azione industriale sembra poco più di Mobile World Congress tenutosi a Barcellona, Spagna (MWC) di Carnevale, i fornitori del settore della tecnologia, OEM e gli operatori del sistema di agire immediatamente di fronte una serie di ostacoli allo sviluppo di 5G risolto. In realtà, questi problemi Ancora solo un punto di partenza.
. Sviluppo 5G di questioni tecniche che sono molti, per 5G onde millimetriche (mmWave) - sono attesi per eseguire a 28GHz, 39GHz o la frequenza 60GHz - la saggezza di antenne e radio frequenza (RF) front-end, non può compromettere seriamente la comparsa di Prestazioni del telefono 5G mmWave.
RF imprenditori elettronica di Yole Développement Claire TROADEC accettare l'intervista "EETimes" dopo il MWC, ha detto: 'Anche se, come Qualcomm (Qualcomm), Intel (Intel), MediaTek (MediaTrk) e Samsung (Samsung) e molte altre aziende sono telefono cellulare 5G mmWave come una piattaforma di visualizzazione, crediamo, non sarà il primo ad implementare il telefono e in applicazione 5G mmWave di 'contrasto, 5G mmWave più probabilità di diventare chip di dati in banda base fissa sulla scrivania o un tavolo, in modo che il consumatore Può essere utilizzato per scaricare o trasmettere in streaming un gran numero di applicazioni a banda larga.
Un'altra sfida nell'implementazione dei segnali wireless 5G mmWave nei telefoni cellulari è la durata della batteria e il consumo di energia.Per le Olimpiadi invernali del 2018 tenutesi a Pyeongchang quest'anno, Samsung avrebbe mostrato il proprio tablet PC 5G. Sebbene il funzionamento di questo dispositivo sia stato molto fluido, la valutazione su MWC è stata abbastanza sorprendente: dopo 30 minuti, la batteria era scarica.
In risposta a queste voci, Troadec ritiene che "la trasmissione del segnale 5G mmWave del telefono avrà un problema di consumo eccessivo di energia." Sospetta che la maggior parte dei principali produttori avrebbe dovuto prestare molta attenzione a quest'area. "Ma ha aggiunto che ha trovato questi I produttori di tecnologia non hanno proposto molti rimedi per questo evidente problema di consumo di energia a livello di sistema nelle applicazioni 5G New Radio (5G NR). Ha detto che nessuno è disposto a discutere ulteriormente questo problema durante lo show.
L'interferenza che il modulo RF 5G mmWave introdurrà nel mercato emergente dei 5G non sarà limitata ai cambiamenti tecnologici, ma è interessata anche l'intera catena di fornitura del settore che attualmente fornisce componenti e moduli RF 3G e 4G.
Yole ha spiegato che poiché 5G mmWave consente ai fornitori di utilizzare la tecnologia CMOS o SOI per progettare moduli front-end RF in SoC, quest'area aprirà il mercato RF per "progettisti e produttori CMOS avanzati" attualmente nell'ecosistema mobile. Oltre a Intel e Qualcomm, le aziende che sono entrate in quest'area includono Samsung, Huawei e MediaTek.
Più bande 5G, più moduli front-end RF
L'industria della telefonia mobile ha fatto passi da gigante quando i fornitori di tecnologia iniziano a costruire complessi moduli RF front-end (RFFE) in grado di gestire bande di frequenza crescenti. Secondo Trendec, lo standard cellulare evolve da 3G a 4G con standard cellulari. Il numero di bande di frequenza deve essere aumentato da 4 a 30.
Con le tecnologie e le applicazioni 5G in atto gradualmente, la situazione diventerà più complessa, in teoria, anche se 5G è uno standard, ma ha tre importanti elementi costitutivi: per l'Internet of Things (IoT) è 5G, l'uso di sub-6 GHz 5G, e l'uso della tecnologia RF mmWave. 5G. a vista, Troadec osservato che 'questo significa che l'integrazione di diverse proprietà hanno elementi insieme.'
Ciò indica 5G seguirà 'fasi diverse, differenti versioni dello sviluppo parallelo 5G' direzione. In altre parole, non v'è un unificata 5G RFFE, ma '5G degli oggetti, 5G sub-6 GHz e secondo il suo rispettivo percorso mmWave 5G sviluppo, e dei rispettivi sistemi-a-pacchetto (SIP) RF per stabilire un ecosistema avanzamento parallela '.
Quindi, quale tipo di percorso RFFE sarà adottato per ciascun tipo di tecnologia 5G? Troadec ritiene che la tecnologia 5G mmWave apporterà le innovazioni più dirompenti e si aspetta inoltre che sia necessario riprogettare e adottare nuovi materiali.
Fortunatamente, 5G mmWave può terminare le attuali applicazioni del modulo front-end basate sulla tecnologia SiP per i sistemi front-end 2G, 3G e 4G. Troadec ha spiegato: "È possibile progettare ogni architettura basata su tecnologia CMOS o SOI avanzata. Moduli - tra cui amplificatori di potenza (PA), amplificatori a basso rumore (LNA), filtri, interruttori e componenti passivi. "Ciò porterà allo sviluppo di modelli front-end di SoC per molti fornitori di chip digitali che in precedenza non avevano competenze RF. Gruppo di opportunità.
Allo stesso tempo, per le tecnologie 5G al di sotto dei 6 GHz, Troadec ritiene che si baserà sull'innovazione incrementale e ha spiegato che in questa banda si prevede che saranno necessarie solo modifiche minime alla distinta base (BoM). Cambia l'attuale architettura del pacchetto RF.
Poiché 5G IoT utilizzerà frequenze inferiori a 1 GHz, Troadec ritiene che il pacchetto di semiconduttori di 5G RFFE "abbia bisogno di innovazione minima o nulla" in questa banda, tuttavia, 5G IoT per problemi di trasmissione dati con un gran numero di dispositivi IoT Norme e accordi non sono ancora stati definiti e standardizzati.
Quali sono i "grandi caffè" nella catena di approvvigionamento RF?
Prima di approfondire i dettagli del programma di esplorazione soluzione 5G RF, diamo un'occhiata a ciò che sono attualmente il principale fornitore di componenti RF e moduli.
Tipicamente, un tale modulo front-end RF è un commutatore RF, PA / LNA, filtri RF e elementi di antenna (sintonizzatore e interruttori) e di altri componenti RF loro.
In questo filiera RF affollato, i principali produttori RF, tra cui Sony, Murata (Murata, alla fine del 2014 l'acquisizione di Peregrino Semiconductor), Skyworks, Qorvo, Infineon (Infineon), Broadcom (Broadcom) / Avago, Cavendish Kinetics, TDK EPCOS e così via.
Ogni azienda ha i propri componenti RF proprietarie, tipicamente ogni substrato diverso e tecnologia di processo. Queste tecniche includono selezionando compreso e da RF-SOI BiCMOS al CMOS bulk, nitruro di gallio (GaN) e simili RF MEMS.
Poiché diversi tipi di componenti RF utilizzano tecnologie di processo diverse, il percorso utilizzato per integrare i moduli RF oggi viene solitamente selezionato sotto forma di SiP anziché di SoC.
Attualmente, per frequenze inferiori a 2 GHz, 3G, 4G e 5G inferiori a 6 GHz, Troadec conferma che "l'unico modo per soddisfare i severi requisiti di prestazioni wireless negli smartphone è l'approccio SiP".
Nessun fornitore di componenti RF ha attualmente la possibilità di avere ciascuna delle migliori tecnologie.Tradec ha spiegato che nell'integrazione front-end RF, "Ciascuno dei blocchi richiede una tecnologia molto dedicata: l'uso della tecnologia a base di arseniuro di gallio (GaAs) Il miglior PA, il miglior switch che utilizza la tecnologia SOI, il miglior filtro che utilizza l'onda acustica di superficie (SAW) e l'onda acustica di massa (BAW) e il miglior LNA che utilizza la tecnologia del silicio germanio (SiGe).
Troadec ha affermato: "Broadcom, Murata, Qorvo, Skyworks e TDK / Qualcomm sono attualmente in grado di fornire tecnologia di processo SiP ai produttori di moduli front-end RF".
Ha spiegato che ogni prodotto ha i propri requisiti caratteristici, come modulo ad alta frequenza, modulo di frequenza intermedia, modulo a bassa frequenza e modulo di ricezione diversificato, ecc., Rispettivamente, utilizzando il "modulo multiplexers PA integrato" (PAMiD) Oppure è una forma di "front-end multiplexer integrato" (FEMiD): PAMiD è un modulo personalizzato altamente integrato, orientato alle prestazioni ma costoso, utilizzato solo da Apple, Samsung e Huawei; FEMiD offre migliori prestazioni e vantaggi in termini di costi, favorito dai produttori di smart phone di livello 2 come LG e le società di telefonia mobile.
Ha concluso: "Vediamo che solo poche aziende possono svolgere un ruolo in questo ambiente altamente tecnologicamente misto".
5G sub-GHz: seguire SiP ...
Mentre l'industria cellulare si sviluppa verso il 5G, per il modulo front-end RF 5G sub-GHz, si prevede che lo stesso principio continuerà ad essere utilizzato: l'integrazione SiP.
Tuttavia, secondo Yole, ci saranno alcuni cambiamenti in futuro per una maggiore integrazione di SiP e pacchetti.Tradec ha spiegato che queste nuove misure includono l'integrazione di LNA e l'attivazione dello stesso chip e l'utilizzo di più su piattaforme basate su SOI. Utilizzato principalmente per l'approccio WLP (wafer-level packaging) dei filtri per risparmiare spazio su chip (ad esempio, solo Broadcom utilizza questo metodo e Qorvo sta sviluppando questo metodo). Inoltre, l'approccio di packaging a livello di wafer è adatto anche per l'imballaggio PA (oggi usa ancora il bonding dei cavi).
5G mmWave: da SiP a SoC
Indubbiamente, il modulo front-end RF da 5G mmWave rivoluzionerà la più complessa catena di fornitura di componenti / moduli RF Grazie all'utilizzo di varie tecnologie di processo, viene prodotto un gran numero di componenti RF complessi. In futuro, l'imminente potrebbe essere basato su Importa il modulo front-end mmWave in SoC realizzato con tecnologia CMOS o SOI avanzata.
Ci sono molte ragioni per cui 5G mmWave può progettare moduli RF in SoC.
In primo luogo, Troadec ha spiegato che 5G mmWave significa che si sta spostando sull'area dello spettro in cui è disponibile la larghezza di banda. "Quindi, non abbiamo bisogno di molte bande di frequenza per inviare informazioni, semplificando ulteriormente la sua architettura wireless."
Pertanto, ciò riduce anche le restrizioni sulla tecnologia del filtro. "Il filtro di alto ordine non è necessario nel modulo," Tuttavia, ha avvertito, "Dobbiamo ancora utilizzare diverse tecnologie wireless (4G o 5G sub-6 GHz e 5G mmWave) Consente di commutare gli interruttori di alto livello (altamente isolati, lineari).
Ha anche sottolineato che per la tecnologia 4G, "abbiamo utilizzato un'aggregazione portante (CA) di larghezza di banda di 20 MHz per banda e utilizzato anche più bande di frequenza, pertanto richiede una tecnologia di filtro di alto livello per distinguere ogni banda. In ogni segnale, ma attualmente sono disponibili solo componenti BAW (tecnologia MEMS).
Un altro fattore importante è l'uso del trave di formatura 5G mmWave tecnologia (beam forming), in modo da formare un fascio, mentre la trasmissione di informazioni ad una pluralità di requisiti e limiti degli utenti che ridurrà la potenza trasmessa PA. D'altra parte, questo significa anche che la tecnologia CMOS può svolgere un ruolo 'aggiunse:' in frequenza mmWave, induttanza diventa piccola, quindi, è possibile utilizzare CMOS / SOI tecnologia di integrazione di componenti passivi.
Tuttavia, Troadec ancora una volta sottolineato che per moduli RF 5G mmWave, sembra che uno dei fattori che limitano il consumo energetico dell'intero sistema. 'Perché dobbiamo chiarire questo problema? Inoltre, si deve ancora spiegare perché, tecnicamente, e deve cosa fare, 'al fine di risolvere questo problema.
Nel campo RF di nuovi entranti
Una volta che l'industria si sposterà per adottare la tecnologia CMOS o SOI, progettare il modulo front-end RF da 5G mmWave in SoC, l'attuale ecologia RF sarà da un club fornitore di moduli front-end apparentemente armonioso RF (come Broadcom, Murata, Qorvo, Skyworks e TDK / Qualcomm hanno iniziato a cambiare.
Troadec ha sottolineato che Intel e Qualcomm sono pronti a entrare nel business del chip e del ricetrasmettitore baseband per dispositivi mobili, sperando di padroneggiare il campo RF wireless e di fornire soluzioni end-to-end.L'obiettivo di queste aziende è "dare la massima priorità alla catena del settore RF". E sotto il design della casa completa '.
Se Broadcom acquisisce Qualcomm ...
Dal punto di vista dei prodotti e delle tecnologie Broadcom e Qualcomm, il mercato della telefonia mobile è un mercato altamente complementare per questi due giganti: secondo l'osservazione di Broadec, Broadcom è altamente posizionata nello spazio wireless e Wi-Fi e Qualcomm è ampiamente utilizzato nelle applicazioni. Processori (AP), chip in banda base, transceiver, Wi-Fi / Bluetooth (BT) e altri mercati, oltre a NFC NFC e al suo microcontroller (MCU).
Oggi, Qualcomm ha gradualmente conquistato lo slancio del mercato da 5G mmWave, e Broadcom si concentra su sub-6 GHz. Troadec ha detto che se le acquisizioni delle due società non fossero state bloccate dal presidente Trump, allora Broadcom e Qualcomm E 'una situazione altamente oligopolistica nel mercato. "Ha chiesto:" Ecco perché abbiamo visto Intel molto preoccupata e ha cercato di intervenire nella discussione di questa acquisizione, anche se sta pensando di acquistare Broadcom. Vieni.
Compilation: Susan Hong