射頻功率放大器(RF PA)主要用于將收發(fā)器輸出的射頻信號放大，是射頻前端器件中的重要組成部分，也直接影響到設備的通信質量、信號接收能力、電池續(xù)航能力等重要指標。以手機市場為例，根據(jù)市場研究機構Strategy Analytics的調查報告指出，2013年全球手機射頻前端的市場規(guī)模約為270億美元，至2018年，預計這一數(shù)據(jù)有望擴大至450億美元以上，其原因主要是由于市場對基帶、功率放大器以及相關射頻前端元件需求量的快速增長。特別是伴隨著無線通信技術進入到4G，甚至5G階段，高速增長的數(shù)據(jù)流量使得調制解調的難度不斷上升，為了支持高速LTE載波聚合、傳送分集以及多重輸入多重輸出(MIMO)的應用需求，使得功率放大器、分集接收模塊、天線調諧器等具有相當強勁的增長態(tài)勢。
整合型方案大行其道
最近兩年，RF射頻行業(yè)整合化的趨勢越來越明顯。隨著4G LTE通信市場的快速成長，載波聚合、多頻段、繁多的射頻器件，以及嚴格的系統(tǒng)指標等為產(chǎn)品設計帶來了嚴峻的挑戰(zhàn)，加上消費電子特別是可穿戴設備市場對于價格的敏感度，都促使集成度更高、性能更好的產(chǎn)品方案成為了現(xiàn)今行業(yè)開發(fā)的大勢所趨，圍繞這一目標，近期業(yè)內(nèi)企業(yè)之間的整合與并購活動日益頻繁。
2015年初，射頻行業(yè)的兩家領導廠商RFMD和TriQuint宣布完成對等合并行為，并以全新名稱“Qorvo(意為：航行)”亮相業(yè)界，象征著兩家公司攜手并肩，共同開啟新的航程，以整合型解決方案帶往全球市場。RFMD在PA功率放大器和開關、TriQuint在濾波器和整合方案的開發(fā)上各具優(yōu)勢，新公司將集兩家所長，把原來適用于單個頻段的器件延伸到可以覆蓋一個寬頻段的范圍之內(nèi)；同時，濾波器跟功率放大器的整合也可以更好地幫助客戶節(jié)省頻段、做到最小的尺寸，以適應市場多頻多模的發(fā)展需求。
Qorvo亞太區(qū)高級總監(jiān)熊挺表示，Qorvo未來的發(fā)展目標是要在RF領域做大、做強，公司計劃先以頂尖技術投入到國防/航天領域，然后再引入到高性能的通信基礎設施產(chǎn)品中，通過以上兩個市場的技術積累，最終將成熟的技術方推向移動設備市場，借助這樣一個循環(huán)鏈條，Qorvo既可以保證技術的延續(xù)性，也可保證產(chǎn)品的穩(wěn)定性。另外，小基站市場的成長也尤為可期，熊挺介紹道：“今年小基站的出貨量明顯增長，相信未來幾年的增長會更加顯著，在這一領域，以體聲波(BAW)和溫度補償聲表面波(TC-SAW)濾波器為代表的高級濾波器、GaN/GaAs放大器等都有大量的用武之地?！?/p>
而在5月，Avago與博通公司宣布雙方達成一項最終協(xié)議——Avago將以總價高達370億美元的現(xiàn)金與股票價值收購博通，這項交易使得Avago成為一家擁有強大有線與無線通信產(chǎn)品組合的業(yè)界“巨人”，也對目前這一市場的格局帶來一定的沖擊。
有專業(yè)人士分析道，對于Avago來說，最大的好處就在于取得了博通的無線芯片(IC)產(chǎn)品組合，博通是Wi-Fi、藍牙與NFC領域的領導廠商之一，同時還主導著SoC架構的開發(fā)。借助此次的企業(yè)聯(lián)合，使得Avago有望為其客戶以及涉及物聯(lián)網(wǎng)(IoT)領域的廠商提供包括通信、射頻、功率放大器與薄膜體聲波諧振器(FBAR)/低噪聲PA(LNA)濾波器等在內(nèi)的整合型產(chǎn)品組合(即將RF、PA以及其它非基帶通信產(chǎn)品集成于單一封裝內(nèi))，從而在日益激烈的市場競爭中獲得更高的市場占有率。
純CMOS新工藝應對5G通信應用
5G通信是當前業(yè)界的熱門話題之一。雖然目前5G通信標準尚未確定，但共識之一是天線方式將從基站的播放式向共振的有源天線方式轉變，這要求將功率放大器的效率提高至60%以上，以實現(xiàn)帶寬、效率和工作頻率的大幅躍升。
在現(xiàn)有的RF射頻前端模組(FEM)方案中，通常是把PA功率放大器、LNA低噪聲放大器和天線開關等多個分立電路拼接在一個介電基板或封裝引線框架上，采用GaAs(砷化鎵) HBT或SiGe(硅鍺) BiCMOS制造工藝將這些器件結合在一個模塊內(nèi)；此外，也有廠商推出了采用純CMOS技術的集成式方案。
而要想進一步提升功率放大器的效率，引入新材料、新工藝是關鍵。對于未來發(fā)展，Qorvo方面認為，GaN PA功率放大器可能會是較好的選擇之一。熊挺認為，與GaAs或硅器件相比，GaN器件特別適合在高頻率下工作的高功率應用，它在保持足夠低溫和正常工作上提供了眾多獨特的優(yōu)勢，尤其是可在更高的溫度下保證可靠的運行，對于給定的溫度參數(shù)可實現(xiàn)高出幾個量級的壽命。而根據(jù)行業(yè)調研機構Yole Development的分析，GaN器件市場未來六年內(nèi)預期將實現(xiàn)從1000萬美元到6億美元的增長幅度。
另據(jù)悉，為了實現(xiàn)更大規(guī)模量產(chǎn)，進一步降低成本，Qorvo正準備在已有的北京制造工廠的基礎上繼續(xù)追加投資，籌備建立第二個制造工廠。