Qorvo的訪談:5G半導(dǎo)體芯片開發(fā)有何進(jìn)展?
芯片組制造商、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施公司、設(shè)備 OEM 以及測試和測量公司多年來一直參與 5G 的研發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)制訂,隨著 5G 設(shè)備的上市,收獲的季節(jié)到了。今年市場涌現(xiàn)出各種消費者智能手機以及其他設(shè)備,從 5G 路由器和移動熱點到物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備不一而足。
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/202307/448379.htm這只是 5G 芯片組的第一波浪潮,5G 的高潮遠(yuǎn)未到來。為詳細(xì)了解 5G 芯片組的前沿發(fā)展,RCR Wireless News 聯(lián)系了 Qorvo,通過電子郵件與該公司移動 5G 業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān) Ben Thomas 暢談。Qorvo 在 2 月底宣布,其集成式 5G 前端模塊投入大規(guī)模生產(chǎn),以支持今年不斷擴張的設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施生態(tài)系統(tǒng)。以下問答經(jīng)過適當(dāng)編輯和精簡。
Thomas:以手機為主的芯片組發(fā)展順利。第一組芯片組實際上是基于第 15 版前暫行標(biāo)準(zhǔn),幫助手機試驗進(jìn)行到今年年底。到 2020 年,我們將從多個供應(yīng)商獲得符合第 15 版標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)質(zhì)芯片組。本行業(yè)有三個主要驅(qū)動力:高通、三星和 HiSilicon。也就是說,至少到 2021 年才會看到中端手機的興起。隨著產(chǎn)量的穩(wěn)定,其他移動芯片組也會上市。
收發(fā)器范圍實際上約為 100 兆赫茲載波帶寬,DFT-S 和 CP-OFDM 在所需波形下具有良好的吞吐量,特別是在 256QAM 下。與 LTE 相比,雙上行鏈路需求的變化最大。
對于調(diào)制解調(diào)器,處理 EN-DC LTE錨點和新無線電 (NR) 也帶來了挑戰(zhàn)。這是 2019 年到 2020 年間的一個重大改變。2019 年,我們將看到所謂的 2 類 UE — 也就是由芯片組驅(qū)動的手機,其中 LTE 實際上并不知道 NR 端的變化。LTE 有自己的局限性。2020 年即將推出的 1 類芯片組會解決這一問題。此外,LTE 和 EN-DC 5G 目前還不能平滑地切換,但到 2020 年會有所改善。
最后,[6 GHz 以下] FR1 和 [毫米波] FR2 將在完全獨立的 RF 鏈中運行,一直到 TCVR。啟用 EN-DC FR1 已然是個大挑戰(zhàn),而通過相同調(diào)制解調(diào)器啟用 FR2,且讓一切順利運行,2020 年以前很難做到。
其他挑戰(zhàn)包括新的 RF 組件、更寬的帶寬,還有要測試的波形呈指數(shù)增長。當(dāng)然,大多數(shù)情況下,額外設(shè)計考慮因素是驗證手機的大量組合,這也是最大挑戰(zhàn)。一旦符合要求,即選擇要優(yōu)化的地方:用于覆蓋范圍或更短距離的全功率 PC2,用于高數(shù)據(jù)速率 MIMO 應(yīng)用的 CP 256QAM。很大程度上這是由運營商和 OEM 需求驅(qū)動的,因此設(shè)計本身的變化增加了復(fù)雜性。
Qorvo 過去一直推動 ETIC 的使用:即包絡(luò)跟蹤功率管理,用于這些 RF 前端內(nèi)部的 [功率放大器] 。包絡(luò)跟蹤已經(jīng)成為在傳輸端處理不同 RF 前端需求的標(biāo)準(zhǔn)方式,具體取決于不同的用例和點。但是,我們在早期 5G 中遇到了障礙。大多數(shù)公司的 ET,以及針對 100 MHz 寬帶寬信號對該 ET 進(jìn)行的芯片組集成還未成熟。這些問題要到 2020 年才能解決,但回歸 ET 可以有效地管理所有這些用例和傳輸功率電平。業(yè)界現(xiàn)在使用什么?平均功率跟蹤 (APT) 和 ET 的組合。這導(dǎo)致更復(fù)雜、未優(yōu)化的 PA 和 RF 前端模塊。
最后是 mmW。到了 28 和 39 Ghz 這樣的毫米波 5G 頻段,我們應(yīng)該認(rèn)識到這是由完全不同的用例和 6 GHz 以下頻段驅(qū)動的。 由于傳播方式和更短距離等挑戰(zhàn),毫米波頻譜其中一個目標(biāo)是在高密度環(huán)境中增加網(wǎng)絡(luò)容量。從 RF 角度看,這是一種全新手機;這就需要系統(tǒng)解決方案,而不是 6 GHz 以下標(biāo)準(zhǔn)(如 LTE)的早期階段那樣,購買分立式元件,mmW 需要與前端供應(yīng)商和芯片組提供商緊密協(xié)作。還有大量問題待解決。
將 mmW 安裝到空間受限的外形中帶來了尺寸挑戰(zhàn)。到目前為止,手機設(shè)計人員在重視尺寸的應(yīng)用中不得不犧牲最佳性能(更大的陣列大小和配置)。進(jìn)而又需要極高性能的 mmW 前端解決方案。坦白講,這已經(jīng)背離了行業(yè)初衷。許多硅基解決方案在手機中并不像在 [用戶端設(shè)備] 或基站中一樣有效(后者現(xiàn)在也青睞更傳統(tǒng)的基于 GaAs 或 GaN 的解決方案)。
RCR:Qorvo 在各代 5G RF 前端領(lǐng)域處于什么位置?您認(rèn)為從第一代 5G 遷移至第二代 5G 有多快,推動因素是什么?5G 規(guī)范有哪些尚待實施的特性,會帶來哪些機會?
Thomas:Qorvo 率先量產(chǎn) 5G 頻段 n77 RF 前端模塊。之后我們推出了 RF 前端和組件的整套產(chǎn)品組合。我們?yōu)榇俗隽碎L時間準(zhǔn)備。在高達(dá) 3.3-4.2 GHz 頻率范圍發(fā)布 100 MHz 載波帶寬 PA,同時滿足 5G 嚴(yán)格的 RF 要求,很有挑戰(zhàn)性。憑著在該解決方案中學(xué)到的知識,我們將吸取 2019 年 5G 試驗的經(jīng)驗,在 2020 年進(jìn)行第二輪試驗。這些 2020 年產(chǎn)品將持續(xù)供貨到 2021 年中,屆時面向中端手機的 5G 前端模塊就會上市。雖然有可能更注重成本控制,但這些中端 5G 前端仍可保證高性能。與其說這是 Qorvo 的選擇,不如說是 5G 標(biāo)準(zhǔn)的要求!
此外,2021 年可能推出與 2020 年批準(zhǔn)的 3GPP 第 16 版有關(guān)的更新。第 16 版旨在覆蓋其他非移動市場,與手機有關(guān)的產(chǎn)品規(guī)范不會有太多根本變化。但是,RF 前端的整體架構(gòu)還有更多的 EN-DC 和 NE-DC 頻帶組合需要處理。我認(rèn)為至少到 2022 年才能看到 5G RF 前端的穩(wěn)定。我們要一如既往地專注于優(yōu)化,根據(jù)目標(biāo)手機細(xì)分市場,改進(jìn)性能或降低成本。
這段時間內(nèi),Qorvo 的機會很多。我們的高功率、超線性 GaAs HBT PA 工藝將成為 PC2 高功率運行頻段的基準(zhǔn)。這是我們的制勝法寶。此功能使 UHB(3.5 和 4.5 GHz)成為理想候選產(chǎn)品。我們的中/高頻段 S-PAD 使用更高階多路復(fù)用器獲得低損耗、高抑制性能,可滿足復(fù)雜的載波聚合需求。組建 Qorvo 之前就已部署的技術(shù)也可用于應(yīng)對 5G 挑戰(zhàn)。
此外,中頻段到 UHB 的 DRx 或接收分集是 4DL 的強制要求,也會帶來機會。在 LTE 中,Rx 分集甚或 MIMO 常被視為“必選”功能。但在 5G 中,移動運營商必須兼顧高性能和多頻段 CA 接收分集。Qorvo 的差異化產(chǎn)品可滿足這一需求。
最后,Qorvo 還可以提供 RF 前端解決方案,滿足高性能 mmW 需求。mmW 的大規(guī)模部署尚需時間,但蘊藏大量機會。
RCR:如何才能獲得 5G 參考設(shè)計?能否告訴我們 5G 芯片組上市的基本過程和時間表,Qorvo 在此過程中有哪些經(jīng)驗教訓(xùn)?
Thomas:客戶正在 Qorvo 的幫助下組裝設(shè)計。在咨詢 RF 前端架構(gòu)的完整系統(tǒng)設(shè)計時,Qorvo 一直是業(yè)界的首選(特別是我們的客戶)。這是什么原因?因為這是我們 RF 前端事業(yè)的起點。我們沒有拘泥于規(guī)范,而是整體考慮問題。
5G 是復(fù)雜的,但手機 OEM 的時間表并未改變!仍然保持 12 個月的創(chuàng)新周期。更糟糕的是,5G 試驗手機原本有望今年發(fā)布,但直到去年年底才確定規(guī)范。
上市步伐沒有改變,復(fù)雜性卻呈指數(shù)級增加。沒有大局觀,客戶或供應(yīng)商就無法按時發(fā)布產(chǎn)品,無法滿足規(guī)范,無法為客戶提供高性能,無法滿足用戶需求。
我們正在爭分奪秒地前進(jìn),甚至早于整體架構(gòu)發(fā)布 18 個月布局,比如說,我們已經(jīng)在考慮 2021 年的手機需求。如上所述,由于第 16 版直到 2020 年才解鎖,目前 5G 的變數(shù)還很多,我們難以長遠(yuǎn)規(guī)劃。前進(jìn)的途中,每一步都要小心翼翼。規(guī)范、運營商需求和 OEM 實施方案的變化都會帶來變數(shù)。
所以,5G 普及還有很長的路要走。 當(dāng)然,盡管存在這些挑戰(zhàn),5G 的未來仍是光明的!
評論