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TD射频供应商阵营初步形成 HSDPA成热点

时间:06-23 来源:IT专家网 点击:
在厂商的进进出出之后,目前的TD射频芯片供应厂商形成了几大阵营,分别是大唐/联发科、展讯、ST-NXP。芯片是TD产业推进的关键,而芯片是否能够支持HSDPA是大家最为关注的,HSDPA的研发难度也是非常大的,厂商要克服不同调制方式、信噪比、误差向量幅度等诸多要求的挑战。可以预见,TD手机芯片方案最终也将走向单芯片,而这其中,非常关键的技术就是CMOS RF(互补金属氧化物半导体射频)技术。

  在TD-SCDMA(时分同步码分多址)试商用过程中,芯片一直是一个关键。而在芯片技术中,射频(RF)器件是除了基带之外,另一个非常关键的芯片组成部分。目前,市场上的TD射频供应商已经初步形成了几大阵营,他们都在努力研发HSDPA(高速下行分组接入技术)和多模产品,而下一步,它们的竞争焦点将是单芯片方案。

  TD射频供应商有几大阵营

  近几年,伴随着TD市场的演进,TD的射频供应商格局也发生了重大的变化。几年前,很多TD手机样机的芯片套片中都采用了美国公司--美信的射频芯片。美信是最早进入TD领域的国外公司之一,在六七年前便开始了TD射频产品的研发,但由于TD市场多年都不明朗,美信在TD试商用的前夜放弃了TD射频业务,业内人士称这是一件非常可惜的事情。而我国国内射频企业中,鼎芯半导体一直引人注目,它曾经是唯一承担TD国家射频专项和科技部"863"高科技计划射频芯片项目的企业,但也因市场不明朗等原因,放弃了TD射频芯片的研发,而转向了常规CMOS(互补金属氧化物半导体)射频SoC(系统级芯片)芯片市场。

  这样,在厂商的进进出出之后,目前的TD射频芯片供应厂商形成了几大阵营,分别是大唐/联发科、展讯、ST-NXP。

  在大唐/联发科方面,由于联发科收购了ADI的TD业务,ADI的射频技术,包括TD射频技术也相应地转移到了联发科手中;与此同时,联发科还拥有GSM(全球移动通信系统)射频技术,在中国其市场占有率很高。因此,一位业内人士向《中国电子报》记者表示,他最看好这一阵营的未来发展前景,他认为这一阵营的射频产品在未来市场上的占有率将是最高的。

  在展讯方面,他们在去年底宣布收购了一家从事射频产品研发的公司Quorum。这家公司的研发人员在射频领域已经有十多年的实践经验,具备了GSM、GPRS(通用分组无线业务)、EDGE(增强型数据速率GSM演进技术)、WCDMA(宽带分码多工传输技术)、HSDPA的CMOS RF技术能力。CMOS RF比起传统的BiCMOS(双极互补金属氧化物半导体)工艺来说,具有高集成度、低成本和低功耗等特点。目前,展讯已经完成了对Quorum的合并,并计划在今年底或明年初推出采用这一射频技术的手机单芯片。

  在ST-NXP方面,ST与NXP已经宣布合并无线业务。而NXP是TD基带芯片企业天?的最大股东。虽然天?目前采用的配套射频产品由一家欧洲企业供应,但NXP公司曾经于去年收购了Silicon Labs的手机射频产品部门,从而获得了手机CMOS RF技术。相信这一收购对于天?未来的射频技术有着非常大的影响。

  此外,提到TD射频技术,我们一定要提到两家国内芯片企业--广晟和锐迪科微电子,他们在推动国内TD产业链的完备方面起到了非常积极有效的作用。但业内人士也表示,射频技术的发展离不开基带芯片,在未来单芯片的趋势下,这两家提供独立RF技术的企业,其TD射频业务需要积极寻求商业模式上的合作。广晟微电子总经理王小海对《中国电子报》记者表示,对业界的这种整合,他们的态度比较开放,只要有利于推动TD产业的发展,只要能对公司的长远发展带来帮助,他们愿意和各公司共同探讨各种技术或商业方面的整合。

  厂商加紧HSDPA产品开发

  TD射频的研发进度一直紧跟TD产业链的整体发展进度,与TD产业链上下游一起与其他3G技术赛跑。而目前整个TD产业链都关注着HSDPA(高速下行分组接入技术)及多模产品的发展状况。海信通信TD事业部副总经理池震宇就对《中国电子报》记者表示,芯片是TD产业推进的关键,而芯片是否能够支持HSDPA是现阶段大家最为关注的。因此,TD射频供应商都在HSDPA方面加快各自的步伐。

  联发科技相关人士向《中国电子报》记者介绍说,2007年,他们推出了TD-HSDPA(高速下行分组接入技术)平台,今年他们会推出TD-HSUPA(高速上行分组接入技术)平台。这种速度只有在TDD市场才看到。这对TD的研发,特别是射频的研发提出了很大的挑战,因为射频产品的设计非常复杂,设计周期也相对比较长。如何在这样快速变化的市场里保持射频产品的领先是一个很大的挑战。

  锐迪科微电子市场总监樊大磊介绍说,他们从2006年就开始了针对HSDPA技术的研究,在原双模解决方案的基础上进行了技术改进和升级工作,目前取得了突破性进展,他们的RDA8206通过了主要基带厂商的验证,是一款支持HSDPA功能的双模射频芯片。

  广晟微电子的HSDPA产品已经应用到TD数据卡之中,目前,正在与展讯和重邮研发HSDPA产品,预计产品将在今年第四季度上市。与此同时,他们也在研发HSUPA产品,目前他们商用的芯片已经能够支持32QAM(正交幅度调制)上行调制。

  而HSDPA的研发难度也是非常大的,厂商要克服不同调制方式、信噪比、误差向量幅度等诸多要求的挑战。

射频技术将支撑单芯片产品研发

  在GSM领域,是否具有单芯片技术已经成为手机企业像诺基亚在选择芯片供应商方面的一个重要要求,因此,可以预见,TD手机芯片方案最终也将走向单芯片,而这其中,非常关键的技术就是CMOS RF技术。

  RF业内专家向《中国电子报》记者介绍说,因为现在手机芯片企业都要向客户提供系统方案,而作为手机通信的空中通道,RF必须要包含在其中,因此,单芯片方案的需求趋势明显。对于射频器件来讲,虽然目前有很多其他工艺技术,但那些期望将混合信号电路和数字电路集成的应用来说,CMOS是唯一现实的选择。与传统的SiGe(硅锗) BiCMOS工艺器件相比,用CMOS工艺生产的RF器件有几个显著优点:一是系统总成本降低,它可以使手机射频与基频信号处理集成为单芯片,而且外部元器件数量可以减少很多;二是使系统的尺寸更小,节省电路板面积。此外,CMOS RF技术可以实现高可靠性和低功耗,这些对于便携产品来说尤为重要。因此,只有拥有CMOS RF技术的手机芯片企业才能够提供现实的高集成度的单芯片方案,这是一个产业发展的大趋势,也是手机芯片企业对CMOS RF技术趋之若鹜的原因。去年,业内针对CMOS RF企业,展开了多个并购。像恩智浦收购Silicon Labs的手机CMOS RF技术,展讯收购了CMOS RF公司Quorum等等。其中,展讯表示,他们将在今年底或明年初推出单芯片方案。

  虽然趋势非常明显,但针对TD射频的研发,业界还是面临很大的挑战。就像联发科相关人士说得那样,因为射频产品的设计非常复杂,设计周期也相对比较长,而如何在这样快速变化的市场里保持射频产品的领先是一个很大的挑战。

  而围绕TD射频技术的竞争才刚刚开始,精彩的技术推进正在进行之中。

  TD-HSDPA射频技术

  TD-HSDPA具有时延不敏感,对差错敏感,数据突发性强,追求系统的数据吞吐量等特点,射频芯片研发设计难度非常大。另外,由于TD-SCDMA在支持单载波HSDPA时采用16 QAM((正交幅度调制))的调制方式,与TD-SCDMA通常接收模式采用的QPSK的调制方式有很大的不同,因此,如何现实支持16 QAM调制方式的HSDPA功能,是射频接收机需要解决的一个重要问题。此外,按照HSDPA功能的要求,在HSDPA模式工作时,射频接收机输入端接收到的信号大约为-80dBm~-30dBm,而基带要求射频解调后的信号具有很高的信噪比(SNR>24dB),也就是说接收EVM(误差向量幅度)必须做到很小。

  TD芯片供应商策略

  联发科技首席财务官兼新闻发言人喻铭铎

  TD射频和基带全部量产

  联发科的射频(RF)技术是100%自主研发的。我们是到目前为止世界上唯一一家能提供包括射频在内的整套TDD(时分双工模式)量产芯片的公司。我们的TD-SCDMA(时分同步码分多址)射频产品是基于我们著名的Othello射频技术开发的。

  整合是目前半导体工业界的重要趋势。对TD射频产品来说,整合包括几个层次,一个是集成外接器件的整合,另一个是同基带芯片之间的整合,整合最终的目的是为TD市场提供在成本、功耗及功能等方面最优化的产品。这都是联发科在射频研发方面的重要目标。

  对涉及TD研发的公司来说,我们很深的体会就是TD的研发过程是一个与其他第三代通信技术(3G)赛跑的过程,TD的研发面临的挑战就是要在非常短的时间里提供最新的TD技术。例如,2006年我们推出了TD 384kbps平台,2007年我们推出了TD-HSDPA(高速下行分组接入技术)平台,今年我们会推出TD-HSUPA(高速上行分组接入技术)的平台。从整体来说,我们的Othello技术使我们的射频产品设计融合了更大的灵活性和更强大的功能。同时,由于同时提供射频和基带,我们可以在整体系统上有更大的更优化的空间。

  此外,对快速发展的TDD市场来说,满足多频段、多模工作的灵活性要求,联发科的TD射频收发信机设计可以支持TD的双频,同时考虑到多模灵活应用的原则,Othello系列射频收发信机将编程/控制接口,以及模拟基带接口设计为相互兼容的,同时在3G射频收发信机内部集成可编程PLL(锁相回路)时钟源,使得2G/3G的多模射频方案实现变得非常简单和易于裁减/升级。

  另外,对于3G手机,随着它们的功能越来越强大,省电也成为芯片设计中一个越来越重要的考虑因素。我们的TD射频设计在这方面都有认真的考虑。

  在射频方面,我们最新的Othello3T同前一代的射频产品比起来集成了更多的外接器件,减少了40%的外接器件数,同时将支持更多的TD射频频带,为以后TD市场的扩展提供了可能性。
锐迪科微电子市场总监樊大磊

  率先推出支持HSDPA双模射频芯片

  锐迪科微电子已经成功开发支持全速率HSDPA的TD/GSM(全球移动通信系统)双模单芯片射频收发器--RDA8206,与此同时,我们开发出了与之配套的PA(功率放大)、交换芯片,并且该方案已经实现了量产。因此,我们已经形成了完整的TD/GSM双模手机射频前端的完整方案供应能力。

  锐迪科凭借在射频领域强大的研发实力和先进的信号处理技术,解决了诸多技术难点,成功实现了上述的性能要求,主要体现在如下几个方面:

  一是创新增益分配技术。我们采用结构先进的低噪声放大器电路、模数转换器(ADC)等先进的电路技术,把整个通道的噪声系数做到小于3.5dB,极低的带内噪声保证了基带信号获得足够高的信噪比(SNR)。

  二是采用了先进的锁相环结构以及超低噪声的振荡器电路,获得了非常卓越的相位噪声性能。

  三是采用了优化的电路技术,全方位地提高了整条接收通道的线性度和抗干扰能力,带外抗干扰性能超过3GPP标准规定的指标要求在10dB以上。

  四是优化滤波器带宽选择方案,使得所有信号都能够完全被解调,从而保证了解调输出的基带信号信噪比不受任何影响。

  五是消除接收机直流失调(DC OFFSET)是射频接收机所要实现的重要功能,为了保证在消除直流失调的过程中使带内低频有用信号不被滤除,RDA8206接收机采用先进的数字处理算法,在有效地消除直流失调的同时,保证了带内低频信号不受影响,从而确保了解调输出的基带信号信噪比不受此影响。

  TD已经开始试商用,RF在大批量生产中也面临挑战。截至目前,我们已经交付了超过5000万片核心射频芯片给我们的最终用户。

  整合已经成为一个重要的趋势。从锐迪科微电子看来,对于架构而言,与射频相关的某些增值应用,将会成为与射频收发芯片融合的具有最高可能性的部分。这种架构上的转变,将会使传统的射频收发部分,慢慢地朝面向多种应用的射频多业务平台转变,变成为一种收发器+调谐器的集成,这些业务包括GPS(全球定位系统)、数字广播等等。

  今年,锐迪科微电子不但将陆续推出一些新产品,还将推出一些老产品的升级版本。对于新产品,我们已经推出了集成了解调的DAB(数字信号广播)单芯片(RDA5808),还推出了全球第一款单芯片对讲机(RDA1845)。近期,我们还将推出FM(调频)的升级产品及DVB-S(卫星数字电视)的升级产品,提升现有产品的竞争力。

  广晟微电子总经理王小海

  进一步降低外围器件成本

  广晟微电子公司提供TD终端最核心的芯片--射频收发芯片及解决方案。我公司方案已经成功被多家基带厂商和终端厂商采用,目前通过国家认证的HSDPA数据卡共有4款,其中3款都是采用广晟微电子的射频方案。目前,正在与展讯和重邮研发HSDPA产品。

  3G有别于2G的最大一点是3G可以提供高速宽带无线业务,这对射频芯片的发射机、接收机和锁相环提出了诸多的挑战,HSDPA采用16QAM下行调制,要求接收误差向量幅度EVM<7%,这就对接收通道的增益精度、本振正交性、残余直流以及噪声性能提出了更高的要求。3G的信号特性要求发射机提供高于2G的线性,更大的动态范围,同时还要维持极低的杂散噪声。广晟微电子很荣幸,我们的方案在这些方面都有自己的专利,采用合理的收发机结构,用最低的成本满足3G射频的苛刻要求,我们的产品是最先实现了TD-HSDPA商用性能的射频芯片。

  此外,3G除了需要支持下行高速HSDPA外,还需要实现上行高速HSUPA,这样才能真正实现上下行高速数据互动。广晟微电子目光长远,在芯片设计之初就考虑了对HSUPA功能的支持,目前我们商用的芯片已经能够支持32QAM上行调制。

  在RF大批量生产方面,我们做了如下的准备:首先,我们和上游的晶圆生产厂商和封装测试厂商达成战略合作协议,他们将全力支持我们的量产供货。目前至少可保证我公司每月达300万片的供货,同时他们也承诺我们,随着TD市场规模的不断扩大,他们可以为我们提供每月高达千万片的产能。

  其次,我们已经支持基带厂商和手机厂商完成了多次小批量商用生产,现在所有生产线的校正、安排工作都已经准备就绪,急切盼望TD的大规模订单。

  广晟微电子今年将推出一款更高集成度的产品RS2012 TD-SCDMA射频收发芯片,该芯片不仅片内集成了ABB(模拟基带)、LDO(线性放大器),而且通过片内发射机电路的改进,可以省去片外的SAW(声表面波器件),进一步降低方案外围器件的成本。
展讯通信有限公司产品副总裁曹强

  做全方案供应商

  展讯是在去年年底宣布收购Quorum公司的,这是一家位于美国的高集成CMOS(互补金属氧化物半导体)射频收发器设计公司,他们拥有GSM、EDGE(增强型数据速率GSM演进技术)、WCDMA(宽带码分多址)、EDGE/WCDMA等多模RF产品,而且还有一些主流的手机企业正在采用它们的产品进行设计。展讯在今年1月完成了收购,通过收购,我们获得了一支经验丰富的RF工程师团队,团队由30多位工程师组成,平均从业经验都在10年以上。

  展讯已经根据中国TD-SCDMA市场的需求,在RF方面做了相应的规划。在未来,展讯将成为一家全方案供应商,我们将不仅提供基带产品、射频产品,还会提供平台软件和协议栈软件。并且,展讯将领先的单芯片基带解决方案与Quorum的低功耗高性能RF设计结合在一起之后,将增强方案在2G、3G、RF、基带、物理层软件、协议和应用等多个无线市场领域内的竞争力。

  整合已经成为一个重要的趋势,我们认为,产品的整合将包括这样几个方面:

  一是多模式的整合,也就是多通信模式,像GSM、GPRS、EDGE及TD等要全部整合起来。在这方面,展讯于2007年2月,研发成功了支持HSDPA功能的HSDPA/TD-SCDMA/GSM/GPRS/EDGE多媒体基带芯片--SC8800H。同年10月,展讯又发布了SC8800S--一款专为数据卡市场设计并支持HSDPA/EDGE的TD-SCDMA/GSM双模基带芯片。

  二是收发器的整合。目前,展讯正在做这方面的相关集成工作。

  三是RF和基带的融合。我们认为这是一个非常重要的发展趋势。我们也计划在今年年底或明年年初推出集成了基带和RF的单芯片产品,包括GSM和TD产品。

  3G包括TD与2G产品不一样的地方有这样几点:一是HSDPA高传输速率在多载波情况下会给RF带来一个新的挑战。在这样的工作模式下,RF如何保持可靠、高速及低耗电的状况;二是TD与LTE(长期演进)之间的融合,也给RF带来新的挑战。目前,展讯也正在这两方面规划相应的研发工作。

  我们收购的Quorum公司,在收购之前就有了产业化和量产的经验,并且已经在设计、生产、销售以及售后支持上形成了自己完整的体系。在我们收购之后,他们已经与展讯完成了设计、生产、备货、出货、售后等的融合。这样,我们就可以为客户提供完整的解决方案,对增加客户的价值,并降低客户的成本都带来很大的益处。

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