本土TD-SCDMA射频收发芯片问世

"我是在一周前的早上六点多钟收到ISSCC(国际固态电子电路会议)电话的，他们邀请我们在明年2月的ISSCC年会上发表我们的CMOS TD-SCDMA射频收发芯片的论文。要知道，在这个会议上发表论文，被比喻为‘荣获国际芯片设计奥运金牌’，这是国际权威机构对我们开发出的全球第一枚单芯片CMOS TD-SCDMA收发器的认同。"鼎芯通讯CEO陈凯博士前不久在接受本刊记者的采访中自豪地表示。

陈凯：ISSCC已对我们的全球第一枚单芯片CMOS TD-SCDMA收发器芯片表示认可。

作为TD-SCDMA产业联盟的唯一一家射频收发芯片企业，鼎芯承担着巨大的压力。一直以来，中国TD-SCDMA产业链的短板被认为是在基带芯片与射频芯片方面，而前者已有展讯等四家本土公司推出商用化的产品，但射频芯片方面始终看不到中国本土厂身的身影，目前市场上流行的两套方案一套是ADI的射频+基带，另一套方案则是中国本土厂商的基带+美信的射频IC。"现在鼎芯推出了全CMOS的TD收发芯片(CL4020)，它不但打破了国际公司在TD射频芯片上的垄断，而且在工艺上超越了国际公司。"陈凯表示。

他解释：首先CL4020芯片将接收器与发射器集成到一个单芯片上，而以上两家国际公司目前的方案仍是收与发分离，因此需要多一块芯片；其次，CL4020采用CMOS工艺，而ADI与美信采用的是传统的BiCMOS工艺，CMOS工艺的功耗比后者要降低25%以上，芯片尺寸更小。并且，CL4020采用了零中频技术，使得外围器件数量大大减小。

虽然是首次在TD的射频芯片中采用CMOS工艺，但是陈凯表示CL4020在"鼎芯-安捷伦TD-SCDMA射频实验室"中测得的数据显示整体性能指标已完全满足3GPP TD-SCDMA系统要求。CL4020支持双频(1880MHz-1920MHz；2010MHz-2025MHz)，且零中频的架构集成了低通滤波器和∑-Δ小数分频锁相环，其发射通道EVM小于4%(TD标准要求17%)，锁相环相位积分噪声(1kHz-640kHz)达到0.85度，整个接收通道的噪声系数小于4dB。今年4月鼎芯成功地在鼎桥的基站上实现了TD-SCDMA网络通话。

更进一步，鼎芯的射频芯片CL4020与其同步推出的模拟基带芯片CL4520搭配，能支持展讯、凯明、T3G和重邮等国内所有TD基带芯片的接口。陈凯解释道："由于鼎芯是TD联盟中唯一的射频芯片成员，所以我们当初在定义这颗射频芯片时就与这四家基带厂商共同定义，考虑了对这四家基带芯片的支持。我们花了四个月的时间来讨论这些问题，他们非常支持我们。"鼎芯同步推出一款模拟基带芯片的原因是，以上四家基带芯片中除了展讯的基带芯片集成了模拟基带外，其它几家的方案均需要独立的模拟基带，因此，鼎芯能满足国内所有基带芯片的要求。陈凯透露，下一步他们会将这一模拟基带芯片与CMOS的射频收发芯片集成。

谈到射频前端芯片比如功率放大器和天线开关等器件，陈凯表示他们目前没有研发TD射频前端芯片的计划，虽然鼎芯已有研发PHS手机射频功率放大器的经验，他们甚至在PHS手机中将PA与收发器集成到单芯片上。但是他认为目前在TD上还做不到这一点："从目前的工艺水平来看，PA仍以分离方式更具性价比。"他分析说，虽然美信在其接收芯片中集成了PA，但是其接收与发射芯片是分开的，所以仍需两块芯片，且他们为此采用了较昂贵的SiGe BiCMOS工艺，成本上并不划算。虽然没有开发PA，但鼎芯的射频收发芯片可以与Skyworks、RFMD、安捷伦以及电子部13所等所有的PA、天线开关配合使用。

图中左下角即为鼎芯全CMOS工艺的TD收发一体芯片，采用0.18μm工艺。 "我们现在发布TD-SCDMA射频芯片正是时候，可以说踩了个正点。"陈凯向本刊表示。他解释说，虽然他们的芯片没有出现在目前的试商用网中，但是手机厂商还没有开始为大批量生产TD手机选择器件。"现阶段的测试主要是针对网络性能、手机基带性能以及手机本身的设计，射频器件并不在主要的测试功能之列。"按照信息产业部的计划，明年的一、二季度才是手机厂商进行量产前的器件筛选阶段，真正TD手机量产要到明年的3月份，"因此我们这次肯定赶上了TD手机量产的第一波浪潮。"陈凯笑称。原本以为ADI、美信会垄断TD手机大量出货的第一波浪潮，他们将是赶第二波浪潮做"Cost Down"，现在由于TD牌照的推迟发放，他们抢了个正点。并且，鼎芯的射频芯片比国产的基带走得更远，CL4020甚至可以支持将来的HSDPA，而国产的基带要到明年才有HSDPA版推出。"因为我们在开始定义CL4020射频芯片时，就将对HSDPA的支持考虑进去了。"他补充道，"CL4020芯片设计的诸多挑战之一是DC offset(直流失调), 特别是考虑支持HSDPA的情况。鼎芯采取了数字检测与环路抵消等诸多技术手段，采用数字化控制实现了芯片的优化。鼎芯在研发CL4020和CL4520的过程中产生了10余项发明，其中多项正在申请中美两国专利。"鼎芯工程副总裁李振彪博士进一步解释说。 "其实，我们为了赶出这颗芯片是加班加点，非常辛苦。信产部对TD产业链相关的进程非常重视，作为唯一的射频芯片厂商，他们对我们的压力非常大。外表看来TD的牌照发放一拖再拖，但是他们实际是外松内紧，对我们要求非常严格，但也对我们非常支持！" 现在陈凯终于可以稍微喘口气了，但后面还有更艰巨的任务在等着他们。目前他们的芯片仍是在工程样片阶段，虽然与所有的四家基带芯片厂商都进行了测试，但还没有进入手机厂商的设计链中。不过陈凯非常有信心："四家基带芯片厂商以及夏新、大唐、中兴、华利、联想等手机企业对我们都非常支持，并且台积电也对我们支持很大。"他透露说，目前台湾政府对0.18μm CMOS RF工艺向中国出口仍是限制的，因此他们的芯片需要拿到台湾台积电工厂生产。陈凯透露他们有计划将这种先进工艺引入到中国，"因此我们还可带动中国晶园技术的进步。"他称。 鼎芯的射频芯片与展讯等公司的基带芯片相互配合，共同完成了本土厂商在TD-SCDMA芯片产业链的完整布局，打破了本土公司在芯片上的瓶颈。而中国芯片厂商贯有的价格优势，暗示着TD-SCDMA产业链离中国政府要求的提供低成本、满足大众口味的TD-SCDMA手机的目标越来越近。中国政府的目标正在一个一个地实现，最近解决的另一个瓶颈是TD-SCDMA手机的一致性测试，包括Tektronix在内的国际领先测试公司宣布将为中国的TD-SCDMA手机进行现场测试，这将解决目前存在的手机与网络互通问题。