن تشغيل هذا الجهاز كان سلسًا للغاية ، إلا أن تقييم MWC كان مفاجئًا تمامًا: بعد 30 دقيقة ، كانت البطارية ميتة.
رداً على هذه الشائعات ، يعتقد تروديك أن "إرسال إشارة الهاتف 5 جيجا هرتز سيواجه مشكلة الاستهلاك المفرط للطاقة." وتعتقد أن معظم الشركات الرائدة يجب أن تولي اهتماما واسع النطاق لهذا المجال. "لكنها أضافت أنها وجدت هذه لم يقترح باعة التكنولوجيا العديد من العلاجات لهذه المشكلة الواضحة لاستهلاك الطاقة على مستوى النظام في تطبيقات 5G New Radio (5G NR) ، وقالت إن لا أحد يرغب في مناقشة هذه المسألة بشكل أكبر في المعرض.
ولن يقتصر التداخل الذي ستجلبه وحدة 5G mmWave RF على السوق الناشئة 5G على التغييرات في التكنولوجيا ، كما تتأثر سلسلة التوريد الصناعية بأكملها التي تزود حاليًا بمكونات ووحدات RF من الجيل الثالث والرابع.
أوضح يول أنه بما أن 5G mmWave تمكن الموردين من استخدام تقنية CMOS أو SOI لتصميم الوحدات الأمامية RF في SoCs ، فسوف يفتح هذا المجال في سوق RF "لمصممي ومصنعين CMOS المتقدمين" في النظام الإيكولوجي المتنقل. بالإضافة إلى Intel و Qualcomm ، فإن الشركات التي دخلت هذا المجال تشمل Samsung و Huawei و MediaTek.
لمزيد من الفرق 5G ، والمزيد من الوحدات الأمامية RF
خطت صناعة الهواتف المتنقلة خطوات كبيرة حيث بدأ باعة التكنولوجيا ببناء وحدات RF الأمامية (RFFE) المعقدة التي يمكنها التعامل مع زيادة نطاقات التردد ، وفقًا لمعيار Trendec ، تطور المعيار الخلوي من الجيل الثالث إلى الجيل الرابع بمقاييس خلوية. يجب زيادة عدد نطاقات التردد من 4 إلى 30.
مع تقنيات 5G والتطبيقات في مكان تدريجيا، سيصبح الوضع أكثر تعقيدا من الناحية النظرية، على الرغم من أن 5G هو المعيار، ولكن لديها ثلاثة عناصر المكونة الهامة: لإنترنت الأشياء (تقنيات عمليات) هو 5G، واستخدام الفرعي 6 النطاق GHz 5G، واستخدام mmWave. 5G. تكنولوجيا RF نظرا، لاحظ Troadec أن "هذا يعني أن دمج خصائص مختلفة وعناصر معا".
وهذا يدل على أن 5G تابع "مراحل مختلفة، إصدارات مختلفة من تطور مواز 5G" الاتجاه. وبعبارة أخرى، ليس هناك موحد 5G RFFE، ولكن "5G تقنيات عمليات، 5G الفرعي 6 غيغاهرتز وفقا لمسار المعنيين في وmmWave 5G التنمية، ومنها RF نظام في عبوتها (SIP) لإنشاء نظام بيئي تقدم مواز.
لذا ، ما هو نوع مسار RFFE الذي سيتم تبنيه لكل نوع من تقنية 5G؟ تعتقد Troadec أن تقنية 5G mmWave ستجلب أكثر الابتكارات إزعاجًا ، وتتوقع أيضًا أن القادم سيحتاج إلى إعادة تصميم وتبني مواد جديدة.
لحسن الحظ ، يمكن لـ 5G mmWave إنهاء تطبيقات الوحدة الأمامية المعقدة القائمة على SiP الحالية للأنظمة الأمامية RF 2G و 3 G و 4G ، وأوضح Troadec: "يمكنك تصميم كل بنية تعتمد على تقنية CMOS أو SOI المتقدمة. تطوير شركة نفط الجنوب لجلب يتضمن القالب الأمامي السلطة مكبر للصوت (PA)، مكبر للصوت ضوضاء منخفضة (في LNA)، والمرشحات، ومفاتيح والعناصر السلبية "هذا سيوفر عددا من نقص في الخبرة RF قبل المورد رقاقة رقمية - وحدة. مجموعة من الفرص.
وفي الوقت نفسه، تكنولوجيا 5G في الفرقة 6GHz (جنوب-6 غيغاهرتز) هو، Troadec اعتقد انه سيتم على أساس الابتكار المتزايد. وأوضحت أنه من المتوقع في هذا النطاق يحتاج فقط لتغيير قائمة الحد الأدنى من المواد (BOM) تغيير بنية حزمة RF الحالية يمكن أن يكون.
نظرًا لأن خدمة IoT 5G ستستخدم ترددات أقل من 1 جيجاهرتز ، تعتقد Troadec أن حزمة أشباه الموصلات 5G RFFE "لا تحتاج إلا قليلاً أو لا تحتاج إلى الابتكار" في هذا النطاق ، ومع ذلك ، 5G IoT لمشاكل نقل البيانات مع عدد كبير من أجهزة إنترنت الأشياء المعايير والاتفاقات، لم تكتمل بعد تعريف والتوحيد القياسي.
ما هي "القهوة كبيرة" RF سلسلة التوريد لديها؟
قبل الخوض في تفاصيل حلول RF 5G ، دعونا ننظر أولاً إلى موردي المكونات ومكونات الوحدة الرئيسية RF المتوفرة حالياً.
بشكل عام ، تتكون الوحدات الطرفية RF من مكونات RF مثل مفاتيح الترددات اللاسلكية ، PA / LNA ، مرشحات RF ، وعناصر الهوائي (موالف ومبدلات).
في هذا سلسلة التوريد RF المزدحمة والمصنعين RF الرئيسية، بما في ذلك شركة سوني، موراتا (موراتا، وبحلول نهاية عام 2014 اقتناء Peregrin أشباه الموصلات)، SKYWORKS، Qorvo، انفينيون (انفينيون)، من Broadcom (من Broadcom) / AVAGO، كافنديش حركية، TDK EPCOS وهلم جرا.
كل شركة لديها الخاصة مكوناته RF الملكية، وعادة كل الركيزة مختلفة والتكنولوجيا العملية. وتشمل هذه التقنيات اختيار شاملة ومن RF-SOI BICMOS إلى CMOS السائبة، نيتريد الغاليوم (الجاليوم) وما شابه RF MEMS.
نظرًا لأن أنواع مختلفة من مكونات الترددات اللاسلكية تستخدم تقنيات عملية مختلفة ، فإن المسار المستخدم لدمج وحدات RF حاليًا يكون عادةً SiP ، بدلاً من SoC.
في الوقت الحالي ، بالنسبة إلى الترددات 2G و 3G و 4G و 5 G تحت 6 غيغاهرتز ، أكد Troadec أن الطريقة الوحيدة لتلبية متطلبات الأداء اللاسلكي الصارمة في الهواتف الذكية هي منهج SiP.
في الوقت الحاضر لا موردي المكونات RF واحدة لديها القدرة على الحصول على أفضل التكنولوجيا لشرح كل Troadec أنه في التكامل RF الأمامية، 'كل وحدة تتطلب تقنيات البناء خاصة جدا: استخدام زرنيخيد التكنولوجيا (الغاليوم) أفضل PA، والتبديل الأمثل باستخدام تقنية أبناء العراق، على سطح الصوتية موجة (SAW) والموجة الصوتية السائبة (وBAW) مرشح الأمثل، والجرمانيوم السيليكون (SIGE) LNA أفضل التقنيات. "
وقال Troadec: "Broadcom ، موراتا ، Qorvo ، Skyworks و TDK / كوالكوم ، هي حاليا قادرة على توفير تكنولوجيا RF وحدة مصنعي الواجهة الأمامية."
وأوضحت أن لكل منتج متطلباته الخاصة المميزة ، مثل وحدة التردد العالي ووحدة التردد المتوسطة ووحدة التردد المنخفض ووحدة الاستقبال المتنوعة ، إلخ ، على التوالي باستخدام وحدة PA في "وحدة الإرسال المتكاملة" (PAMiD) أو هو شكل من أشكال "وحدة واجهة أمامية مدمجة معدة الإرسال المتعدد" (FEMiD). PAMiD عبارة عن وحدة مخصصة متكاملة للغاية ، وهي موجهة نحو الأداء ولكنها مكلفة ، ولا يتم استخدامها إلا من قبل Apple و Samsung و Huawei ؛ تقدم FEMID أداء أفضل وتكلفة عالية ، والتي يفضلها مصنعو الهواتف الذكية من المستوى الثاني مثل LG وشركات الهاتف المحمول.
واختتمت قائلة: "نرى أن بضع شركات فقط يمكنها لعب دور في هذه البيئة المختلطة تقنيا للغاية".
5G Sub-GHz: اتبع SiP ...
مع تطور صناعة الهواتف الخلوية نحو 5G ، بالنسبة للوحدة الأمامية العاملة بالترددات الراديوية تحت GHz 5G ، من المتوقع أن يستمر استخدام نفس المبدأ - تكامل SiP.
ومع ذلك ، وفقا ل Yole ، سيكون هناك بعض التغييرات في المستقبل لمزيد من التكامل بين SiP والتعبئة والتغليف وأوضح Troadec أن هذه التدابير الجديدة تشمل دمج LNAs ومفاتيح في الشريحة نفسها واعتماد أكثر على منصات SOI. تستخدم في الغالب لنهج التعبئة (WLP) على مستوى البسكويت لتوفير فلاتر (على سبيل المثال ، تستخدم Broadcom فقط هذه الطريقة ، وتقوم Qorvo بتطوير هذه الطريقة). السلطة الفلسطينية (اليوم لا تزال تستخدم الترابط الأسلاك).
5G mmWave: من SiP إلى SoC
مما لا شك فيه، سوف 5G mmWave RF الوحدة الأمامية تغير تماما أعقد مكونات RF / وحدات سلسلة التوريد. نظرا لاستخدام مجموعة متنوعة من التقنيات العملية، وبالتالي إنتاج عدد من التعقيد المستقبل المكونات RF، قد يكون المقبل على أساس تقدما شركة نفط الجنوب CMOS أو التكنولوجيا أبناء العراق في mmWave استيراد وحدة الأمامية.
دعونا 5G mmWave سبب ليكون في تصميم شركة نفط الجنوب وحدات RF كثيرة.
أولا، أوضح Troadec، 5G mmWave يعني أنه تحول إلى عرض النطاق الترددي المتوفر المنطقة الطيفية ". ولذلك، فإننا لا تحتاج إلى الكثير من العصابات لنقل المعلومات إلى زيادة تبسيط بنية تحتية لاسلكية لها".
وبالتالي ، فإن هذا يقلل أيضًا من القيود المفروضة على تقنية الفلتر ". فالتصفية عالية المستوى ليست ضرورية في الوحدة" ، إلا أنها حذرت من أنه "لا يزال يتعين علينا استخدام تقنيات لاسلكية مختلفة (4G أو 5G دون 6 جيجاهرتز و 5 G mmWave) التبديل مفاتيح عالية الترتيب (معزولة للغاية ، خطي).
كما أشارت إلى أنه بالنسبة لتكنولوجيا الجيل الرابع ، "استخدمنا تجميع الناقل (CA) مع عرض النطاق الترددي 20 ميجا هرتز لكل نطاق ، كما استخدمنا أيضًا نطاقات تردد متعددة. لذلك ، فهي تتطلب تقنية ترشيح عالية الترتيب لتمييز كل نطاق. في كل إشارة ، ولكن حاليًا فقط مكونات BAW (تقنية MEMS) متوفرة.
عامل مهم آخر هو أن تقنية 5G mmWave سوف تستخدم تقنية تشكيل الحزمة لتمكينها من تشكيل حزم أثناء نقل المعلومات إلى مستخدمين متعددين. "هذا سيقلل من متطلبات ومتطلبات نقل الطاقة الكهربائية PA. من ناحية أخرى ، هذا يعني أيضًا أن تقنية CMOS يمكن أن تلعب دورًا. "وأضافت:" عند تردد mmWave ، يصبح الحث أصغر ؛ لذلك ، من الممكن دمج المكونات السلبية باستخدام تقنية CMOS / SOI ".
ومع ذلك ، أكد Troadec مرة أخرى أنه بالنسبة للوحدة 5G mmWave RF ، يبدو أن أحد العوامل المحددة هو استهلاك الطاقة للنظام بأكمله. "لماذا يجب علينا توضيح هذه المشكلة ؟، ولم يشرح أحد حتى الآن لماذا من الناحية الفنية ولماذا ما يجب القيام به ، "يمكن حل هذه المشكلة.
الداخلين الجدد في مجال الترددات اللاسلكية
بمجرد أن تتحول الصناعة إلى اعتماد تقنية CMOS أو SOI ، تصميم وحدة واجهة أمامية RF 5G mmWave في SoC ، فإن بيئة RF الحالية سوف تكون من طرف مزود بمطعم وحدة طرفية RF متناغمة (مثل Broadcom ، Murata ، Qorvo ، بدأت Skyworks و TDK / كوالكوم للتغيير.
أشار Troadec إلى أن Intel و Qualcomm جاهزان للدخول إلى قطاع الهاتف المحمول المصغّر بالنطاق الأساسي وجهاز الإرسال والاستقبال ، وهما يأملان في إتقان مجال RF اللاسلكي وتوفير حلول متكاملة ، وتهدف هذه الشركات إلى "تحقيق سلسلة صناعة RF". وتحت تصميم المنزل كاملة ".
إذا حصلت Broadcom على Qualcomm ...
من منظور منتجات وتقنيات شركة Broadcom و Qualcomm ، يعتبر سوق الهواتف المحمولة سوقًا تكامليًا للغاية لهاتين العملاقين ؛ فوفقًا لملاحظة من Broadec ، يتمتع Broadcom بمكانة عالية في الفضاء اللاسلكي و Wi-Fi ، وتستخدم Qualcomm على نطاق واسع في التطبيقات. المعالجات (AP) ورقائق النطاق الأساسي وأجهزة الإرسال والاستقبال و Wi-Fi / Bluetooth (BT) والأسواق الأخرى بالإضافة إلى NXP's NFC ووحدة التحكم الدقيقة (MCU).
اليوم ، اكتسبت كوالكوم زخمًا في السوق بشكل تدريجي من 5G mmWave ، ويركز Broadcom على 6 غيغاهرتز ، وقال Troadec أنه إذا لم يتم حظر عمليات الاستحواذ على الشركتين من قبل الرئيس الأمريكي Chuanpu ، فإن Broadcom و Qualcomm بالكامل وقالت: "هذا هو السبب في أننا رأينا إنتل تصبح قلقة للغاية وحاولت أن تدخل في مناقشة هذا الاستحواذ ، حتى لو كانت تفكر في شراء Broadcom. تعال ".
التصنيف: سوزان هونج