Qorvo的訪談：5G半導體芯片開發(fā)有何進展？
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芯片組制造商、網(wǎng)絡基礎設施公司、設備 OEM 以及測試和測量公司多年來一直參與 5G 的研發(fā)和標準制訂，隨著 5G 設備的上市，收獲的季節(jié)到了。今年市場涌現(xiàn)出各種消費者智能手機以及其他設備，從 5G 路由器和移動熱點到物聯(lián)網(wǎng)設備不一而足。
本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/202307/448379.htm這只是 5G 芯片組的第一波浪潮，5G 的高潮遠未到來。為詳細了解 5G 芯片組的前沿發(fā)展，RCR Wireless News 聯(lián)系了 Qorvo，通過電子郵件與該公司移動 5G 業(yè)務發(fā)展總監(jiān) Ben Thomas 暢談。Qorvo 在 2 月底宣布，其集成式 5G 前端模塊投入大規(guī)模生產，以支持今年不斷擴張的設備和基礎設施生態(tài)系統(tǒng)。以下問答經(jīng)過適當編輯和精簡。
Thomas：以手機為主的芯片組發(fā)展順利。第一組芯片組實際上是基于第 15 版前暫行標準，幫助手機試驗進行到今年年底。到 2020 年，我們將從多個供應商獲得符合第 15 版標準的優(yōu)質芯片組。本行業(yè)有三個主要驅動力：高通、三星和 HiSilicon。也就是說，至少到 2021 年才會看到中端手機的興起。隨著產量的穩(wěn)定，其他移動芯片組也會上市。
收發(fā)器范圍實際上約為 100 兆赫茲載波帶寬，DFT-S 和 CP-OFDM 在所需波形下具有良好的吞吐量，特別是在 256QAM 下。與 LTE 相比，雙上行鏈路需求的變化最大。
對于調制解調器，處理 EN-DC LTE錨點和新無線電 (NR) 也帶來了挑戰(zhàn)。這是 2019 年到 2020 年間的一個重大改變。2019 年，我們將看到所謂的 2 類 UE — 也就是由芯片組驅動的手機，其中 LTE 實際上并不知道 NR 端的變化。LTE 有自己的局限性。2020 年即將推出的 1 類芯片組會解決這一問題。此外，LTE 和 EN-DC 5G 目前還不能平滑地切換，但到 2020 年會有所改善。
最后，[6 GHz 以下] FR1 和 [毫米波] FR2 將在完全獨立的 RF 鏈中運行，一直到 TCVR。啟用 EN-DC FR1 已然是個大挑戰(zhàn)，而通過相同調制解調器啟用 FR2，且讓一切順利運行，2020 年以前很難做到。
其他挑戰(zhàn)包括新的 RF 組件、更寬的帶寬，還有要測試的波形呈指數(shù)增長。當然，大多數(shù)情況下，額外設計考慮因素是驗證手機的大量組合，這也是最大挑戰(zhàn)。一旦符合要求，即選擇要優(yōu)化的地方：用于覆蓋范圍或更短距離的全功率 PC2，用于高數(shù)據(jù)速率 MIMO 應用的 CP 256QAM。很大程度上這是由運營商和 OEM 需求驅動的，因此設計本身的變化增加了復雜性。
Qorvo 過去一直推動 ETIC 的使用：即包絡跟蹤功率管理，用于這些 RF 前端內部的 [功率放大器] 。包絡跟蹤已經(jīng)成為在傳輸端處理不同 RF 前端需求的標準方式，具體取決于不同的用例和點。但是，我們在早期 5G 中遇到了障礙。大多數(shù)公司的 ET，以及針對 100 MHz 寬帶寬信號對該 ET 進行的芯片組集成還未成熟。這些問題要到 2020 年才能解決，但回歸 ET 可以有效地管理所有這些用例和傳輸功率電平。業(yè)界現(xiàn)在使用什么？平均功率跟蹤 (APT) 和 ET 的組合。這導致更復雜、未優(yōu)化的 PA 和 RF 前端模塊。
最后是 mmW。到了 28 和 39 Ghz 這樣的毫米波 5G 頻段，我們應該認識到這是由完全不同的用例和 6 GHz 以下頻段驅動的。 由于傳播方式和更短距離等挑戰(zhàn)，毫米波頻譜其中一個目標是在高密度環(huán)境中增加網(wǎng)絡容量。從 RF 角度看，這是一種全新手機；這就需要系統(tǒng)解決方案，而不是 6 GHz 以下標準（如 LTE）的早期階段那樣，購買分立式元件，mmW 需要與前端供應商和芯片組提供商緊密協(xié)作。還有大量問題待解決。
將 mmW 安裝到空間受限的外形中帶來了尺寸挑戰(zhàn)。到目前為止，手機設計人員在重視尺寸的應用中不得不犧牲最佳性能（更大的陣列大小和配置）。進而又需要極高性能的 mmW 前端解決方案。坦白講，這已經(jīng)背離了行業(yè)初衷。許多硅基解決方案在手機中并不像在 [用戶端設備] 或基站中一樣有效（后者現(xiàn)在也青睞更傳統(tǒng)的基于 GaAs 或 GaN 的解決方案）。
RCR：Qorvo 在各代 5G RF 前端領域處于什么位置？您認為從第一代 5G 遷移至第二代 5G 有多快，推動因素是什么？5G 規(guī)范有哪些尚待實施的特性，會帶來哪些機會？
Thomas：Qorvo 率先量產 5G 頻段 n77 RF 前端模塊。之后我們推出了 RF 前端和組件的整套產品組合。我們?yōu)榇俗隽碎L時間準備。在高達 3.3-4.2 GHz 頻率范圍發(fā)布 100 MHz 載波帶寬 PA，同時滿足 5G 嚴格的 RF 要求，很有挑戰(zhàn)性。憑著在該解決方案中學到的知識，我們將吸取 2019 年 5G 試驗的經(jīng)驗，在 2020 年進行第二輪試驗。這些 2020 年產品將持續(xù)供貨到 2021 年中，屆時面向中端手機的 5G 前端模塊就會上市。雖然有可能更注重成本控制，但這些中端 5G 前端仍可保證高性能。與其說這是 Qorvo 的選擇，不如說是 5G 標準的要求！
此外，2021 年可能推出與 2020 年批準的 3GPP 第 16 版有關的更新。第 16 版旨在覆蓋其他非移動市場，與手機有關的產品規(guī)范不會有太多根本變化。但是，RF 前端的整體架構還有更多的 EN-DC 和 NE-DC 頻帶組合需要處理。我認為至少到 2022 年才能看到 5G RF 前端的穩(wěn)定。我們要一如既往地專注于優(yōu)化，根據(jù)目標手機細分市場，改進性能或降低成本。
這段時間內，Qorvo 的機會很多。我們的高功率、超線性 GaAs HBT PA 工藝將成為 PC2 高功率運行頻段的基準。這是我們的制勝法寶。此功能使 UHB（3.5 和 4.5 GHz）成為理想候選產品。我們的中/高頻段 S-PAD 使用更高階多路復用器獲得低損耗、高抑制性能，可滿足復雜的載波聚合需求。組建 Qorvo 之前就已部署的技術也可用于應對 5G 挑戰(zhàn)。
此外，中頻段到 UHB 的 DRx 或接收分集是 4DL 的強制要求，也會帶來機會。在 LTE 中，Rx 分集甚或 MIMO 常被視為“必選”功能。但在 5G 中，移動運營商必須兼顧高性能和多頻段 CA 接收分集。Qorvo 的差異化產品可滿足這一需求。
最后，Qorvo 還可以提供 RF 前端解決方案，滿足高性能 mmW 需求。mmW 的大規(guī)模部署尚需時間，但蘊藏大量機會。
RCR：如何才能獲得 5G 參考設計？能否告訴我們 5G 芯片組上市的基本過程和時間表，Qorvo 在此過程中有哪些經(jīng)驗教訓？
Thomas：客戶正在 Qorvo 的幫助下組裝設計。在咨詢 RF 前端架構的完整系統(tǒng)設計時，Qorvo 一直是業(yè)界的首選（特別是我們的客戶）。這是什么原因？因為這是我們 RF 前端事業(yè)的起點。我們沒有拘泥于規(guī)范，而是整體考慮問題。
5G 是復雜的，但手機 OEM 的時間表并未改變！仍然保持 12 個月的創(chuàng)新周期。更糟糕的是，5G 試驗手機原本有望今年發(fā)布，但直到去年年底才確定規(guī)范。
上市步伐沒有改變，復雜性卻呈指數(shù)級增加。沒有大局觀，客戶或供應商就無法按時發(fā)布產品，無法滿足規(guī)范，無法為客戶提供高性能，無法滿足用戶需求。
我們正在爭分奪秒地前進，甚至早于整體架構發(fā)布 18 個月布局，比如說，我們已經(jīng)在考慮 2021 年的手機需求。如上所述，由于第 16 版直到 2020 年才解鎖，目前 5G 的變數(shù)還很多，我們難以長遠規(guī)劃。前進的途中，每一步都要小心翼翼。規(guī)范、運營商需求和 OEM 實施方案的變化都會帶來變數(shù)。
所以，5G 普及還有很長的路要走。 當然，盡管存在這些挑戰(zhàn)，5G 的未來仍是光明的！
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