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CMOS定江山,射频工艺之争到了水落石出的时候?

时间:11-18 来源:3721RD 点击:

射频领域围绕器件工艺一直有很激烈的争论,放在5年前GaAs工艺还是绝对的主流,同时也有CMOS、SiGe等工艺出现开始冲击GaAs的市场,虽然有厂商提出要用纯硅的CMOS工艺器件替代GaAs,在当时可能被视为笑谈。因为从技术的成熟度上,尤其对高功率器件,GaAs工艺更高的饱和电子迁移率和击穿场强,以及更高的热传导性能使其保持绝对的优势,制造工艺给CMOS射频器件带来的成本的降低也没有那么明显;从竞争格局上,GaAs工艺已有强大的利益集团也不可能坐视市场被他人分割,几年来,就有Skyworks收购Axiom(Skyworks后又收购了具备SiGe工艺的SiGe公司)、RFMD收购Amalfi和安华高收购Javelin,这些被收购的厂商都是CMOS射频器件的创业公司,而这些公司的产品和技术在收购后多被雪藏,或者因核心人员的离开而停滞不前。RFaxis公司是能够一路坚持下来并看到希望的为数不多的纯CMOS射频器件公司之一。

为什么选择CMOS工艺
"我很早投入到GaAs工艺产品的研究,2001年Win投产的第一颗GaAs PA就是我参与设计的。那时同期大概有6、7家GaAs工艺的Fab厂,但基本都关闭了,只有Win生存下来。"谈到自己的研发背景,IEEE资深会员,曾在全球最知名的砷化镓单片微波集成电路(GaAs MMIC)设计团队中承担关键性角色的钱永喜博士如是说。钱博士的这一背景和他现任RFaxis公司市场与应用工程副总裁的身份之间似乎存在很大的反差。而整理射频领域GaAs工艺的发展路径不难看出这种转变背后的逻辑。GaAs作为传统工艺技术和市场已然成熟,同时如钱博士所说,支持GaAs这种特殊工艺的Fab厂经历了一些整合和优胜劣汰,带来的迁移难、产能不足和成本无法进一步下降的问题日益凸显,大环境对GaAs创业公司极为不利,而其他工艺的机会来了。

RFaxis公司市场与应用工程副总裁钱永喜

RFaxis公司2009年3月正式成立,一直致力于单芯片射频前端器件的开发。钱博士坦言,公司成立之初也走了一些弯路,最初一年半时间开发基于SiGe BiCMOS工艺的产品,产品性能也不错,但SiGe工艺的产业链极不完善,Fab厂少,交货周期长,无法面对手机等消费类市场的激烈竞争。公司从2010年才真正开始研发纯CMOS工艺的产品,此时CMOS射频器件的产业链已经很成熟,Fab厂资源很多,价格也已经触底。到2013年RFaxis推出单芯片802.11ac产品RFX8051时,公司经历了三代产品包括第一代的RFX1010、第二代的RFX2401C/02C和第三代的RFX5000/5000B的开发和技术积累,完成在功率、效率、线性度以及高频特性等方面的攻关。第三代面向802.11n的产品推出之时,市场已经开始向802.11ac标准转移,这是对RFaxis的挑战,但更是机会,公司从2013年启动研发,历时5个月,在2013年6月推出了RFX8051,最近RFaxis又推出了业界首款单芯片5G 802.11ac产品RFX8055。截至目前,RFaxis公司纯CMOS工艺有15款产品推出,还有10几种产品正在流片,覆盖PA、5G完整解决方案、家庭网关以及WiFi等目标领域。目前802.11ac产品的市场增量才刚刚开始,未来将是重要的增长点。

市场阳光初撒
RFaxis的RFeIC正在多样化和快速地扩展市场。这里钱博士谈到一个重要的突破点,即和高通的合作。高通创锐讯与 RFaxis合作开发了3 × 3 802.11ac解决方案。该方案采用RFaxis CMOS RF前端RFX8051,其包括高效线性功放(PA)、低噪声放大器(LNA)、发送/接收天线开关、基于定向耦合器的功率检测器、谐波滤波器及相关的RF匹配和解耦技术。该方案为路由器、运营商网关、机顶盒和企业接入点(AP)提供支持千兆位功能的Wi-Fi技术,并大幅度降低物料成本,是为无线连接和蜂窝移动市场开发的下一代RF解决方案。和高通的合作可以说为RFaxis打开了一扇门,可以进入消费以及更大的通信市场这片蓝海。

RFaxis公司产品的一些典型应用案例

另一大突破来自于物联网的风起云涌提供的机会,钱博士介绍,RFX2402C/E被采用在Securifi推出的世界首款同时也是最畅销的符合802.11n标准的Almond触摸屏无线路由器中。其无线吞吐量(约70 Mb/s测量)接近有线以太网端口的吞吐量(约90 Mb/s测量)。RFX2401C被用在摩托罗拉智能家庭产品中,如MBP33S无线婴儿监护器。RFX2402E也在VTech最新的智能婴儿监护器以及Vizio 40英寸家庭影院声音器中被采用。

物联网市场的机会

此外,酷派7060S/7061和TCL J706T智能手机采用了RFeIC,而它们只是众多通过展讯(被紫光收购)把RFaxis RFX8422S集成到3G+Wi-Fi/蓝牙芯片的3G智能手机的两个例子。相信在英特尔入股紫光后,也会给RFaxis在移动芯片市场带来新的机遇。除此之外,相信中

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