国产射频前端，攀登新高峰
2022-09-27 14:08阅读：
对于Sub-3GHz PAMiD模组产品设计，主要的挑战有：
1. 全模块子电路的设计和量产能力
需要射频前端厂商有模块内每个主要电路的成熟设计及产品化能力，如各频段的PA、LNA及开关等，并且各子模块电子无性能短板。
2. 强大的系统设计能力
全集成模组本身构成一个复杂的系统，涉及到发射与接收之间隔离、各频段之间的抑制及载波聚合的通路设计等等问题。射频前端不再是一个单独的功能模块，需要厂商有强大的系统分析与设计能力。
3. 小型化滤波器资源
小型化可集成的滤波器资源是模组设计的稀缺资源，目前在Sub-3GHz用到的主要是WLP（Wafer Level
Package，晶圆级封装）或CSP（Chip Scale
Package，芯片级封装）两种封装结构的滤波器。两种滤波器中，WLP滤波器尺寸小、与模组内其他模块的设计中有优势，是未来模组内滤波器的发展方向。
在成功研发Sub-6GHz UHB
L-PAMiF并实现量产之后，慧智微、唯捷创芯和卓胜微率先进入PAMiD的研发。虽然面临诸多问题和挑战，但这三家公司利用各自的资源和优势做最大努力的技术攻关。
唯捷创芯：高度重视研发人员的引进、研发人才的培养和研发团队的建设。截至2021 年 6
月，公司的研发人员共 171 名，占公司员工比例
53.11%。公司的研发人员深耕射频前端行业多年，核心技术人员的从业经历已经超过二十年。技术积累、资源整合能力和大量研发投入是研发成功PAMiD的基础和保障。
慧智微：在PA模组产品方向上较早进行了积累，并形成了系列成果和优势。前端的PA/LNA模块采用可重构架构，集成度更高，晶圆更少，有助于兼容较大尺寸的滤波器；具有软件调谐特性，有助于集成之后的二次适配；多代产品持续积累，具备PAMiD的封装管控能力。公司人数规模已近300人，研发人员占比超过50%。
卓胜微：有了UHB L-PAMiF的技术基础和研发经
验，有了滤波器的资源整合，有了强大资金做后盾，有了优质的客户资源为基础，未来在PAMiD这个产品上应该会有收获。
升新高：海外归国创业做PAMiD，在国外有成功研发PAMiD的经验，回国越晚，技术越先进。
PA产品主导滤波器产品
射频前端的两个主体是PA和滤波器，射频前端产品的主体是模组，PA模组和RX FEM。
PA模组和RX FEM，都集成滤波器，成为最大射频前端产品市场。根据Yole预测，到2025年，PA模组市场规模增长到89亿美金，RX
FEM为46亿美金，分立式滤波器是42亿美元。
到底是PA主导滤波器还是滤波器主导PA呢？
个人观点：无源跟着有源走，被动跟着主动走，占比小的跟着占比大的走。因此，在接收模组里是开关跟着滤波器走，在PA模组里是滤波器跟着PA走。
现在，国产射频前端接收模组DiFEM都是跟着村田和高通（RF360）走，国产射频前端PA模组是跟着Skyworks和Qorvo走。
尽管村田对外宣称是模组公司，而不是滤波器公司；尽管在2012年村田收购了Renesas功率放大器业务，并在2014年，又以4.71亿美元收购Peregrine半导体以加强射频前端芯片业务，其手机PA模组仍没有取得成功。
相反，Skyworks、Qorvo和高通公司通过收购或者合并滤波器业务，其手机PA模组在市场上都取得了成功。
2014年，Skyworks与松下宣布组建合资公司，共同设计、开发SAW滤波器。2017年，Skyworks宣布以7.65亿美金收购合资公司旗下松下剩余的34%股权，实现全资控股。
2015年，RFMD和TriQuint合并成立Qorvo，RFMD擅长手机端射频器件，TriQuint则在SAW Filter和BAW
Filte有技术基础和优势
2017年，RF360是高通与TDK共同成立的合资企业，制造SAW滤波器，来支持高通提供完整的4G/5G射频前端解决方案。2019年高通完成收购TDK合资公司，此次收购包括体声波(BAW)、表面声波(SAW)、温度补偿表面声波(TC-SAW)以及薄膜式表面声波(Thin
Film SAW)等射频前端滤波器技术。
村田在PA模组产品上落败，却在RX FEM取得成功，为什么会是这样的结果？
因为做不做UHB
L-PAMiF和PAMiD是手机射频PA公司跟平台一起决定的，不是滤波器公司决定。如果搞不定集成滤波器，射频PA公司可以采用分立方案，而且在高频段是采用IPD技术和LTCC滤波器，这方面不存在滤波器工艺的壁垒。村田在PA技术上没有竞争力，导致PA模组不成功。可以从发射部分和接收部分来具体分析。
对于发射部分（PA模组）：
1. 发射通路是一个复杂的系统，涉及到功率、功耗、线性度、不同频段间的隔离等复杂指标，这些指标之间相互影响，需要综合考虑。
2.
这些指标中，大多数重要指标与PA相关，比如功率、效率、线性度等，这些指标难度高，对系统影响大，所以一般发射通路的标准和方案由PA公司和平台共同制定。
3. 滤波器作为发射系统中的子模块，承担分解过后的滤波器部分指标实现，很难参与到全局系统指标的定义中来。
所以，PA模组开发的主导权掌握在PA公司手中。
对于接收部分（RX FEM）：
1. 接收部分不涉及大功率的输出指标，不需要考虑大信号对其他频段的干扰，所以接收部分系统指标定义中需要综合考虑的指标较少。
2. 对于接收部分，射频前端公司容易单独完成指标拆解和定义。
3. DiFEM包含开关和滤波器，显然和开关相比，滤波器是核心资源，谁掌握核心资源谁就掌握主导权。
所以，DiFEM产品由滤波器公司主导。
但是，对于L-FEM，包含LNA、开关、滤波器三部分构成，由于LNA本身涉及到一些平台系统配合指标的设计，所以PA公司与滤波器公司均发挥自己优势，在这个产品形态中展开竞争，目前势均力敌。
最终，是手机射频PA公司走向滤波器，还是滤波器公司走向手机射频PA？
除非并购一家不错的滤波器公司，否则手机射频PA公司也很难从零开始去做滤波器。PA公司只要关注设计并采用成熟供应链就行。滤波器公司做的是全流程，从EDA到设计，从工艺到封测，这四部分哪个环节都很重要，哪个环节都要自己搞定，滤波器设计不一定是最重要的部分，某大厂做滤波器，仅EDA研发就投入200人。这几年下来，行业认知已达成一致，国内滤波器公司都开始搞工厂建自己产线，打通全产业链。做滤波器，是大资金和长时间的投入，一个也不能少。
至于滤波器公司去做手机PA，难度同样相当大，村田的案例就摆在眼前。
写在最后
心中有光，素履以往；行而不辍，未来可期。
时间从来不语，却见证了中国射频芯片的崛起。攀登上PAMiD这座技术高峰，一起坐看云淡风轻。滤波器是我们心中的一片海，波澜壮阔又深情款款；长风破浪会有时，直挂云帆济沧海。
射频人，在路上。
