3G手機射頻集成障礙

時間對手機設計人員來說始終是一種稀缺商品，而手機射頻部分的集成一直耗費著過多的寶貴開發(fā)資源。隨著手機復雜性的增長，射頻IC集成的負擔也在不斷加重。然而，隨著無線手機OEM廠商開始在他們的產品中增加EDGE和3G支持，射頻組件和子系統(tǒng)廠商再也不能將這一重擔推到OEM廠商身上。相反，射頻廠商現(xiàn)在開始承擔這一責任。他們不僅需要減少組件數量并降低射頻子系統(tǒng)的成本，還需要提供問題最少、功能強大的射頻前端子系統(tǒng)來加快上市時間，同時實現(xiàn)與上一代2G子系統(tǒng)相同的效益。

　　長期以來，初始BOM成本的降低和尺寸的縮小一直是設計工作的重點(如圖1所示)。一般的蜂窩射頻路線圖將這一重點反映為部件的減少和成本的不斷降低。對于3G射頻子系統(tǒng)，需要從使用很多獨立射頻IC和前端組件、具有2個并行射頻路徑(一個用于GSM/GPRS/EDGE信號，另一個獨立路徑用于3G UMTS信號)的多芯片解決方案遷移到更加高度集成的最新產品系列(如圖2所示)。

　　3G技術的演進表明大幅度減少組件數量是最終結果

　　圖1 3G技術的演進表明大幅度減少組件數量是最終結果

　　圖2 總投資成本包括比平時通?？紤]的因素更多的因素

　　圖2所示的最終板卡部件數量減少、廠商整合和供應鏈整合效率可以幫助手機OEM廠商大幅度節(jié)約成本。然而，這只是手機生產商面臨的降低總投資成本(TCO)這一嚴峻挑戰(zhàn)的一部分內容。他們需要承擔很高的開發(fā)成本，以及最先進3G功能電話難以置信的復雜性所導致的有關生產質量的成本。解決手機 TCO方面的其他問題需要一種新方法來設計射頻子系統(tǒng)。

　　與射頻子系統(tǒng)集成相關的開發(fā)成本包括所有工程人員勞務成本。這些人員負責插入射頻IC、功率放大器、過濾器元件、低噪放大器和支持每種模式 (GSM/EDGE/UMTS)以及每款電話型號的頻段需要的交換機。這些成本還包括創(chuàng)建或修改電話的第一層軟件以推動所有的組件、匹配每個組件之間的阻抗，實現(xiàn)最佳無線性能以確保符合3GPP規(guī)范和運營商要求的成本。這是所有頻段、模式和手機運行功率電平所必需的。這是一個高度重復的軟/硬件優(yōu)化工作，通常由芯片組廠商完成。他們?yōu)槭謾C設計人員提供參考設計來作為手機開發(fā)工作的起點。然而，由于每個手機生產商面臨的差分其產品的巨大壓力，因此定制是必不可少的。在傳統(tǒng)的射頻子系統(tǒng)架構中，這種定制要求花費數月時間，開發(fā)并測試完整的手機需要幾十位技能熟練的射頻工程師辛苦工作。

　　多模、多頻手機的復雜性為手機OEM廠商和合作伙伴帶來了很多生產挑戰(zhàn)。他們需要在將每款手機銷售給客戶之前要進行全面的設計和測試。在組裝完手機PC主板并安裝所有必需的組件后，每部手機還必須利用軟件進行編程，對手機進行個性化以適應目標地區(qū)的使用。此外，它還必須有專門針對將要銷售手機的營銷渠道(網絡運營商、零售商或者虛擬網絡運營商)設計的獨特“外觀”。然后必須通過軟件進行校準，而且所有頻段、模式和功率電平必須經過全面檢查，以確保每款手機都能正常運行，同時達到客戶對電池壽命的期望而不會生成干擾其他呼叫或運營商網絡服務的射頻信號。與生產流程有關的成本包括裝配時間的折舊費 (與PC主板上的組件數量直接相關)、軟件下載/校準時間、測試時間、最終生產量和調試以及修復故障手機的成本。(如表1所示)。

　　隨著中端和高端手機中采用的頻段和模式數量的不斷增長，開發(fā)和生產成本達到了使用傳統(tǒng)射頻方法不可能接受的水平。處理那些不會直接受到《摩爾定律》(Moore’s law)影響的TCO部分是射頻子系統(tǒng)廠商面臨的新挑戰(zhàn)。迎接這個挑戰(zhàn)需要新的更智能的射頻子系統(tǒng)架構。