5G 時代的到來為智能手機帶來了新的增長機會，據 Strategy Analytics 近日發(fā)布的最新報告顯示，今年一季度全球 5G 手機需求大漲，其首季出貨量，超過去年的 1870 萬臺至 2410 萬臺。

5G 智能手機的發(fā)展也為半導體產業(yè)帶來了新一輪的技術變革。眾所周知，5G 時代下，移動設備能夠使用的頻段逐漸增多，這也意味著需要增加更多的射頻元件。射頻前端器件的數量增加導致手機內 PCB 空間緊張，工藝難度提升，這也導致射頻前端的復雜性呈指數增長。為了保障智能手機能夠在滿足 5G 性能要求的情況下向輕薄化方向發(fā)展，集成式射頻前端應運而生。

射頻前端模塊的發(fā)展

射頻前端向模塊化發(fā)展的歷史，可以追溯到當時的 4G 時代。3G/4G 時代射頻前端集成度取決于設計和性價比，在這種情況下，射頻前端以分立式和模塊這兩種方式存在于市場。當時，出于空間的考慮，4G 時代的高端手機往往會采用射頻前端模塊。

隨著射頻前端模塊技術的成熟以及市場的需求，自 2016 年以后，市場中主要的射頻前端都開始向模塊化方向發(fā)展，雙工器、天線開關等幾大模塊開始被集成到射頻前端中。在這期間，射頻前端模塊也發(fā)展出了數種類別，包括 ASM，FEMiD，PAMiD 等等。其中，目前模組化程度最高的是 PAMiD，主要集成了多模多頻的 PA、RF 開關及濾波器等元件。對于手機廠商來說，PAMiD 的出現讓射頻前端從以前一個復雜的系統(tǒng)設計工程變得更加簡單。

而伴隨著 5G 時代的來臨，手機所需的 PAMiD 也正在持續(xù)進行著整合。Qorvo 作為全球射頻領域的佼佼者，其利用高度集成的中頻/高頻模塊解決方案，已經為多家智能手機制造商提供了廣泛的新產品發(fā)布支持。

對于 PAMiD 接下來的發(fā)展，Qorvo 認為，將 LNA 集成到 PAMiD 中，是推動射頻前端模塊繼續(xù)發(fā)展的重要動力之一。有報道指出，隨著 5G 商業(yè)化落地，智能手機中天線和射頻通路的數量將顯著增多，對射頻低噪聲放大器的數量需求會迅速增加，而手機 PCB 卻沒有更多的空間。在這種情況下，將 LNA 集成到 PAMiD 中成為了行業(yè)的一種發(fā)展趨勢。Qorvo 表示，從 PAMiD 到 L-PAMiD，射頻前端模塊可以實現更小尺寸，支持更多功能。

RF 自屏蔽技術將在 5G 時代發(fā)揮更大的作用

蜂窩發(fā)射模塊對手機內的任何元件來說都將產生輻射功率，從而可能誘發(fā) EMI 和 RFI，伴隨著越來越多的元件都被集成到射頻前端中，產生 EMI 和 RFI 的風險也變得越來越大。在這種情況下，就需要 RF 屏蔽技術來降低與 EMI 及 RFI 相關的輻射。

RF 屏蔽技術并不是面向 5G 的全新技術。在過去，射頻前端模塊采用外置機械屏蔽罩的方式進行 RF 屏蔽，但采用外置機械屏蔽罩的方式可能會導致靈敏度下降，也可能會導致諧波升高。

針對這種情況，Qorvo 推出了 Micro Shield 自屏蔽技術。簡單來說，Micro Shield 自屏蔽技術就是在模塊的表面再涂一層合金，取代原來外置的機械屏蔽罩，以起到屏蔽干擾信號的作用。據相關報道顯示，最早一代的 Micro Shield 技術可將當時RF的高度和體積分別降低 15% 和 25%。這也使得采用 Micro Shield 技術的手機制造商能夠在更小的板級空間上，獲得更高的 RF 性能。

尤其是在 5G 時代下，手機需要支持更多的頻段。但由于 RF 信號在發(fā)送時會對其他敏感模擬電路模塊造成干擾，這就需要更合理 PCB 布局來減少 RF 信號產生的影響，而采用 RF 自屏蔽技術則可以讓 PCB 的布局更加靈活。同時，5G 時代的到來，手機 PCB 的空間變得越來越緊張，更小的模塊設計成為了手機元件未來發(fā)展的方向之一，在這個過程當中，用 RF 自屏蔽技術來代替厚重的機械屏蔽罩也就成為一股行業(yè)潮流。在這種市場需求下，Qorvo 所推出的 Micro Shield 自屏蔽技術的優(yōu)勢就被凸顯了出來。

Qorvo 認為，Micro Shield 自屏蔽技術將在 5G 時代發(fā)揮更大的作用。結合 5G 時代的集成化趨勢來看，Micro Shield 自屏蔽技術將有助于 L-PAMiD 的進一步發(fā)展。Qorvo 指出，因為外部 LNA 通常在物理上不靠近功放，因此，PAMiD 對 RF 自屏蔽的需求并不高（PAMiD 往往會采用外置機械屏蔽罩的方式）。但伴隨著 5G 時代對 L-PAMiD 需求的增加，如果外置機械屏蔽罩設計不正確，L-PAMiD 的靈敏度將會受到嚴重的影響。因此，受惠于 5G 時代的來臨，Micro Shield 自屏蔽技術的價值將得以放大。下圖顯示：經過優(yōu)良設計的自屏蔽模組，能夠 100 倍地減少 LNA 區(qū)域的表面電流。

射頻前端模塊未來發(fā)展方向

從 Qorvo 在射頻前端的發(fā)展路線圖來看，將 LNA 集成到 PAMiD 中以及采用自屏蔽技術將是手機射頻前端模塊未來發(fā)展的兩個重要方向。

就目前市場情況來看，PAMiD 是高度整合的定制模組，雖然它能夠帶來足夠高的性能體驗，但由于其成本高，因此，也僅有 Apple、三星和華為等少數廠商選用。同樣，Micro Shield 自屏蔽技術也是由于成本原因，而往往僅被高端手機所采用。但是伴隨著 5G 時代的到來，采用 Micro Shield 自屏蔽技術的 L-PAMiD 顯然能夠為廠商帶來更大的價值，這也就意味著這種射頻前端模塊在中低端手機領域還有很大的發(fā)展空間。

Qorvo 指出，伴隨著 Micro Shield 自屏蔽技術在工藝上的改進，這種技術的成本有望進一步降低。同時，L-PAMiD 的成本也會隨著技術的成熟而降低。按照這種發(fā)展趨勢，采用 Micro Shield 自屏蔽技術的 L-PAMiD 將會逐漸被中低端手機所接受。Qorvo 預計，在今年下半年，市場中就會有中低端手機采用這種射頻前端模塊。

結語

射頻前端模塊的技術創(chuàng)新推動了移動通信技術的發(fā)展。在 5G 時代的潮流中，射頻前端模塊也在進行著新一輪的技術革新。Qorvo 作為射頻前端模塊領域的重量級玩家之一，他在射頻前端模塊上的技術更新，或許能夠代表著這個行業(yè)未來的發(fā)展方向。