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射频芯片:工艺成本功耗是永恒热点

来源:中国电子报?? 2007年10月11日 ?? 收藏0

  支持手机功能的两大核心芯片之一的射频收发芯片一直被认为是中国无线通信和3G产业的薄弱环节。去年下半年,国内两家领先的射频芯片企业锐迪科微电子(上海)有限公司(以下简称“锐迪科”)和鼎芯通讯(上海)有限公司(以下简称“鼎芯”)都宣布推出采用CMOS工艺的TD-SCDMA射频(RF)芯片,一举弥补了中国TD-SCDMA产业链发展的短板。随后,锐迪科宣布“推出全球首颗支持HSDPA的TD-SCDMA/GSM双模射频芯片”。CMOS工艺正逐渐取代硅锗BiCMOS工艺和硅BiCMOS工艺成为射频芯片的主流工艺,与此同时,射频芯片集成更多的功能也成为热门话题。面对国外企业的竞争,本土企业在保持清醒头脑的同时,对于竞争也是无所畏惧。

  3G时代带来更多挑战

  在2G和2.5G平台上,所有的射频指标都是国外公司定义和实现的,经过20年的发展,已经很成熟和稳定。因此作为3G,首先就要在起点上不低于之前的系统。例如,工艺、功耗和成本等,另外还要考虑双模的设计,而这些问题都是极具挑战性的技术问题和生产问题。

  鼎芯公司技术负责人在接受《中国电子报》记者采访时表示,在射频芯片的发展过程

中,从早期的分立元件到分立的芯片模块,再到高度集成的射频单芯片,乃至全系统单芯片都是非常具有跨越意义的。1996年,爱立信、西门子和诺基亚等公司在芯片供应上超过摩托罗拉,最后实现了市场的高度占有。此外,随着零中频架构的广泛采用,降低了射频的整体功耗和整合周期。

  在2000年之后,3G等宽带系统提出了高要求:包括高线性、良好的灵敏度、迅速的锁定和稳态时间等,都将系统的整体性能转嫁到射频电路上,提出了更苛刻的要求。另外,因为3G系统都是基于CDMA的扩频系统,扩频接扩的处理直接将通道上的各种噪声和干扰投射到系统的传输指标上,又反过来对系统的整体容量产生影响,产生“地板效应”,因此射频系统的设计好坏,会直接影响到整体的系统性能可靠性和信道质量。

  CMOS工艺成主流

  根据市场调查机构iSuppli的报告,手机用射频收发芯片采用CMOS工艺的比重逐年提高,估计将从2001年的2%和2005年的20%逐渐增加到2009年的40%。目前,硅锗BiCMOS工艺占据70%左右的市场份额,硅BiCMOS工艺则基本退出市场。

  CMOS工艺射频芯片首先进入低端GSM手机,继而向高端GSM手机发展。包括英飞凌、高通等厂商已陆续推出RF CMOS产品。未来随着3G时代的来临,射频CMOS工艺将越来越重要。

  锐迪科市场总监樊大磊在接受《中国电子报》记者采访时表达了对CMOS工艺的坚定支持,他说:“CMOS工艺将成为适合于射频IC的主流工艺。随着无线通信产品向着消费电子领域转化,对产品成本的要求也越来越高,高性价比的射频IC将无可争辩地占据市场。CMOS将以其成本方面的优势替代硅锗BiCMOS工艺和硅BiCMOS工艺成为射频芯片的主流工艺。当然,CMOS工艺除了成本优势以外,另一个逐步显现的优势是其易于实现在数字域对射频信号进行处理,这对于提升芯片性能及开发多模芯片具有重要的意义。随着TD-SCDMA终端朝着多媒体平台和PDA方向发展,对于终端射频部分成本和功耗的要求将会进一步提高,锐迪科着手准备使用更为先进的CMOS工艺加以应对。”?

  射频芯片将融合更多功能

  基带芯片和射频芯片的集成一直是手机业界孜孜不倦的话题。不过,基带芯片和射频芯片的整合并不是目前真正具有需求的话题,在业内Silicon Laboratories做到了单芯片的设计,但是并没有在市场上大受欢迎,而是被收购。很多国外的RF专业厂家在手机平台上依然有不小的份额,“因此虽然射频芯片和基带芯片的完全整合与集成这个话题会持续存在下去,但是在未来3年内,没有真正的动力去进行这方面的投入。”鼎芯公司技术负责人表示。

  不过,从未来发展趋势来看,TD-SCDMA射频芯片实现与基带芯片的更多融合是必然趋势。樊大磊认为,对于架构而言,与射频相关的某些增值应用将会成为射频收发芯片融合的具有最大可能的部分。这种架构上的转变将会使传统的射频收发部分慢慢地朝向面向多种应用的射频多业务平台转变,变成一种收发器+调谐器的集成,这些业务包括GPS、数字广播等等。

  鼎芯TD-SCDMA项目总监王立宁博士在接受《中国电子报》记者采访表示:“在架构上,后续的演进将集中在符合TDD要求的射频指标优化上,包括切换、睡眠、T3R4等内在的设计问题,还包括外部的接口简化和后续的HSDPA、HSUPA与LTE的推进。”


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射频芯片? 功耗? 工艺? 成本?

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