Industrielle Aktion scheint kaum über dem Mobile World Congress in Barcelona, Spanien (MWC) Karneval, die Lieferanten der Technologie-Industrie, OEM und Systembetreiber zu handeln konfrontiert sofort eine Reihe von Hindernissen für die Entwicklung von 5G gelöst. In der Tat, diese Probleme nur ein Ausgangspunkt.
. 5G Entwicklung von technischen Fragen, die für die Welle 5G Millimeter viele sind (mmWellen) - bei 28 GHz durchführen zu erwarten sind, 39GHz oder 60 GHz Frequenz - die Weisheit der Antennen und Radiofrequenz (RF) Front-End, beeinflussen kann nicht ernsthaft das Aussehen 5G mmWave Telefonleistung.
Yole Développement des RF elektronischen Unternehmer Claire Troadec die "EETimes" Interview nach dem MWC akzeptieren, sagte sie: ‚Obwohl sie als Qualcomm (Qualcomm), Intel (Intel), MediaTek (MediaTrk) und Samsung (Samsung) und viele andere Unternehmen sind 5G mmWellen Handy als Display-Plattform, so glauben wir, wird nicht die erste sein, das Telefon und bei 5G mmWellen Anwendung von ‚dagegen 5G mmWellen eher implementieren festen Datenbasisband-Chip auf dem Schreibtisch oder Tisch werden, so dass die Verbraucher Kann zum Herunterladen oder Streamen einer großen Anzahl von Breitbandanwendungen verwendet werden.
Eine weitere Herausforderung beim Einsatz von 5G-mmWave-Funksignalen in Mobiltelefonen stellen die Akkulaufzeit und der Stromverbrauch dar. Während der Olympischen Winterspiele 2018 (2018 Winterolympiade) in Pyeongchang stellte Samsung angeblich seinen eigenen 5G-Tablet-Computer vor. Obwohl der Betrieb dieser Vorrichtung sehr glatt war, war die Bewertung auf MWC ziemlich überraschend: Nach 30 Minuten war die Batterie leer.
Für dieses Gerücht, denkt Troadec, ‚5G mmWellen Telefonsignalübertragung High-Power-Probleme.‘ Sie vermutete ‚dominierender Anbieter einen breiten Schwerpunkt in diesem Bereich haben sollte.‘ Aber sie fügte hinzu, dass sie diese gefunden 5G Technologieanbieter bezieht sich nicht auf den neuen Funk (5G neuer Funk; 5G NR) -Anwendungen die offensichtliche Frage der Systemebene Macht viele Mittel zu erhöhen, sagte sie, niemand bereit ist, die Frage weiter auf der Messe zu diskutieren.
5G mmWellen RF-Modul 5G Schwellenländern Interferenz bringen, und auf Veränderungen in der Technologie beschränkt. Tief beeindruckt von der Stromversorgung beeinträchtigt auch 3G und 4G RF gesamte Lieferkette "Komponenten und Module enthält.
Yole erklärte, dass aufgrund 5G mmWellen Anbieter CMOS oder SOI-Technologie zu verwenden, in der SoC-Design HF-Front-End-Modul, so wird das Feld in der mobilen Öko-Systemarchitektur ‚Designer und Hersteller von fortschrittlichen CMOS‘ vorhanden sein, in den HF-Markt einge die Tür. neben Intel und Qualcomm, auf dem Gebiet der Industrie geben umfasst auch Samsung, Huawei Technologies (Huawei) und MediaTek.
Je mehr 5G Band, RF Front-End-Modul noch mehr
Als Technologieanbieter der Erstellung komplexes HF-Front-End begangen werden, um die zunehmende Häufigkeit (RFFE) Module, mobile Industrie hat große Fortschritte gemacht zu behandeln. Nach Troadec, mit den 3G-Mobilfunkstandards von der Entwicklung bis 4G, RF-Front-End in Reaktion auf die Anzahl von Frequenzbändern deutlich zu vier von 30 erhöht werden muß.
Mit 5G Technologien und Anwendungen an Ort und Stelle nach und nach wird sich die Situation in der Theorie komplexer geworden, obwohl 5G ist ein Standard, aber es hat drei wichtige Elemente Bestandteil: für das Internet der Dinge (IoT) ist 5G, die Verwendung von Sub-6 -GHz-Band 5G und die Verwendung von mmWellen. 5G. RF-Technologie in der Ansicht, beobachteten Troadec, dass ‚dies bedeutet, dass die Integration verschiedener Eigenschaften Elemente zusammen hat.‘
Dies zeigt 5G wird ‚verschiedene Phasen, verschiedene Versionen der parallelen Entwicklung 5G‘ Richtung. Mit anderen Worten, es ist keine einheitlicher 5G RFFE ist, aber ‚5G IoT, 5G Unter 6 GHz und entsprechend ihren jeweiligen Pfad des mmWellen 5G Entwicklung und ihre jeweiligen HF-System-in-Package (SiP) einen parallelen Verlauf Ökosystem zu etablieren. '
Also, welche Art von RFFE-Weg wird für jede Art von 5G-Technologie angenommen werden? Troadec glaubt, dass 5G mmWave-Technologie die meisten disruptive Innovationen bringen wird.Sie erwartet auch, dass die nächste muss das Design ändern und neue Materialien übernehmen.
Glücklicherweise kann 5G mmWave die aktuellen SiP-basierten komplexen Front-End-Modul-Anwendungen für 2G-, 3G- und 4G-RF-Frontend-Systeme beenden.Troadec erklärt: "Sie können jede Architektur basierend auf fortschrittlicher CMOS- oder SOI-Technologie entwerfen. Module - einschließlich Leistungsverstärkern (PAs), rauscharmen Verstärkern (LNAs), Filtern, Schaltern und passiven Komponenten. "Dies wird zur Entwicklung von SoC-Frontend-Modellen für viele digitale Chiphersteller führen, denen es bisher an HF-Know-how fehlte. Gruppe von Möglichkeiten.
Inzwischen 5G-Technologie in der 6 GHz Band (sub-6 GHz) ist, denkt Troadec es auf der inkrementellen Innovation basieren wird. Sie erklärte, dass in diesem Band erwartet wird, muss nur die Liste des minimal Materials (BOM) ändern Ändern Sie die aktuelle RF-Paketarchitektur.
Da IoT. 5G Frequenzen unter 1 GHz verwendet wird, und daher in Betracht gezogen, dass die Troadec Band, das Halbleitergehäuses apos 5G RFFE erfordert wenig oder so gut wie keine Innovation‘. Jedoch Vorrichtung eine große Anzahl von Fragen zum Erzeugen von Datenübertragung. 5G IoT IoT Normen und Vereinbarungen sind noch nicht definiert und standardisiert.
Was ist der "große Kaffee" in der RF-Lieferkette?
Bevor wir uns den Details der 5G-RF-Lösungen zuwenden, lassen Sie uns zunächst die wichtigsten derzeit verfügbaren HF-Komponenten- und Modullieferanten betrachten.
Typischerweise wird eine solche RF-Frontend-Modul ist ein HF-Schalter, PA / LNA, RF-Filter und Antennenelemente (Tuner und Schalter) und anderen HF-Komponenten davon.
In dieser überfüllten RF Lieferkette großen HF-Herstellern, darunter Sony, Murata (Murata, Ende 2014 der Erwerb von Peregrin Semiconductor), Skyworks, Qorvo, Infineon (Infineon), Broadcom (Broadcom) / Avago, Cavendish Kinetics, TDK EPCOS Usw.
Jedes Unternehmen hat seine eigenen proprietären HF-Komponenten, in der Regel jedes unterschiedliches Substrat und Verfahrenstechnik. Diese Techniken umfassen die Auswahl inklusive und von der RF-SOI-BiCMOS-Bulk-CMOS, Galliumnitrid (GaN) und dergleichen RF MEMS.
Da verschiedene Arten von HF-Komponenten unterschiedliche Prozesstechnologien verwenden, wird der Weg, der heutzutage zur Integration von HF-Modulen verwendet wird, üblicherweise in Form von SiP anstelle von SoC gewählt.
Derzeit bestätigt Troadec für Frequenzen unter 2 GHz, 3G, 4G und 5G unter 6 GHz, dass "der einzige Weg, die strengen Leistungsanforderungen für drahtlose Geräte in Smartphones zu erfüllen, der SiP-Ansatz ist."
Es gibt keinen einzigen Anbieter von HF-Komponenten, der in der Lage wäre, die jeweils besten Technologien zu besitzen, wie Troadec in der RF-Front-End-Integration erklärt. Jeder der Bausteine benötigt eine sehr spezielle Technologie: die Galliumarsenid (GaAs) -Technologie Die beste PA, der beste Switch mit SOI-Technologie, der beste Filter mit Oberflächenwellen (SAW) und Bulk Acoustic Wave (BAW) und der beste LNA mit Silizium-Germanium (SiGe) -Technologie.
Troadec und sagte: "Broadcom, Murata, Qorvo, Skyworks und TDK / Qualcomm, ist derzeit in der Lage, RF-Front-End-Module für SiP-Prozesstechnologie-Anbieter bereitzustellen."
Sie erklärte, dass jedes Produkt seine eigenen charakteristischen Anforderungen hat, wie etwa Hochfrequenzmodul, Zwischenfrequenzmodul, Niederfrequenzmodul und diversifiziertes Empfangsmodul, usw., wobei der "integrierte Multiplexer des PA-Moduls" (PAMiD) verwendet wird. Oder es ist eine Form von "integriertem Multiplexer-Front-End-Modul" (FEMiD). PAMiD ist ein hochintegriertes Custom-Modul, das leistungsorientiert aber teuer ist. Es ist beschränkt auf Apple, Samsung und Huawei. FEMiD bietet bessere Leistungs- und Kostenkompromisse, die von Tier-2-Smartphone-Herstellern wie LG und Mobiltelefonunternehmen bevorzugt werden.
Sie kam zu dem Schluss: "Wir sehen, dass nur wenige Unternehmen in dieser technologisch sehr gemischten Umgebung eine Rolle spielen können."
5G Sub-GHz: Folgen SiP ...
Da sich die Mobilfunkindustrie in Richtung 5G entwickelt, wird erwartet, dass für das 5G-Sub-GHz-RF-Frontend-Modul das gleiche Prinzip weiterhin verwendet wird - die SiP-Integration.
Laut Yole wird es in der Zukunft einige Veränderungen für die Integration von SiP und Packaging geben, wie Troadec erklärte, dass diese neuen Maßnahmen die Integration von LNAs und das Einschalten desselben Chips sowie die Einführung von SOI-basierten Plattformen beinhalten. Meist verwendet für den Wafer-Level-Packaging (WLP) -Ansatz des Filters, um Platz im Chip zu sparen (beispielsweise nutzt nur Broadcom diese Methode, und Qorvo entwickelt diese Methode) Darüber hinaus eignet sich der Wafer-Level-Packaging-Ansatz auch für die Verpackung PA (heute noch Drahtbonden).
5G mmWave: Von SiP zu SoC
Zweifellos wird 5G mmWellen RF-Frontend-Modul vollständig die komplexeste HF-Komponenten / Module Supply Chain verändern. Durch die Verwendung einer Vielzahl von Prozesstechnologie, wodurch eine Reihe von komplexen HF-Komponenten Zukunft produzieren, kann es ausbleiben, basierend auf advanced CMOS SoC oder SOI-Technologie in Frontend-Modul import mmWellen.
Lassen Grund 5G mmWellen in dem SoC-Design seine HF-Module sind viele.
Zuerst Troadec erklärt, 5G mmWellen bedeutet, dass es zu der spektralen Bereich zur Verfügung stehenden Bandbreite dreht. ‚Deshalb haben wir nicht viele Bands benötigen Informationen zu übermitteln, um seine Wireless-Infrastruktur zu vereinfachen.‘
Dadurch werden auch die Einschränkungen der Filtertechnologie reduziert. "Eine Filterung im hohen Bereich ist im Modul nicht notwendig", warnte sie, "Wir müssen immer noch verschiedene drahtlose Technologien verwenden (4G oder 5G Sub-6 GHz und 5G) mmWave) Schalter höherer Ordnung (hoch isoliert, linear).
Sie wies auch darauf hin, dass wir für die 4G-Technologie eine Carrier-Aggregation (CA) mit einer Bandbreite von 20 MHz pro Band verwendet haben und auch mehrere Frequenzbänder verwendet haben, weshalb zur Unterscheidung jedes Band eine Filtertechnologie hoher Ordnung erforderlich ist. In jedem Signal sind derzeit jedoch nur BAW-Komponenten (MEMS-Technologie) verfügbar.
Ein weiterer wichtiger Faktor ist, dass 5G mmWave die Beam-Forming-Technologie verwenden wird, um es zu ermöglichen, Strahlen zu bilden und gleichzeitig Informationen an mehrere Benutzer zu übertragen. "Dies wird die PA-Leistungsübertragungsbeschränkungen und -anforderungen reduzieren. Das bedeutet auch, dass die CMOS-Technologie eine Rolle spielen kann. "Sie fügte hinzu:" Bei einer mmWave-Frequenz wird die Induktivität kleiner, daher ist es möglich, passive Komponenten mit der CMOS / SOI-Technologie zu integrieren. "
Allerdings betonte Troadec noch einmal, dass für das 5G-mmWave-HF-Modul einer der begrenzenden Faktoren der Stromverbrauch des gesamten Systems zu sein scheint. "Warum müssen wir dieses Problem klären? Und noch nie hat jemand technisch erklärt warum und warum Was zu tun ist, kann dieses Problem lösen.
Neueinsteiger in das RF-Feld
Sobald die Industrie auf CMOS- oder SOI-Technologie umstellt, wird das 5G-mmWave-RF-Frontend-Modul in SoC entwickelt, die aktuelle RF-Ökologie wird von einem scheinbar harmonischen RF-Front-End-Modulanbieter-Club (wie Broadcom, Murata, Qorvo, Skyworks und TDK / Qualcomm begannen sich zu ändern.
Troadec wies darauf hin, dass Intel und Qualcomm bereit sind, in das Baseband-Chip- und Transceiver-Geschäft einzusteigen, und hoffen, den RF-Bereich zu meistern und End-to-End-Lösungen anbieten zu können. Und unter dem kompletten Hausdesign ".
Wenn Broadcom Qualcomm übernimmt ...
Aus Sicht der Broadcom- und Qualcomm-Produkte und -Technologien stellt der Mobiltelefonmarkt für diese beiden Giganten einen äußerst komplementären Markt dar. Broadcast ist laut Beobachtung von Broadec im Wireless- und Wi-Fi-Bereich sehr gut positioniert, und Qualcomm wird häufig in Anwendungen eingesetzt. Prozessoren (AP), Basisband-Chips, Transceiver, Wi-Fi / Bluetooth (BT) und andere Märkte, plus NXP NFC und seine Mikrocontroller (MCU) Geschäft.
Heute hat Qualcomm allmählich Marktdynamik von 5G mmWave, während Broadcom auf 6 GHz konzentriert.Troadec sagte, dass, wenn die Akquisitionen der beiden Unternehmen nicht von US-Präsident Trump, dann Broadcom und Qualcomm blockiert wurden Und "wird eine sehr oligopolistische Situation auf dem Markt bilden." Sie stellte die Frage: "Deshalb haben wir gesehen, wie Intel sehr besorgt war und versucht hat, in die Diskussion über diese Übernahme miteinbezogen zu werden, selbst wenn sie erwägt, Broadcom zu kaufen. Komm.
Zusammenstellung: Susan Hong