虽然迄今为止对集成型射频(RF)手机器件的需求还不值一提,但随着下一代手机标准推动重新设计以适应技术上的转移,预计这种状况将会改变。目前相关供应商正在将天线开关和SAW滤波器集成到前端模块之中,并且把功率放大器同辅助控制电路结合在一起以构成功率放大器模块。根据市场调研公司iSuppli的说法, SAW滤波器和合成器这类老式分立器件的销售注定会在今后几年下降。而像RF收发器、功率放大器、前端开关和双工器这类集成型器件的销售将随着2.5和3G手机逐步取代2G设计而日渐增多。
例如,新泽西州的Anadigics公司说它已经看到需求在上升。今年早些时候,Anadigics推出了一种用于GSM手机的四波段集成型功率放大器模块,它把一个功率放大器、一个天线开关、一个谐波滤波器和一个控制IC结合在一起。尽管该放大器原先的两波段型号只得到客户的缓慢接受,而新产品则受到更热烈的欢迎,公司负责无线业务产品的副总裁Ali Khatibzadeh说:“市场去年还没准备好接受这些器件,但我们看到市场的认可日渐增多,包括来自我们的成套客户。”
安捷伦科技公司无线半导体部全球营销经理Philip Gadd介绍说,他们也正在把更多的功能集成到功率放大器这类模块之中。“我们将会看到更多的3G投资,预计对这类手机的需求会在2005年或2006年大幅上升,”他说。
RF Micro Devices公司销售副总裁Thompson则表示,正在对移动电话的RF收发器进行重新设计以便消除一个中间滤波级,它通常用SAW滤波器来实现。不过,该器件采用低射频设计。今年10月底,RF Micro Devices公司宣布向台湾的重要手机ODM厂商BenQ交付其RF3140功率放大器模块。该模块的集成功率控制“使我们能够减少资源并加速向我们的OEM客户提供这款手机设计,”BenQ网络和通信集团的副总裁兼总经理Irwin Chen表示。
部分中国手机制造商表示自己也已经加入到这一发展潮流中去了。宁波波导股份有限公司奉化研究所所长张樟铉表示,波导已经开始采用模块化的产品,“例如,以前主要是RF芯片、功放芯片、SAW滤波器和双工器等构成手机的前端电路,我们现在则采用诸如SAW滤波器和双工器集成封装那样的模块,而且这种集成模块的趋势将更加明显。”他说。对于集成可能带来的成本上升,张樟铉认为集成模块的价格加起来也未必比分立器件加起来贵多少。“相反,集成模块的标准化可能有助于我们降低手机前端电路的设计成本。另一方面,究竟是采用集成模块还是采用分立器件在经济上更划算,还取决于手机的产量和产品型号。”他解释道。
成本决定集成化RF前端的接受度
不过业内人士担心成本会成为集成器件被普遍采用的一种障碍,因为虽然3G和其它先进的手持移动通讯产品为了在有限的体积内实现诸如游戏、互联网接入等高级功能而采用集成型器件,但是分析师们说,如果集成型器件抬高了制造成本,那么OEM们将不情愿在设计中采用这些器件。“移动电话供应商他们想加功能但又不想付额外费用,”iSuppli公司的分析师Scott Smyser说。尽管分析师和供应商认为集成型器件带来的额外成本难以定量化,但他们承认有限的产量常常导致集成型器件要比离散器件的成本高。
西南集成电路设计有限公司设计部技术经理万天才则表示,对中国手机厂商来说、无论是采用RF分立组件或集成模块,成本始终是最重要的。“我认为新推出的集成模块产品的价格将高于目前的分立组件,因此大多数中国厂商不会在新品刚上市不久就采用这些技术。另一方面,中国绝大多数厂家还是采用国外手机方案平台供应商的套片方案,自身大都缺乏独立的前端RF设计和二次开发能力,因此,在选择分立组件或集成模块的问题上,还要看这些手机方案平台供应商的市场策略。”
“在降低成本方面我们有大量的工作要做,”RF Micro Devices的Greg Thompson说,“人们都在追求最高性能和最小尺寸。我们正在从事更小裸片几何尺寸和更高良品率的研究,目的就是降低成本。”同时,ODM厂商也在密切地关注集成型器件的发展和成本问题。在过去几年里,这些企业在发展自身的手机设计技能时也帮助维持了对分立器件的强劲需求。
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根据Smyser的看法, 随着供应商提高生产量,他们希望集成型器件会成为分立器件更具成本效益的替代方案。Khatibzadeh则认为,Anadigics提供的集成模块在成本上已经可以和分立器件一拼高低了。
另一方面,对于仍然主导移动电话发货量的低成本手机来说,对SAW滤波器这类老式分立器件的需求依然强劲,这迫使供应商在为下一代手机开发集成型解决方案的同时还继续大量储存离散器件。 “高端需求是否会上升还有待观察,” 安捷伦的Philip Gadd说,“3G电话比预计的来得慢是迄今为止此类器件销售不旺的一个因素。”
中国厂商担心集成化趋势不利于设计能力的提升
大多数中国手机制造商认同RF前端器件的进一步集成是一个发展趋势,并且相信集成化带来的小型化将为那些注重手机外观设计的中国厂商留出更大的发挥空间。但同时人们也不无担心,中国手机制造商的RF设计能力却将被进一步受到限制。
首信移动电话研究所所长逢清强和东方通信无线终端研究所EDA设计项目主管陈旭文都认为,中国手机厂商在RF芯片和手机RF模块上的开发还不是很深入,能够把分立的RF芯片组、功放芯片等组建成手机前端收发模块的厂家也是寥寥无几,大多数厂商还只是采用国外厂商现成的设计参考或产品,几乎很少进行任何修改。
“对于手机前端产品,无论是在芯片一级还是在模块一级。中国厂商目前的开发能力还不足,许多方面都还依赖国外厂商,而这种局面在前端产品更趋集成的未来数年里恐怕不会有根本改观。” 陈旭文表示。他因此担心,集成化的产品将进一步削弱中国手机制造和开发商掌握手机RF电路设计的能力。
“我怀疑在集成度更高的情况下,中国手机制造商也许可以更灵活方便地生产出外观时髦的产品,但他们前端RF设计的能力和自主开发的水平实际上却会被削落,因为对于集成度越高的产品,你能够从国外手机平台供应商的参考设计那里得到的技术信息就越少。”他表示。
尽管如此,一些中国IC设计公司还是想在集成化的潮流中有所作为。例如,西南集成电路设计有限公司就已经开发了一些相关的产品。该公司设计部技术经理万天才介绍道,他们也已经用锗-硅工艺开发了手机专用RF芯片,其中集成了发射和接收部分的RF电路和其它相关的模拟电路。
不过,对于集成的限度他指出:“无任是在国外还是在中国,要把RF电路和功放电路集成在同一块芯片上还有相当的难度,主要是用于制作RF电路的锗-硅工艺和用于制作功放电路的砷化镓工艺很难做到兼容。另外,用CMOS等半导体制造技术来生产可以替代声SAW滤波器的工艺目前也还很不成熟。”
作者:秦冰,倪兆明
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