RF integrated module to support CA and global phone

　　第五屆EEVIA年度中國ICT媒體論壇暨2016產(chǎn)業(yè)和技術(shù)展望研討會

　　時間：2016.01.14 下午

　　地點：深圳南山軟件創(chuàng)業(yè)基地 IC咖啡

　　演講主題：RF integrated module to support CA and global phone

　　演講人：陶鎮(zhèn) - Qorvo移動產(chǎn)品市場戰(zhàn)略部亞太區(qū)經(jīng)理

　　陶鎮(zhèn)：大家早上好!我是陶鎮(zhèn)，來自Qorvo公司。剛才主持人介紹了，我是負(fù)責(zé)Qorvo亞太區(qū)的戰(zhàn)略市場這一塊的。

　　今天主要跟各位分享的議題是關(guān)于Pre-5G，現(xiàn)在中國講4G或者4G+，我們現(xiàn)在只有中國會把4G+定義成Pre-5G這樣的概念。在4G或者4G+的情況下射頻前端能夠做些什么，這是我今天講的主要議題。

　　我的標(biāo)題就是“射頻集成的模塊對全球的影響”，重點就是集成這一塊。4G到4G+到未來5G的發(fā)展，射頻前端的集成是一個產(chǎn)業(yè)鏈的趨勢，不只是Qorvo公司致力于做的，也是我們友商以及產(chǎn)業(yè)大鱷都在致力于做的新興的有朝氣的產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略。

　　前面是我的四的議題：第一是Qorvo簡單介紹，第二是目前市場的簡單概括，第三是Qorvo提供的Pre-5G的集成式解決方案;第四是Qorvo公司對5G市場的預(yù)期以及理解。

　　首先，誰是Qorvo?Qorvo是在2015年1月1號正式成立，由之前的兩家射頻的專業(yè)半導(dǎo)體公司，一家叫RFMD，另外一家叫TriQuint。這兩家都是擁有30年歷史的美國公司。我們在2015年的1月份正式合并，合并的整個新公司的名字叫Qorvo。目前全球規(guī)模是全球7000號人左右，銷售額今年在23億美金左右。我們目前也是納斯達(dá)克正式的上市。兩家公司合并最主要的原因還是因為合并之前兩家公司有各自在射頻領(lǐng)域的非常明顯的優(yōu)勢。RFMD在PA這一塊有相當(dāng)明顯的優(yōu)勢，尤其是中國市場這一塊;TriQuint在濾波器這一塊有相當(dāng)明顯的優(yōu)勢。兩家的合并一定程度上為Qorvo從事集成的射頻解決方案埋下了基礎(chǔ)，這是兩家公司合并的最主要原因。

　　同樣類型的射頻半導(dǎo)體通常有兩個事業(yè)部，手機(jī)事業(yè)部和基站事業(yè)部，包括Qorvo和友商都存在這兩大事業(yè)部。兩個事業(yè)部是互相互補(bǔ)的關(guān)系，手機(jī)事業(yè)部會提供比較大的銷售額的來源;基站事業(yè)部會提供相對比較大的收入的來源，所以兩家事業(yè)部是互補(bǔ)的關(guān)系?；臼聵I(yè)部會提供更加先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，主要是運用軍用，然后再到基站，然后再到民用類的，兩個部門是良性循環(huán)的過程。從最初軍用類的到基站類的新技術(shù)開發(fā)、新功能開發(fā)，最后可能需要五年時間應(yīng)用到手機(jī)類開發(fā)，手機(jī)類的開發(fā)又可以通過大批量的量產(chǎn)降低新工藝的成本，這是一個良性循環(huán)的過程。Qorvo也是分成兩個事業(yè)部。我是來自于手機(jī)事業(yè)部，主要是致力于智能機(jī)、手機(jī)，包括后面的IOT等等，都是手機(jī)事業(yè)部從事的產(chǎn)品。

　　下面這張圖(見PPT)就是為什么TriQuint跟RFMD要合并成Qorvo這家公司，我們看到列出來的一系列的都是射頻前端的一系列的半導(dǎo)體產(chǎn)品器件。從射頻主器件出來，第一個要經(jīng)過信號的放大，就是功率放大器，再往后需要根據(jù)不同的TDD或者FDD的制式，需要不同的濾波器或者雙工器。因為現(xiàn)在頻段多了，需要通過開關(guān)做各種頻段切換，所以就需要開關(guān)這一塊。后面是WiFi，主要以模塊為主。再往后，除了設(shè)計能力，公司有沒有晶圓來源，有沒有組裝能力，我們現(xiàn)在主要是有自己的晶圓。有的很可能是外包的，不是用自己的晶圓，Qorvo所有主動、被動的器件都是來自自己的工藝，我們有自己的晶圓廠，除此之外有自己的工裝廠。

　　從主芯片出來的功率放大器來看，主要有兩個工藝，一個是砷化鎵，一個是Cmos。主要的市場方案還是以砷化鎵的為主。Cmos主要是在超低端的2G的純GSM手機(jī)里面應(yīng)用，現(xiàn)在的3G、4G，包括六模4G都是用砷化鎵。除了PA以外，有一個技術(shù)是跟PA息息相關(guān)的，未來在5G這種耗電比較大的情況下有ET。ET的調(diào)制解調(diào)器也是配合PA共同組成PA單元，讓功率放大器有更高的效率。在PA的下面我們砷化鎵的PA，從事中高端的有Cmos的PA，中低端的也有相應(yīng)的配合PA做ET的調(diào)制解調(diào)器來提高PA效率。濾波器這一塊更加復(fù)雜，濾波器主要的工藝也是分成高端的，我們叫做體聲波BAW，中低段的叫聲表面波SAW，介于兩者的還有溫度補(bǔ)償?shù)臑V波器，Qorvo也是業(yè)界唯一一個擁有這三個工藝的公司，我們友商可能只有部分的工藝。

　　除此之外，我們有工藝，也有濾波器的工裝技術(shù)和濾波器的晶圓技術(shù)，功率放大器濾波器接下來就是開關(guān)，我們也有SOI和砷化鎵的，這一系列組合是集成的解決方案。我們擁有所有射頻前端的工藝和所有產(chǎn)品類型，所以在未來5G的智能機(jī)和4G+的智能機(jī)里面，我們認(rèn)為集成式方案是一個市場趨勢。那么如何集成，作為射頻前端半導(dǎo)體公司，你需要擁有每一個功能塊的產(chǎn)品設(shè)計能力和每一個功能塊的晶圓提供商，基于這一些因素，Qorvo是目前集成化非常領(lǐng)先的一個公司。這也是我今天講的議題。

　　第一個章節(jié)是關(guān)于Qorvo公司的介紹，接下來我們看一下整個市場發(fā)展的趨勢。

　　左邊這個圖(見PPT)就是移動數(shù)據(jù)量的增加，大家可以看到，從2014年只有2.5M/月到2019年這么高的數(shù)據(jù)。所有移動數(shù)據(jù)量的增加是目前驅(qū)動整個智能機(jī)的發(fā)展以及射頻半導(dǎo)體器件的主要來源。移動數(shù)據(jù)量的增加意味著你要快速數(shù)據(jù)接收和下載，日后要快速上傳數(shù)據(jù)，這些都驅(qū)動了移動運營商必須擁有傳統(tǒng)的2G、3G網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換到4G網(wǎng)絡(luò)，因為只有4G網(wǎng)絡(luò)、4G+網(wǎng)絡(luò)或者5G網(wǎng)絡(luò)才能提供足夠快的上行速率下行速率來滿足用戶對移動數(shù)據(jù)量訪問的需求，所以這是因果關(guān)系。老百姓需要更快的上行下行速率，移動運營商需要更快的網(wǎng)絡(luò)。我們看到這是中國目前4G發(fā)展的一個趨勢(見PPT)，這個數(shù)據(jù)也是非常官方的一個數(shù)據(jù)。

　　從2016年到2020年整個4G增長非常明顯，2G、3G減少的非?？?，相對飽和。整個中國三家運營商的4G用戶量2020年會達(dá)到12億的用戶。中國三家運營商只有TDDLTE或者FDDLTE，目前這三家運營商都有這兩個牌照，目前主要的4G用戶是中國移動，TDD的市場份額還是大于FD的市場份額。

　　下面的圖(見PPT)是更直接的對比，中國三家運營商的4G增長的數(shù)據(jù)，這些都是來自官方的數(shù)據(jù)。我們看到到2020年整個中國市場4G的增長速度是非常非?？斓?，正因為4G運營商的布網(wǎng)速越來越快，所以對應(yīng)的設(shè)備有非常大的需求，也就延伸到下面所要講的內(nèi)容。

　　這張圖(見PPT)是第三方評估公司給的報告，預(yù)計未來射頻前端集成化份額越來越高，分立的解決方案占的比例不是很明顯，到了2018年整個集成式解決方案增長的比較明顯。

　　這是比較直觀的對比，從2G、3G到4G，到現(xiàn)在的下行載波聚合，再到明年的上行載波聚合，越來越為復(fù)雜。2G非常簡單發(fā)射模塊，到3G需要有3G的PA，到4G需要有更多濾波器和載波器，載波聚合需要有前端配合的多工器，上行載波器的PA又需要重新設(shè)計來滿足線性化的要求。隨著制式的復(fù)雜性，射頻前端也是越來越復(fù)雜。

　　這是一個非常簡單的基本概念，怎么才能給用戶提供更快的下行速率或上行速率。第一就是調(diào)制越來越復(fù)雜，從傳統(tǒng)的2G GSM開始，到3G是BPSK到QPSK，到了4G是16QAM和64QAM，在每一個頻段內(nèi)，調(diào)制解調(diào)制式的復(fù)雜會提供更快的上行下行速率。，制式越新可以提供更快的速率。另外一個是除了制式的改變，某一個制式下頻譜的寬度會影響速錄，頻率越來越寬你看到的情況越來越多，到現(xiàn)在的LTE時代頻譜更快了，甚至包括兩個載波聚合，今年商用的還是兩載波的載波聚合，到了明年后年可能有三載波或者四載波甚至五載波，載波數(shù)量越多可以提供更快的上行和下行速率。提高數(shù)據(jù)訪問率，一個是制式不斷的調(diào)整，2G到3G到4G，包括到未來的5G;另外一個方面是某一個制式下提供足夠?qū)挼膸?，載波就是通過足夠?qū)挼膸?，這兩個方式是提高用戶速率的主要方式。

　　這是手機(jī)射頻前端的主要組成方式(見PPT)，我們公司給了名字叫靈活性的方式。它就是把各個頻段的PA做了一個集成。除了PA以外也體現(xiàn)了Qorvo的優(yōu)勢，我們會把濾波器和開關(guān)做一個集成。我們有濾波器、開關(guān)PA所有的工藝，所以可以做集成。除了蜂窩式集成以外，從WiFi分立式的設(shè)計，到現(xiàn)在WiFi也提供整個模塊，從WiFi的功率放大器到濾波器、到放大器也是用全線產(chǎn)品，所以也是提供相應(yīng)的模塊化設(shè)計，因為現(xiàn)在WiFi除了2.4G以外，后面還會有5G頻率范圍的WiFi，現(xiàn)在WiFi主要是雙頻道WiFi，通過模塊化設(shè)計可以減少成本、減少尺寸以及減少客戶的調(diào)試時間。

　　除了蜂窩式通信，WiFi后面兩個另外的集成方向，這個叫分級接收(見PPT)，這也是5G階段大家探討的多路接收、多路發(fā)射的概念。你可以想象，在你的射頻前端有單路的N倍的接收或者發(fā)射路提高下行或者上行速率，包括分級接收我們也是提供相應(yīng)的模塊化設(shè)計，包括開關(guān)和濾波器，有多個模塊化設(shè)計。

　　除了基本的射頻半導(dǎo)體器件這一塊，還有一個集成的方向是天線調(diào)節(jié)技術(shù)，頻段數(shù)量的增加和載波聚合的應(yīng)用，會導(dǎo)致射頻前端的損耗比以往大，這樣導(dǎo)致原本的天線不足以覆蓋所有的頻段的支持，天線調(diào)諧技術(shù)相應(yīng)的衍生出來了。目前Qorvo通過天線調(diào)諧技術(shù)讓手機(jī)在一根天線的情況下都能達(dá)到好的連接質(zhì)量。這是目前一個手機(jī)里主要的射頻前端集成的模塊，有五個方向(見PPT)，因為我們Qorvo有集成需要的工藝和相應(yīng)的設(shè)計能力。

　　下面具體到Qorvo能提供什么樣的產(chǎn)品。

　　我們看到這是一個載波聚合的過程(見PPT)，大家對載波聚合理解非常深刻，載波聚合有帶內(nèi)的載波聚合，帶內(nèi)又分成連續(xù)和非連續(xù)的，連續(xù)的是這兩個載波是緊靠在一塊的，非連續(xù)的是中間有了隔斷，并不是連續(xù)的載波。帶間的載波是指兩個不同頻段的載波。我們知道中國的三家運營商，中國移動有帶內(nèi)的有帶間的，中國聯(lián)通有帶內(nèi)的、有帶間的，中國電信目前只有帶間的，還是1+3的模式，所以這是根據(jù)不同運營商所應(yīng)用的頻譜來決定運用什么樣的載波聚合的方式。

　　不同運營商對載波聚合的需求，對設(shè)備前端的變化相當(dāng)大。最簡單的案例是中國三家運營商，中國移動以TDD載荷聚合為主，中國電信和中國聯(lián)通還是FDD的。目前你要單獨給中國移動設(shè)計載波聚合的手機(jī)，或者單獨給中國聯(lián)通、中國電信設(shè)計載波聚合的手機(jī)，射頻前端還是有很大的差別的。目前行業(yè)內(nèi)，今年所謂的六模手機(jī)需求量非常大，一顆六模制式支持的可以同時支持電信、移動、聯(lián)通的載波集合的方式，所以用相同的設(shè)備前端架構(gòu)就可以滿足中國不同運營商的載波需求。

　　這是載波聚合的一個分期數(shù)據(jù)，也是來自于第三方的公司，我們看到2018年手機(jī)載波聚合份額譜非常大?，F(xiàn)在中國三大運營商在規(guī)劃下行三載波，可能2017年會正式用三載波，2018年還有四載波的計劃，目前最大值的規(guī)劃是五載波。正是因為有這樣載波聚合的需求，給用戶提供數(shù)據(jù)的連接速度，就要衍生了對射頻前端更加復(fù)雜的需求，所以集成化模塊的方式是解決這樣需求的最好的方案。

　　我們把目前的手機(jī)分成入門級、中低端、中端、高端的，不同制式下的、不同價格段的手機(jī)里面對相應(yīng)的射頻前端的需求很不一樣。我們看到傳統(tǒng)手機(jī)里面，配套的射頻前端器件價值可能一美金都不到，如果到了最高端的，像蘋果最高端的或者三星最高端的，手機(jī)里面需求的射頻前端的數(shù)量金額就非常大。

　　我們看另外一個制式，高端手機(jī)發(fā)展趨勢和份額越來越多，是因為高端手機(jī)的份額量越來越大，每一個高端手機(jī)里射頻前端的需求量也增大，因此我們覺得這是非常良性、非常健康的產(chǎn)業(yè)，所以Qorvo也致力于花很多資源開發(fā)這個新工藝、新技術(shù)。

　　這是非常具體到現(xiàn)在的，在整個射頻前端的智能機(jī)里的架構(gòu)(見PPT)，這不只是Qorvo的產(chǎn)品制式，我們的友商都在走這樣的趨勢。2015年還是多模多平臺MM PA的發(fā)展方向，到2016年再往后，我們看到主要的射頻前端架構(gòu)都是集成化的。上面這個就是把所有主動、被動包括開關(guān)做了集成。

　　舉個簡單的案例，這是一個寬帶的功率放大器，支持的頻段可以達(dá)到400M的帶寬，后面加一個頻段分割的開關(guān)，再加不同頻段的濾波器，組成這樣的一個模塊，我們把這個叫主動+被動+開關(guān)的集成化模塊，這是一個集成方向。另外一個集成方向是靈活性相對高一點，比較適合中低端的手機(jī)的發(fā)展方向，還是把PA做了集成，我們看到目前主要的PA從1G以下到2G、2.5G的有3-5個PA晶圓放在模塊這里。不同集成方式是針對不同價格段的手機(jī)，中高端主要以功率放大器+濾波器+開關(guān)，中低端的還是局限于把更多的PA集成到這個模塊里面，這是主要的兩大集成方式。

　　這個更加直觀了，左邊是分立的手機(jī)PCB板的截圖(見PPT)，藍(lán)色框里面都是分立的功率放大器、濾波器和開關(guān)。作為Qorvo，我們有能力把所有的分立的做成封裝模塊，我們有所有PA工藝和設(shè)計人員，包括有所我濾波器的設(shè)計人員和工藝，所以有能力打造這樣一個東西。這樣的集成模塊有非常多的分立。我們看到原本的這個都是分立的，做這個模塊以后可以把尺寸縮小，從研發(fā)的角度來說也不需要做各種各樣射頻的調(diào)試，因為已經(jīng)在這個模塊里面把射頻性能調(diào)節(jié)到最優(yōu)化了。

　　這是更加具體到我們在射頻前端主動+被動集成的不同產(chǎn)品線的情況(見PPT)。第一個叫做AiO/TRM，發(fā)射收發(fā)模塊，主要集成的是全球主要的運營商的頻段，相應(yīng)支撐的PA和濾波器、開關(guān)，這些相對的少，因為不是覆蓋某一個區(qū)域型的。接下來是PAD，這樣的產(chǎn)品是一個寬帶的PA加上天線頻道分割的開關(guān)，再加上不同頻段的雙工器，相應(yīng)的集成數(shù)量多一點。我們也會把PAD分成主要的三個頻段，2.5G以上是高頻，就是中國移動這樣的頻段;中頻是2G左右，中國電信、中國聯(lián)通這種;低頻是700M、800M、900M，目前中國三家運營商沒有這個頻譜的，不排除未來有這個方向。800M左右的LTE都有相應(yīng)的LTE的網(wǎng)絡(luò)，所以我們是針對不同頻段做相應(yīng)的模塊化集成。還有一個叫做VLB，就是700M的頻譜，700M在中國主要是廣播電視這一塊的運用，在別的區(qū)域已經(jīng)把700M作為LTE，可能這700M會在歐洲、美國，所以未來700M這一塊也會變成新興的LTE的主流的低頻。整個PAD我們會分成低頻、中頻、中高頻和高頻。未來還有超高頻，大家可能也聽說了，就是3.5G這一塊。未來中國會用到5G或者叫Pre-5G的頻譜，還會有相應(yīng)的3.5G相應(yīng)的射頻模塊。從1G、2G、2.5G到3.5G，這是未來五年中能夠看到的主要用在IOT的四個主流頻段，相應(yīng)的頻段Qorvo公司都有相應(yīng)模塊化的設(shè)計。再往后就是S-PAD把開關(guān)放在里面，前面會有更多集成化的半導(dǎo)體產(chǎn)品。

　　這是優(yōu)勢的介紹(見PPT)，為什么要集成，集成的好處在哪里?尺寸的好處毫無疑問。因為這個是分立的方案，工程師需要做很多調(diào)試工作來優(yōu)化射頻性能。作為模塊化的設(shè)備，我們把這個性能在模塊內(nèi)做到更優(yōu)化了，可以幫助客戶節(jié)省時間。最大的集成化模塊的好處，一是減少尺寸，二是幫助客戶的手機(jī)盡快的上市，因為研發(fā)不需要花很多時間更多調(diào)試，三是提供最好的半導(dǎo)體性能，我們知道每一個半導(dǎo)體更好的性能是每一個工作環(huán)境下發(fā)揮更好的性能，所以我們集成時做了優(yōu)化的處理。下面還有更加具體的，all in one(音) 這個還是相對簡單的只支持某一個區(qū)域內(nèi)的集成化模塊，但是這個如果通過擴(kuò)展的功能，也可以支持全球的手機(jī)。

　　這是更加詳細(xì)的具體到PAD不同的頻段，主要還是分成四個模塊，高頻、中頻、低頻、超低頻，以及未來可能到超高頻3.5G。不同頻段都有相應(yīng)的射頻模塊化的設(shè)計。

　　最后就是5G，5G是炒的比較熱的，標(biāo)準(zhǔn)還沒有完全定下來。關(guān)于5G我覺得有兩個主要標(biāo)準(zhǔn)，一個是工作在什么頻率范圍之內(nèi)。3.5G這個頻度可能是中國第一個用在5G的頻譜，未來還包含更高的一些頻譜。另外就是采用什么樣的上行下行調(diào)制解調(diào)方式，是不是還是用原來的4G的LTE，下行叫OFTMA，相比較3G是非常明顯的變化，來提高4G的下行速率。上行沒有太大的感覺，上行叫SCFDMA。對于未來的5G，到底上行下行的調(diào)制解調(diào)方式是什么?所有的運營商、設(shè)備商和半導(dǎo)體芯片公司都在探討，所以5G現(xiàn)在還沒有一個統(tǒng)一的定論，我們Qorvo會積極參與到這樣一個標(biāo)準(zhǔn)制定過程當(dāng)中。

　　下面是Qorvo對于5G的一些預(yù)期。首先還是看到為什么要有5G，為什么要有4G，4G相比較3G會提供更快的上行和下行速率，5G相比4G也會提供更快的上行下行速率，相比4G提高了很多倍。首先還是因為用戶有對數(shù)據(jù)的速率的需求，所以會有5G這樣一個新標(biāo)準(zhǔn)的衍生。

　　5G提供的場景還不一樣，大家知道4G相比較3G主要的場景是提供了用戶的移動寬帶的速率，大家可以用手機(jī)上網(wǎng)，相比較3G可以提供更快速的速率。5G相比較4G可能有更多場景，除了4G相比較3G的移動寬帶互聯(lián)之外，可能提供更多場景。第一個就叫物聯(lián)網(wǎng)，IOT某種程度是5G的應(yīng)用場景，低功耗的萬物互聯(lián)。除了低功耗的萬物互聯(lián)，另外的產(chǎn)品是高可靠性、低延時的產(chǎn)品。比如說舉例，就是智能駕駛這樣的，需要的可靠性非常高，需要你不能有任何長時間的延時，所以低時延、高可靠性的場景相比較萬物互聯(lián)低功耗的場景是更高的對射頻前端的要求。所以未來的5G主要是分成三個用戶場景，首先還是移動寬帶，移動寬帶相比較4G有更高的速率。一個是區(qū)域性的覆蓋，我們認(rèn)為還是頻率比較低的，因為區(qū)域覆蓋低頻的頻譜相對高頻譜對運營商來說可以節(jié)省很多成本。

　　除了區(qū)域覆蓋還有熱點覆蓋，比如說這個場景里需要非?？斓乃俾剩褪菬狳c覆蓋，在熱點覆蓋里面就需要用到高頻的。世界頻譜大會討論高頻譜的已經(jīng)上升到86G，傳統(tǒng)的最高的頻譜也就是3.5G，還沒有高于6G。在5G的頻譜方面，世界頻譜我們在研究，規(guī)范我們也在研究。低頻主要是用于廣域的覆蓋，高頻還是用于熱點覆蓋。我們預(yù)測到全球最早用5G的可能是韓國或者日本。2018年韓國有冬奧會，2020年日本有夏奧會。這兩個最重要的盛事是可以給當(dāng)?shù)卣?、?dāng)?shù)剡\營商來做5G演示最好的平臺。所以我們看到，2018年的時候，韓國冬奧會目前用的展示頻譜是28G的頻譜。到了2020年日本的夏奧會可能采用的還是低于6G的做廣域的覆蓋，高頻的主要用于熱點的覆蓋，像體育場這種的。

　　由于時間關(guān)系今天就分享這么多信息。一句話，Qorvo的觀點是認(rèn)為集成化的方式是整個產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的一個趨勢，這是Qorvo包括Qorvo以外的友商共同的觀點。