在智能手機(jī)電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，5G RF 前端復(fù)雜功能的出現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)提出了一系列新挑戰(zhàn)。

在智能手機(jī)的有限空間內(nèi)，對(duì)多個(gè) 5G 頻率、TDD 和 FDD 的需求，甚至多個(gè)毫米波天線(xiàn)模塊的需求，都促使業(yè)界尋求解決方案，以解決這種復(fù)雜性問(wèn)題。

5G 設(shè)計(jì)中應(yīng)用的主要技術(shù)不僅專(zhuān)注在最基礎(chǔ)的硅芯片上，還關(guān)注封裝和組件致密化的進(jìn)步。在這里，我們分析一下具有代表性的第二代 5G 智能手機(jī)，以觀察 RF 組件行業(yè)在多大程度上依靠 5G RFFE 的高級(jí)封裝和組件集成。

三星 Galaxy S20 系列代表了最新、最復(fù)雜的 5G RF 前端設(shè)計(jì)。射頻不僅支持傳統(tǒng)的 2G/3G/4G，而且還支持 6 GHz 以下和毫米波 5G。集成的功率放大器模塊是在深入研究了調(diào)制解調(diào)器和 RF 收發(fā)器之后的主要 RFFE 組件，展示了后期 5G 設(shè)計(jì)的 RF 致密程度和復(fù)雜性。高通 X55 調(diào)制解調(diào)器在這里開(kāi)放了 FDD 5G 支持，因?yàn)槿蜻\(yùn)營(yíng)商以低頻段提供必要的信號(hào)覆蓋范圍來(lái)大規(guī)模部署 5G。

此外，中高頻段 LTE 的 PAMiD 在 5G 設(shè)計(jì)中將 LTE 部分模塊化至關(guān)重要。由于大多數(shù) 5G 部署都是基于 NSA 的，因此存在錨定 LTE 信號(hào)至關(guān)重要。在三星 Galaxy S20 中發(fā)現(xiàn)了來(lái)自 Qorvo 的中高頻段 PAMiD。

而 5G 的真正好處最終會(huì)在越來(lái)越高的頻率下實(shí)現(xiàn)。在這里，我們有適用于 Galaxy S20 的 TDD 頻段 n41(2.5GHz)的 Qualcomm QPM6585 PAMiF(具有集成濾波器的功率放大器模塊)。n41 頻段支持北美市場(chǎng)，實(shí)際上被認(rèn)為是“中高頻段”頻率。全球大多數(shù) 5G 部署都處于 n78(3.5GHz)的超高頻段(UHB)頻率。由于 5G 提供了更大的帶寬覆蓋范圍，因此需要單獨(dú)的 PAMiF。

到目前為止，我們已經(jīng)研究了 Sub-6GHz 5G / 4G RFFE 組件。隨著 5G 的成熟，預(yù)計(jì)將需要毫米波頻率(24GHz 或更高)來(lái)繼續(xù)滿(mǎn)足對(duì)無(wú)線(xiàn)寬帶和容量不斷增長(zhǎng)的需求。在新一代 Samsung Galaxy S20 Ultra 5G 智能手機(jī)中，除 Sub-6 GHz 的 RFFE 外還包括 mmWave 天線(xiàn)模塊。與 Sub-6 GHz 的 RFFE 相比，mmWave 天線(xiàn)模塊是 RFFE 系統(tǒng)集成的終極產(chǎn)品。三星內(nèi)部的 Qualcomm QTM525 天線(xiàn)模塊包含從相控陣天線(xiàn)一直到 RF 收發(fā)器的所有內(nèi)容。高集成度的原因與 mmWave 衰減的性質(zhì)有關(guān)。因此，要捕獲這些非常微弱的信號(hào)，必須縮短整個(gè) mmWave RFFE 鏈，以確保連接鏈路預(yù)算內(nèi)的信號(hào)完整性。

5G 即將進(jìn)入發(fā)展的第二年。對(duì)于設(shè)備制造商來(lái)說(shuō)，在 5G 設(shè)備中沒(méi)有其他功能區(qū)域會(huì)比 RFFE 更復(fù)雜。RFFE 組件行業(yè)一直在為這種可能性做準(zhǔn)備，并且通過(guò)高度依賴(lài)先進(jìn)的封裝技術(shù)，OEM 可以繼續(xù)在市場(chǎng)所需的同一智能手機(jī)外形尺寸中添加越來(lái)越多的無(wú)線(xiàn)連接支持。