CMOS射頻前端未來四年增長100倍？
發布時間：2014-11-4 16:51
發布者：李寬
關鍵詞：
射頻前端
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做Wi-Fi芯片廠商的國內外均有不少，但常見的Wi-Fi射頻前端芯片廠商卻不多，比如Skyworks(收購了SiGe)、、Microsemi、 Qorvo(由RFMD與Triquint合并而成，可能很多人還沒有太習慣這個新公司名稱)等。在這些公司中，有用GaAs/Soi/IPD工藝，有用 SiGe/SoI工藝，但目前只有RFaxis公司一家是采用純CMOS工藝在單芯片上集成了完整的射頻前端。 簡單來說就是上面這張圖，把PA、LNA、開關和外部元件都集成到單一的CMOS工藝的芯片中去。目前該公司推出單芯片射頻前端可用于WLAN（2.4G和5G）、藍牙、802.11n/MMO、WHDI及ZigBee等無線傳輸設備上。 
將射頻工藝轉移到CMOS上來應該是長久以來不少人都曾想過的，在去年高通RF360集成CMOS PA之后，以硅為原材料的CMOS工藝得到射頻領域的密切關注。 1. 成本——這一定是“消費電子化”的基礎，若是前端比主芯片還貴，那是很難在消費電子領域生存下去的。RFaxis全球銷售副總裁Raymond Biagan給出了一張晶圓成本對比圖如下。這張圖對比的只是大概的晶圓成本，芯片成本算下來基于CMOS的方案基本只占目前其他材料方案的大約在1/3 左右。 2. 產能——“消費電子化”一定要基于“標準”工藝，例如目前由于GaN生產線緊缺導致4G用的PA缺貨，而若使用CMOS就不會出現這個問題。 3. 追隨主流工藝才有成本下降空間。在2013年，晶圓代工廠的總營收為430億美金，而GaAs的代工總額僅為10億，RF的工藝從GaAs/SiGe向CMOS是不可逆的，這將解決歷史性的供應鏈瓶頸難題。 4. 目前RFaxis采用的是0.18um的工藝，今年第四季度可提供40nm 802.11ac射頻前端的樣品�！拔覀儾恍枰ㄟ^90nm等一步步的挨個工藝試下去，技術都是成熟的，具體采用哪種取決于應用�！盉iagan表示。 5. The Death of GaAs? 這是去年IMS上的一個專題討論小組的主題，業界已經清楚的看到，雖然手機付運量在去年進一步增長，但GaAs器件的銷售總額已停滯不前。 6. 功放現在還可能會用三五族做——例如GaN，GaAs之類的(已經很少用SiGe)，LNA除非是用在軍方或工業，消費產品的射頻前端現在一定會用CMOS做。 7. 目前RFaxis的產品主要集中在WiFi和Zigbee及ISM，但未來很有可能進入LTE/CDMA射頻前端。
除了制造工藝上的區別，目前還有競爭廠商大多采用多裸片封裝在一起的模塊，如GaAs HBT裸片、或HEMTSiGe HBT / BiCMOS裸片來做成一個標準的射頻前端模塊，但： 1. 做芯片的人往往忽略了一些被動器件，模塊化的方案中不僅wire-bonding幾塊裸片，而且會增加電容、電感等被動器件在其中，ESD與散熱的問題不容忽視！ 2. 部分封裝廠不接模塊方案的單！RFaxis公司大中華及東南亞地區銷售副總裁蔡玉書透露，像臺灣日月光等封裝廠，是不接模擬前端的封裝的單的(可能是穩定性、干擾、良率等問題)，部分模塊方案的廠商只有去尋求其他小封裝廠。 3. RFaxis的射頻前端可以出售單顆裸片！RFaxis也有將射頻前端的單裸片授權給無線模塊廠商，從而幫助他們設計自己的微型SiP（系統級封裝），這對物聯網應用是個好消息。 4. IoT把電子帶入時尚/農業/等領域，對于這類應用來說，只有最簡單的設計方案才能被更容易的接受。 5. 當然集成化必然是犧牲了一定的靈活性，只適合一些大規模的普通應用，若是面對多類型的天線及主芯片，想要針對特殊應用取得個性化的性能，那還得靠設計者自己去依靠分立的方案。 此外，不僅積極推動在系統端的采納，RFaxis最近還頻頻與各大WiFi/zigbee/BT主芯片廠商合作推出經過驗證的設計方案，力圖加速其產品在終端的應用。 Biagan表示，基于CMOS的RF前端，在2012年和2013年的市場容量為0，而今年即預計將達到200萬美金，預計在2018年該市場達到1.8億美金！四年時間幾乎增長100倍！——這個預測會實現嗎？ |
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