5g时代,手机射频器件成本会超过主芯片?
从2020到2021年将是5g大规模商用的时间。目前主流的5g芯片玩家,包括高通、海思、英特尔都是采用4g lte外挂5g-nr模块的方式来做5g测试。预计到2019年会出现真正的5g手机商用。
频谱是5g的血液,5g频段的确定意味着全国范围的大规模5g试验即将展开, 5g赛道正式铺开。
中国电信和中国联通获得的3.5ghz频段是全球公认的5g热门频段,且韩国、日本、英国等多国运营商已确定采用该频段建设5g,前期已基于3.5g频段进行了大量测试,所以不必担心产业链是否成熟的问题。
中国移动采用的n41频段属于4g 重耕,n79则是新增加的频段。美国的运营商sprint也确定用n41频段部署5g。
针对中国运营商,包括n41、n77、n78、n79在内的所有5g频段,目前完全覆盖的射频器件厂商并不多, qorvo就是其中一家。
在12月6日举行的中移动全球合作伙伴大会期间,笔者就跟qorvo亚太区移动产品事业部高级战略市场经理陶镇(lawrence tao)进行了一段长达两小时的交流。陶镇认为:在5g时代,射频器件的重要程度可能大大超过4g时代。射频器件的重要程度将不亚于手机主芯片。
据了解,手机中rf器件的成本越来越高,一个4g全网通手机,前端rf套片的成本已达到8-10美元,含有10颗以上射频芯片,包括2-3颗pa、2-4颗开关、6-10颗滤波器。未来随着5g到来,rf套片的成本很可能会超过手机主芯片。而物联网的爆发,更是会对射频器件的需求推波助澜。
▲qorvo亚太区移动产品事业部高级战略市场经理陶镇
从4g到5g,增加了哪些射频器件?
从4g到5g,给普通消费者最大的感受变化就是速度一下子加快了,而通信速率的变化主要取决于带宽。相比4g单载波最高20mhz的带宽,5g带宽在6ghz以内单载波最高可以做到100mhz,毫米波最高可以做到400mhz带宽。
那么如何拓展带宽呢?其实4g理论的做法是mimo多载波聚合的方式。比如lte单载波是20mhz的话,上行最多可以做到3载波聚合,也就等于60mhz带宽。到了5g单载波就可以做到100mhz,5g基站一般采用64 trx massive mimo天线,5g手机至少需要支持4×4的下行mimo,2×2的上行mimo天线,这意味着未来5g峰值速率至少将达到2gbps以上。
由于4×4的天线阵列尺寸会大很多,因此射频模块化将会是5g射频器件的一个趋势。同时由于天线过多,需要支持srs功能,在发射过程中选择不同的天线。为了支持更多的载波聚合,对于天线分工的需求会大大增加,同时需要用到大量的天线调谐技术。
从4g切换到5g,由于增加的新频段并不多,5g时代只增加了两个新频段:3.5ghz\4.8ghz,因此对于功率放大器或滤波器的新增需求并没有特别大。但是由于未来要实现4g、5g多模信号切换,以及解决信号共存和干扰问题,在系统架构上需要更多的天线分工器以及天线调谐功能。
陶镇预计5g终端成本最开始会比4g高很多,因为需要做4×4的mimo,射频器件至少会多出三个模块。在lte时代,4×4的mimo是非强制性的。但是到了5g就变成强制性了,无论n41、n77、n79哪个频谱,都必须要做4×4的下行。另外以前lte上行一般是一路,到了5g就要变成两路。
由于5g通信将面临前所未有的大带宽、非常高的功率放大器线性度,以及广泛的载波聚合驱动型频率的拥堵,导致5g射频器件相比4g前所未有的复杂。
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