射頻前端設(shè)計
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2026-01-04
射頻前端設(shè)計的實例教程
而在垂直分工模式中，由于Fabless在開發(fā)新產(chǎn)品時，難以及時與Foundry的工藝流程對接，造成一個芯片從設(shè)計公司到代工企業(yè)的流片（晶圓光刻的工藝過程）完成往往需要6-9個月，延緩了產(chǎn)品的上市時間。
2.技術(shù)優(yōu)勢
大多數(shù)IDM都有自己的IP（IntellectualProperty，知識產(chǎn)權(quán)）開發(fā)部門，經(jīng)過長期的研發(fā)與積累，企業(yè)技術(shù)儲備比較充足，技術(shù)開發(fā)能力很強(qiáng)，具有技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢。
3.較高的利潤率
根據(jù)“微笑曲線”原理，最前端的產(chǎn)品設(shè)計、開發(fā)與最末端的品牌、營銷具有最高的利潤率，中間的制造、封裝測試環(huán)節(jié)利潤率較低。
▼行業(yè)模式示意圖
目前射頻前端行業(yè)仍然以IDM模式為主導(dǎo)。射頻與功率器件集成度不高，設(shè)計變化不多，設(shè)計環(huán)節(jié)附加值較低，而且材料結(jié)構(gòu)與工藝密切相關(guān)，而工藝又決定了產(chǎn)品最終的電學(xué)性能，材料、設(shè)計、制造與封測一體相關(guān)，這幾個因素是射頻器件競爭的主導(dǎo)性因素。所以全球成功的射頻或功率器件公司，多數(shù)都采用IDM模式。
隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，手機(jī)等移動終端對于射頻前端的要求也越來越高。一方面，手機(jī)等終端需要的射頻前端的數(shù)量在上升，射頻前端在手機(jī)成本的比重也越加上升；另一方面，隨著對便攜性和輕薄化的要求越來越高，而需求的射頻前端數(shù)量也在不斷增長，這時射頻前端廠商只能增加集成度以把整個射頻系統(tǒng)的實際尺寸控制在合適的范圍內(nèi)。
目前，已經(jīng)有一些廠商在研發(fā)把低噪聲放大器和開關(guān)模組集成在一起的方案，例如Skyworks的SkyOne模組（集成了PA，開關(guān)，多路器在同一模組上）。未來隨著通信技術(shù)和生產(chǎn)工藝的不斷發(fā)展，我們可望看到集成度更高的射頻前端。
▼集成了PA，開關(guān)，多路器在同一模組上的Skyworks的SkyOne射頻前端模組
射頻前端行業(yè)兼并收購不斷，巨頭不斷擴(kuò)大業(yè)務(wù)版圖。
展開 圖6顯示了一個示例性sub-6GHz RFFE的框圖，該RFFE使用了Qorvo的Doherty PA設(shè)計來實現(xiàn)高效率。
圖6：這種sub-6GHz的大規(guī)模MIMO RFFE包括Doherty PA。
結(jié)語
5G mass-MIMO sub-6GHz基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計已經(jīng)推出。這意味著現(xiàn)在必須提供解決更高頻率、更高功率輸出和更低功耗所需的技術(shù)和系統(tǒng)設(shè)計，以支持全球運營商擴(kuò)建。GaN可以幫助運營商和基站OEM實現(xiàn)5G sub-6GHz和mmWave大規(guī)模MIMO的目標(biāo)。
來源：半導(dǎo)體行業(yè)觀察
尤其是射頻前端這塊，因為擔(dān)負(fù)著終端與基站通信的重要任務(wù)，他們的一舉一動受到了產(chǎn)業(yè)鏈的廣泛關(guān)注。過往也有很多媒體和分析師對5G射頻前端的現(xiàn)狀和發(fā)展給出了很多不同的觀點。
近日，半導(dǎo)體行業(yè)觀察記者與Qorvo亞太區(qū)移動事業(yè)部市場戰(zhàn)略高級經(jīng)理陶鎮(zhèn)進(jìn)行了一番深入交流，給大家?guī)砹诵袠I(yè)專家對5G射頻前端的一些深刻見解。
5G對射頻提出新需求
在Qorvo公司2019財年Q1的財報會上，該公司的高層在接受分析師提問時指出，5G將給天線數(shù)量、射頻前端模塊價值量帶來翻倍增長。以5G手機(jī)為例，單部手機(jī)的射頻半導(dǎo)體用量達(dá)到25美金，相比4G手機(jī)近乎翻倍增長。其中濾波器從40個增加至70個，頻帶從15個增加至30個，接收機(jī)發(fā)射機(jī)濾波器從30個增加至75個，射頻開關(guān)從10個增加至30個，載波聚合從5個增加至200個。
按照陶鎮(zhèn)的觀點：“5G對射頻前端的影響，很大一部分就在于引入了3.5G和4.8G這兩個新頻段，進(jìn)而帶來了新的射頻器件需求”。
陶鎮(zhèn)表示，全新的頻段引入，必須需要全新的濾波器、PA和開關(guān)配合。此外，還需要額外的天線調(diào)節(jié)器來做天線隔離，這主要是因為頻譜的翻倍，驅(qū)使你去使用更多的天線來做覆蓋而引起的。這樣的需求，也推動了天線陣列的應(yīng)用、MIMO的誕生，給射頻前端提出新的需求。
“到了5G時代，基站和手機(jī)都必須引入天線陣列，基站可以做到64×64，但手機(jī)受限于尺寸限制，只能做到4×4或者2×4，這就帶來了相關(guān)射頻的需求”，陶鎮(zhèn)說?！皝淼組IMO方面，這個在4G時代就存在的技術(shù)到了5G則迎來了更剛性的需求。新的通信標(biāo)準(zhǔn)要求下行有4×4，上行也要翻倍，這也帶來了射頻器件的增加”，陶鎮(zhèn)補(bǔ)充說。
為了滿足5G的高頻率高速度需求，這就需要包括濾波器和PA等產(chǎn)品在技術(shù)上有升級。
展開 GSR2701是一個集成的前端模塊(FEM)，專為2.4GHz藍(lán)牙、802.11b/g/n/ac/ax系統(tǒng)而設(shè)計。該設(shè)備提供了完全匹配功率放大器(PA)功率檢測器、低噪聲放大器(LNA)以及兩個單極、雙切換(SPDT)開關(guān)的所有功能。
GSR2701提供了一個完整的2.4 GHz WLAN射頻解決方案，從收發(fā)器輸出到天線，以及從天線到收發(fā)器輸入。低噪聲放大器( LNA)可以提高嵌入式解決方案的接收靈敏度，從而提升覆蓋范圍或克服蜂窩濾波器(通常用于移動應(yīng)用)的插入損耗。
GSR2701采用QFN-16微型封裝（尺寸2.3mm×2.3mm），其引腳定義與Skyworks公司RFX2401C芯片完全一致，即“Pin-to-Pin”兼容，可實現(xiàn)替換功能。這一特性大幅簡化了硬件設(shè)計和PCB布局方案的迭代流程設(shè)計。
智能家居領(lǐng)域的性能突破
在智能家居系統(tǒng)中，GSR2701通過提升射頻性能解決了傳統(tǒng)Zigbee設(shè)備的覆蓋短板：
發(fā)射增強(qiáng)：輸出功率可達(dá)+20dBm以上，顯著擴(kuò)展信號覆蓋半徑。
接收優(yōu)化：內(nèi)置LNA單元改善接收靈敏度，增強(qiáng)穿墻通信能力。
實際測試表明，集成GSR2701的網(wǎng)關(guān)設(shè)備可穩(wěn)定連接以往信號盲區(qū)的終端節(jié)點，如被墻體遮擋的智能燈具或遠(yuǎn)端溫濕度傳感器。
消費電子應(yīng)用場景
無線音頻傳輸：作為藍(lán)牙騎行對講，藍(lán)牙耳機(jī)、無線麥克風(fēng)和智能安防監(jiān)控攝像頭的射頻前端，保障高保真音頻的穩(wěn)定傳輸。
通過模塊化設(shè)計，該芯片可快速適配不同無線協(xié)議棧，降低產(chǎn)品開發(fā)周期與BOM成本。
展開 三伍微電子GSR2406 IoT FEM 2.4G PA 射頻前端模組芯片規(guī)格書
Product Description
The GSR2406 is a high-performance, fully integrated RF front-end module (FEM) designed for Zigbee technology, Thread, and Bluetooth (including low energy) applications.
The GSR2406 is designed for ease of use and maximum flexibility. The device provides a power amplifier, low-noise amplifier, low-loss bypass path, transmit/receive switches, and controls compatible with 1.8 V to 3.6 V levels.
The RF blocks operate over a wide supply voltage range from 2.5V to 5 V that allows the GSR2406 to be used in battery powered applications over a wide spectrum of the battery discharge curve.
The device is provided in a compact, 12-pin1.9 x1.9 mm small package. Pin map is shown in Figure 1.
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射頻前端設(shè)計的最新內(nèi)容
GSR2701是一個集成的前端模塊(FEM)，專為2.4GHz藍(lán)牙、802.11b/g/n/ac/ax系統(tǒng)而設(shè)計。該設(shè)備提供了完全匹配功率放大器(PA)功率檢測器、低噪聲放大器(LNA)以及兩個單極、雙切換(SPDT)開關(guān)的所有功能。
GSR2701提供了一個完整的2.4 GHz WLAN射頻解決方案，從收發(fā)器輸出到天線，以及從天線到收發(fā)器輸入。低噪聲放大器( LNA)可以提高嵌入式解決方案的接收靈敏度
三伍微電子GSR2406 IoT FEM 2.4G PA 射頻前端模組芯片規(guī)格書
Product Description
The GSR2406 is a high-performance, fully integrated RF front-end module (FEM) designed for Zigbee technology, Thread, and Bluetooth
GSR2701 2.4 GHz Front End Module
Product Description
The GSR2701 is an integrated front end module (FEM) designed for 2.4GHz Bluetooth, 802.11b/g/n/ac/ax systems. The device
射頻前端模組芯片（PA）三伍微電子GSR2337 兼容替代SKY85337, RTC7646, KCT8247HE
型號GSR2337 ?頻率?: 2.4 GHz
?類型?: FEM (PA+LNA+SW) ?WIFI?: 11n/ac/ax
?功率?: 21dBm@EVM-43dB@5V
?封裝?: 3*3 mm ?電壓?: 3.3V & 5V ?P2P?: SKY85337,
<p>近幾年AI技術(shù)的逐漸成熟，在工業(yè)領(lǐng)域，諸多企業(yè)開始思考如何<strong>將AI技術(shù)應(yīng)用到已有的研發(fā)流程當(dāng)中</strong>。在談到AI+研發(fā)的時候，往往大家問到的第一個問題是<strong>AI和仿真怎么發(fā)生聯(lián)系。</strong></p><p><br></p><p class="ql-align-right"><strong>—— Altair 大中華及東盟總經(jīng)理劉源博士</strong
射頻前端芯片設(shè)計
（1）設(shè)計中的難點
傳統(tǒng)方法使用全波電磁場工具對射頻芯片進(jìn)行參數(shù)抽取，這種方式保證了精度但仿真規(guī)模比較局限；
RC抽取引擎這種方式計算規(guī)模足夠大但精度在超過1GHZ后會有所損失。
原廠三伍微Wi-Fi射頻前端芯片，產(chǎn)品有GaAs開關(guān)、SOI開關(guān)、2.4G FEM、5.8G FEM、IoT FEM，替代Skyworks、Qorvo、Richwave等
2.4G Wi-Fi FEM
GSR2303 WIFI標(biāo)準(zhǔn)11n/ac 兼容替代 SKY85303，RTC7626，KCT8227
GSR2310 WIFI標(biāo)準(zhǔn)11n/ac/ax 兼容替代 SKY85310，Qorvo4200
全新的定制設(shè)計流程具有Ansys簽核電源完整性和電磁建模功能，可滿足高速電路設(shè)計人員的需求
主要亮點
全新參考流程可提供開放
電子產(chǎn)品設(shè)計
熱可靠性問題
電子產(chǎn)品的熱管理-產(chǎn)品魯棒性
電子產(chǎn)品熱設(shè)計
電設(shè)計與熱設(shè)計不同的工具
電子產(chǎn)品的多物理場仿真平臺ANSYS AEDT
ANSYS電子桌面（AEDT）
? AEDT: 電磁場、熱、電路、系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)統(tǒng)一的仿真平臺
‐ 為電子產(chǎn)品仿真和優(yōu)化提供統(tǒng)一的仿真環(huán)境
1 5G行業(yè)概述
2 5G研發(fā)中面臨的仿真設(shè)計挑戰(zhàn)
· 數(shù)字/模擬/混合芯片設(shè)計
· 射頻前端芯片設(shè)計
· 芯片/封裝/系統(tǒng)一體化設(shè)計
· 單元天線設(shè)計
· 陣列天線設(shè)計
· 陣列天線和射頻前端的場路協(xié)同設(shè)計
· 便攜設(shè)備天線的仿真設(shè)計
· 天線SAR仿真
· 射頻連接器仿真
· 射頻介質(zhì)濾波器仿真
· 射頻微波無源器件仿真
· 射頻有源器件版圖效應(yīng)仿真
· 場景級電磁場仿真設(shè)計
