高集成 微尺寸 高传速 低功耗

射频技术开发趋势

射频是无线信号的源头，也是无线开发的基础。无线射频与微波传输市场伴随着无线技术的广泛应用而迅速成长，新技术与新产品不断涌现。从这些新技术和产品中，我们可以感受到通信器件开发的整体趋势，即：集成度更高、微型化、更稳定、更高速、能耗更低以及操作更简便。如何解决好3G和无线网络功能的融合已经成为射频厂商所面临的新问题，兼容3G和无线宽带的双模射频收发产品必将成为市场的新生力量。随着芯片集成度的增加和移动设备功能越来越强大，在芯片体积越来越小的趋势下，射频功能模块将逐渐和其他功能模块集成到一起，成为新的发射端功能单元。

    作为无线信息的源头，发端是所有无线产品必备的组件，而在高集成度和低能耗以及产品微型化的要求下，手机射频（甚至多射频）功能与控制电路集成在一个封装芯片上是本次大会一个突出的技术革新。下一步的发展可能会将数字控制与时钟电路继续和射频发端集成到一起，从而缩小尺寸、控制成本。在本次大会上，甚至有企业提出可以将手机中的天线转换电路与控制模块进行深度集成。随着制作工艺的提升，射频芯片封装体积已经全面从130nm向90nm过渡，而单封装芯片所实现的功能则在不断增加。未来移动设备在功能增加的同时尺寸有望在现有基础上再缩小20%—30%。

    未来的无线产品开发将越来越注重智能化。随着用户对产品功能的要求越来越多，智能化设计已经成为通信产品开发必不可少的组成部分。基于传感器、AD转换器和CMOS功放驱动等设备的智能化设计在大会上比比皆是，低成本、低功耗、大容量、短时延等特点让智能化设计成为大会上最亮丽的一道风景。更为突出的是，基于单一设备的多用途单一解决方案产品可以在最大程度上发挥产品的功用，对节约开发成本、提高产品通用性具有很高的现实意义。

几大厂商各抒己见
    产品永远是为了顺应潮流而生的，因此对通信芯片开发最有发言权的始终是处于行业领先地位的厂商。为此，我们采访了行业内几家有代表性的企业，在厂商的眼中未来的无线开发趋势发展将会呈现怎样的风景。

作为业界主要的无线芯片供应商，ADI公司一直走在无线技术研发的前沿。该公司射频和无线业务部开发总监Doug Grant先生表达了自己对芯片开发的观点。Grant先生认为无线芯片有两个主要发展趋势。一是降低低端“超低成本”手机的芯片组成本，目的是开发尽可能低成本的具有语音和短消息功能以及黑白显示屏的基本手机，但是某些手机制造商发现这些芯片组不能提供转向高级功能手机和系列产品的途径。第二个发展趋势是开发提高灵活性和增强功能的芯片组，能够以提供尽可能多的好处提高手机产品的吸引力，但是存在的问题是所有的功能都需要非常高的功耗，从而会缩短手机的电池寿命。因此，高级功能的芯片组的发展趋势是降低功耗。无线器件的发展趋势与其他的半导体行业没有太大区别：降低功耗、增加（和调整）功能、降低成本，以及为降低材料成本和减少元件数量提高集成度。有一点不同的地方是普遍的行业发展趋势是提高速度——因为频带已经用于大多数的无线系统，所以它与一般的处理器开发要求不同，以便为每一代产品都提高速度（尽管许多处理器制造商都已经意识到多处理器系统比高速信号处理器系统更有前途）。

具体到手机芯片方面，低成本GSM/GPRS手机单芯片和单封装解决方案已经出现。所有的“单芯片”解决方案仍然需要外部闪存和功率放大器，其中有一些解决方案采用外部收发器IC以达到最佳性能，有些还需要外部电源管理IC。3G作为未来手机发展的焦点，市场上已经出现符合所有3G标准的芯片组。大多数UMTS芯片组都针对高端市场，而TD-SCDMA芯片组可用于所有档次的手机。3G的难题是找到合适的功能设备以便充分利用3G网络提高数据速率的优势，同时降低成本以便使3G技术可以用于各档次的手机。而WiMAX的难题是选择适合该技术的最佳市场细分，以及开发出性能和功耗合理折衷的合适芯片组。

TI主要提供当今无线技术的核心器件，并构建各种解决方案以满足未来需求。从传统的以语音为核心的移动电话到最先进的、功能丰富的 3G 设备，TI 推出了广泛的半导体及软件解决方案，满足手持终端制造商、移动运营商以及应用软件开发商的要求。

TI无线产品销售及市场经理张磊用“集成度更高、功耗和成本更低”概括了未来通信芯片领域研发的最新趋势。TI的DRP技术开发的初衷就是为了满足这些要求：更低解决方案成本和精简物料清单、更高系统性能、更长电池寿命、更小器件尺寸可实现外形更精巧的移动设备、高度灵活性能够在市场条件允许的情况下集成多种无线电广播元件以及可立刻投入制造的新型交钥匙 (turn-key) 型解决方案能够显著简化无线设计人员的设计与测试工作。对于手持终端制造商，DRP 技术能够显著缩小板级空间，并进一步延长电池使用寿命。与传统的 RF 设计相比，DRP 技术可将功耗、裸片面积以及系统板级空间等节省 50％。

有助于降低成本的集成器件具有一体化封装、一体化存储器子系统和一体化电源管理器件等特点。因此集成解决方案与可配合外部调制解调器的独立应用处理器方案相比具有更大的优势，比如TI的OMAPV2230 基带可同时为 GSM／GPRS／EDGE 以及 WCDMA 提供支持，而就目前市场上的许多电话而言，上述基带标准仍然是彼此独立的。

    作为手机芯片领先的提供商，张磊认为手机市场将在两大领域保持快速发展，一个是成本不足 30 美元的超低成本移动电话市场，其中重要的一个发展方向就是能大幅降低功耗与成本的同时还可显著节约电路板面积和硅芯片面积。另一个增长点是便携式音乐／多媒体移动电话市场，各种消费类及企业应用如移动电视、3D 游戏、电子邮件、音视频附件、Web 浏览与下载以及视频会议等将成为移动电话市场新的发展动力。

    高通公司作为3G标准的主要专利持有者，目前也开始大规模涉足通信芯片开发领域。对于未来通信芯片研发重点的3G手机芯片开发，对标准了然于心的高通公司的经验更具有代表性。高通认为通信芯片领域研发的趋势主要集中在两点。第一，下一代芯片将有更强的多媒体功能、更清晰的画面、更高的分辨率。芯片的功能将支持更清晰的VGA显示画面（VGA将会是现在QVGA分辨率的4倍），还将会支持600万像素的照相机。第二，芯片高度集成。高通公司一直在努力创造新的移动功能，并将多项功能融合到一种设备上，从而在全世界将下一代无线技术不断推向新的高度。我们提供给客户的手机芯片是完整的芯片、全方位的解决方案，包括调制解调器、多媒体功能、射频功能、接收功能、传输功能、能耗管理等所有功能全部被集成在一个芯片上。

随着通信芯片支持越来越高的多媒体功能，这个发展过程也给手机芯片提出了一些新的问题和挑战。例如，如何实现低耗电量是非常重要的一个问题。高通公司在应对这一挑战的时候有三项措施：第一、把软件变成硬件，把更多的多媒体功能直接植入芯片可以降低了对能源的消耗；第二、电源管理的重要性；第三、降低电耗的技术，例如制造工艺从130纳米到90纳米，再到65纳米。2006年4月5日，高通公司提前推出了针对CDMA2000 1xEV-DO Revision A网络的65纳米MSM6800芯片组样片，处理技术可以支持高度集成、低功耗、更小巧但功能丰富的设备。

在手机处理器方面，高通公司的“Scorpion”移动微处理器集成了Mobile Station Modem(MSM)解决方案，功耗与性能比十分出众，使移动手机处理能力可以与PC相媲美。这种微处理器还具备精密复杂的微体系结构和先进的电源管理以及线路设计技术，用于新增的多媒体性能，而这正是下一代高级移动设备的一项重要要求。 

通信器件的研发（R&D）将随着技术的进步和市场需求的变化而不断发展，但未来的研发已经远远不止是简单地开发通信器件，器件开发商需要与手机制造商联合以便确定能够提供适当功能的必要性能，而手机制造商需要得到帮助才能使元器件正确地配合工作。这就意味着软件和硬件参考设计将变得越来越重要。与此同时，开发商还需要在数字处理器体系结构和设计、模拟IC设计和RF设计方面具有很强的技能。
据统计，深圳已经成为全球手机之都，我国也成为了世界通信产品生产基地，只是我们的基础研发水平还远远落后于世界。如何利用现有的生产规模优势来帮助提高我们自己的基础器件研发水平是需要我们进行深入思考的问题，毕竟代工只是权宜之计，只有握住科技的脉搏才能更好地为信息产业的茁壮成长开出良方。