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一般射频前端方案由器件厂商、平台厂商及终端厂商三方共同定义开发完成。
图:参与射频前端方案定义的厂商
在 2010 年左右之前,手机平台方案并不像当前这么集中。除了 MTK、高通及
展讯外,ADI、TI、Agere、Infineon、Philips、Freescale、Renesas、
Skyworks 等公司,都提供过手机平台解决方案。由于当时平台方案分散,射频
方案这个细分方向对射频技术要求高,所以并没有平台厂商可以将射频方案统
一起来。在这个时期,射频方案定义的主导权主要在射频器件厂商,由射频器
件厂商发起定义、平台适配和客户推广。
在 2010 年之后,MTK、高通、展讯及海思平台崛起,手机平台方案越来越集
中。越来越集中的还不止是平台厂商,随着山寨机的没落,终端厂商也逐渐向
头部聚集。平台厂商、终端厂商及器件厂商,都对射频前端器件“生态”的形成
更加重视,能否形成器件统一的“生态”是新方案定义中非常重要的考虑点:
平台厂商:
• 平台厂商不断积累射频前端的定义能力,并期待将射频前端方案统一纳
入到方案规划中,统一向客户提供一站式“turn-key”解决方案。
• 射频前端愈加复杂,新的射频前端方案必须要完成复杂的平台适配才能
完成应用,使得平台厂商在射频前端方案定义的话语权进一步增加。
终端厂商:
• 期待实现不同供应商器件之间的灵活替换,降低供应风险。
• 方案统一可以降低应用时的适配难度。
器件厂商:
• 收敛统一的方案可降低多个方案带来的巨额开发和维护费用,降低生产
成本。
• 方案的统一降可低新器件的开发风险。
由于以上考虑,MTK 发起定义的“Phase X”系列射频前端方案受到终端厂商、
器件厂商的支持,成为公开市场过去近 10 年主流的射频前端方案。MTK 的
“Phase X”系列方案伴随了整个 4G 的发展,占据整个 4G 市场约 80%的市场份
额,并且在 5G 时代依然是公开市场最为主流的方案。以下将对 Phase 系列方
案进行详细讨论。
以上为公开市场方案定义的变化,还有一部分射频前端方案是直接由终端厂商
发起定义的,这种方案出现在头部终端厂商中。如苹果 iPhone 手机、三星和
华为的自研手机中所用的射频前端方案。自定义射频前端方案全年出货比例约
占整体射频前端方案的 20%以下,并且比较闭环。本文将主要讨论公开市场中
通用的射频前端方案演进。
严格来说,并没有 Phase1 方案的定义。
MTK 的射频前端定义是从 2014 年的 Phase2 开始的。在 Phase2 推出之前,
TD-LTE/FDD-LTE 已经全面商用 3 年了,在这三年出现的方案一般称为
Phase1 方案。
Phase1 方案并不统一,一般来说是最大程度的复用射频前端厂商 3G 时代的产
品定义:与原来 2G/3G 重合的频段复用原来的 pin 脚;4G 的新频段用单独分
立的通路进行覆盖;再用天线开关将所有频段合并到同一根天线上。
下图为典型的射频前端方案,发射部分主要由三款芯片构成:
图:荣耀 6X 射频前端方案框图(来源:
Navian RF Devices / Modules For Cellular, 2016)
除了以上型号,在同一时期的 Sky77621、Sky77753、RF7378 等,都属于
“Phase1”时代的芯片方案。这些方案主要由 Skyworks、RFMD(现 Qorvo)厂
商定义开发。
Phase2 方案是 MTK 由 2014 年定义的第一代归一化 4G 射频前端方案,7 年
过去回头来看,Phase2 方案的定义依然经典。用现在时髦的一句话说:
Phase2 方案,YYDS(永远滴神)。
如前文所述,在 2G/3G 时代,射频前端的方案并不统一,Skyworks、RFMD
(现 Qorvo)等公司时常会有缺货发生。不少国内创业公司在 2011 年前后,
依靠 RF9810、Sky77590 等芯片缺货挖掘到了第一桶金。缺货对国内创业公司
是机会,但对终端及平台厂商却是灾难:射频前端的缺货会影响到平台出货和
终端生产。于是,MTK 在 2012 到 2013 年左右开始着手定义 Phase2 方案。
Phase2 方案的定义不仅仅考虑到了当前方案的统一,还考虑到了方案生态的
可达成性、未来协议的演进、4G 三模/五模的共存等等。Phase2 对于 Phase1
的改动主要如下:
Phase2 将 Phase1 的 2G PA,与 ASM(Antenna Switch Module,天线开关
模组 )整合,形成 TxM(Transmitter Module,发射模组);将 4G 频段的
PA 整合,形成完整的 4G MMMB PA(Multi-Mode, Multi Band Power
Amplifier Module,MMMB PAM,习惯简称为 MMMB PA 或者 MMMB)。
经过改进,Phase2 方案有以下优势:
1. 灵活性增强:由于 2G PA 的设计方法与 3G/4G PA 有大的不同, 2G
PA 与 4G PA 的分离可以带来设计的灵活性。同时为日后 2G 退网做好
准备。
2. 2G PA 一般采用 SAW-less 方案,输出不需要经过额外的 SAW 滤波器
等,2G PA 与 ASM 集成为 TxM 可以降低 2G PA 后端插损。
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