RF大规模集成减少手机线路板面积和功耗

的VCTCXO模块作为分立元件设计在射频器件中，所以将VCTCXO模块常用元件并入射频器件中能减少费用和相关设计问题，利用TRF6151仅需要一个低价位的晶体和变容二极管就能完成VCTCXO的功能。

　　虽然有了这些集成和设计简化，RF设计工程师依然面临着困难的抉择，其中之一是输入灵敏度和RX功耗。众所周知，低噪声放大器（LNA）设计中所用的电流越大，总体噪声特性就越低。设计工程师必须判定接收器的总功率预算，以及接收器灵敏度水平要求。但是噪声并不随功率减少而减少，事实上正好相反。所以虽然能满足 GSM标准规范，设计人员也必须经常问自己，为达到某个灵敏度水平而在功耗上付出代价是否值得。这个问题也说明对设计工程师和IC制造商来讲为什么在整个设计过程中密切配合非常必要，从设计工程师处得到的反馈能够引导IC制造商在开发未来RF产品时更好地为无线业界服务。

向SoC发展

　　降低无线系统的成本、功率和复杂性对于成功满足系统集成度要求是非常重要的，然而，开发移动电话高集成度方案需要半导体业界克服复杂的技术障碍，这些障碍有些很少被设计人员所关心，因为他们很多人并不想知道SoC器件是怎么制成的，而只要能提供所需性能就行了。所以，很有必要对一些工艺技术作一个快速的了解，这些技术将影响蜂窝手机集成所用器件的能力和可用性。

　　手机射频电子系统集成有几种可行方案。首先，可以使用传统技术在一个相对简单的双极型或BiCMOS工艺中实现一个传统射频架构，最终的射频芯片可以用多芯片封装技术 （系统级封装技术）与手机数字逻辑功能组装在一起。虽然这一技术有很多优点，如采用了熟悉的射频设计方法和成熟的工艺和技术，但测试器件高昂的费用和成品率限制使它很难实现商用化。

　　另外还有一种方法，手机电子系统集成也可用先进BiCMOS（SiGe）晶圆工艺得到。然而由于处理 SiGe HBT器件需要额外的光刻工序，因此最后的芯片将需要一个额外的费用，同时因为SiGe BiCMOS技术不能利用最先进的光刻工艺，所以通常BiCMOS工艺落后于先进的数字CMOS工艺。这些都会给增加手机特性并降低成本带来巨大的压力，它不可能用简单的晶圆工艺策略来解决，因为这一技术无法在所有时间保持系统逻辑或数字部分都是最低可能价位，所以在BiCMOS（或SiGe）中系统基带功能射频部分进行单片集成不是一个很好的选择。

　　可以考虑的最后方案是在CMOS中进行射频集成，这一方法也面临相当大的挑战。虽然已经有几种CMOS蜂窝射频设计，但这些设计很大程度是建立在模拟功能上。用CMOS技术来实现模拟混频器、滤波器和放大器是很困难的，而且功耗一般要大于 SiGe BiCMOS方案。随着工艺技术的发展，CMOS额定电平越来越低，这使模拟设计更为困难。在开发新工艺早期，器件建模和工艺成熟性一般都不能满足模拟模块设计所需的高精度参数建模要求，不过，最近开发的数字CMOS射频架构使单片CMOS集成变得更有吸引力。

　　在制造商寻求低成本RF系统级芯片方案时，这些方案也驱动着半导体工业向前发展。尽管每种集成方案都有困难，但射频元件集成能达到如此高的水平确实也令人感到惊讶。克服这些困难将使无线手机设计向前跨越一大步，并为不久将来更大的集成设立了方向。

　　本文结论

　　在RF集成方面依然有许多难题。现代手机的每一个射频器件都面临着严格的性能要求，灵敏度要求大约为-106dBm（1毫瓦以下106dB）或更高，而相应的电平只有几个微伏；另外选择性也即有用通道对相邻频段的拒绝能力（通常称为阻塞）应为60dB数量级；此外系统振荡器要求运行在非常低的相噪声下，以防止折叠阻塞能量进入接收频段。由于涉及到非常高的频率和极苛刻的性能要求，射频集成是非常困难的。

　　处理多频率标准为整个SoC频率带来一个真正的挑战，希望能够减轻带内信号传输产生的激励，向数字射频集成所包括的内容要比将多个射频元件放在一个芯片中多得多，需要有一个硬件共享的新架构。

　　对于系统设计人员来讲，目前简单、高集成度、节省成本的半导体器件能够大大降低设计复杂性，与此同时它们又能够丰富无线器件的特性且保持系统尺寸、电池寿命和费用不变。新的高集成度RF器件还可以消除一些无线设计中的争论，节约工程师们宝贵的时间。