射频前端厂商们的新机遇？5G到底能给业内带来啥福利

Source：国信证券

在一个射频电路中，滤波器的作用就是让特定频率的信号通过，然后尽量地抑制其他频率的信号干扰。通常频率在1900Mhz以下的频率就用SAW，更高的频段就用BAW。

SAW是声表面波滤波器，在输入端由压电效应把无线信号转换为声信号在介质表面传播，在输出端由逆压电效应将声信号转换为无线信号。SAW滤波器集低插入损耗和良好的抑制性能于一身，不仅可实现宽频宽，其体积还比传统的腔体甚至陶瓷滤波器小得多，但是由于SAW滤波器有局限性，高于1Ghz时，其选择性降低，在2.5Ghz时，就只能满足对性能要求不高的应用，这时候就需要BAW了。

SAW滤波器

BAW 是体声波的简称，这种滤波器内的声波垂直传播，具有很好的高频特性。据介绍，BAW因拥有有意的性能与陡峭的抑制曲线，能解决复杂的滤波问题，如在相同时间启用相邻频带中的射频频谱，却不会受到干扰。在面对多载波，频谱较劲的未来5G高频通信，BAW滤波器成为了必然的选择。Qorvo就是BAW滤波器的两大代表之一。

BAW滤波器

在2017年初举办的"易维讯年度中国ICT论坛暨2017产业和技术展望研讨会"上，Qorvo中国区移动产品销售总监江雄表示，Qorvo的高集成度Baw滤波器能够支持Power Class2 标准，不但可提高30%的发射范围，还能够提升手机射频3db的功率。

不同地区对滤波器的要求（source：Qorvo）

Qorvo总裁Bob Bruggeworth在接受微波杂志采访的时候提到，Qorvo独有的的LowDrift BAW滤波器技术相比其他声学滤波器技术具有本质上的性能优势，可以帮助下一代智能手机用户显著改进移动数据服务。高性能BAW滤波器能满足严苛的技术要求，如高度的频率选择性、收发频段的狭窄缝隙，确保温度性能一致性等。

Qorvo的Baw解决方案（source：Qorvo）

我们也可以看到，Qorvo的先进滤波器解决方案在增加性能之余，还将其尺寸大幅度降低，让开发者在将其在和PA、开关和其他RF前端集成的时候，大大提高了灵活度。

射频电路中另一个关键组成则PA(Power Amplifier)，也就是功率放大器，它的主要功能在于将讯号放大推出。从目前的应用上看，功率放大器主要由砷化镓功率放大器(GaAs PA)和互补式金属氧化物半导体功率放大器(CMOS PA)组成，其中又以GaAs PA为主流。但随着5G的到来，砷化镓器件将无法满足在如此高的频率下保持集成度，于是GaN成为了下一个热点。

Qorvo 预测， 8GHz 以下砷化镓仍是主流， 8GHz 以上氮化镓替代趋势明显。砷化镓作为一种宽禁带半导体，可承受更高工作电压，意味着其功率密度及可工作温度更高，因而具有高功率密度、能耗低、适合高频率、支持宽带宽等特点，包括Qorvo在内的几个业界先驱已经在GaN上投入了巨额资金研究。

GaAs、 Si-LDMOS、 GaN 方案面积对比（source：Qorvo）

Qorvo表示，由于GaN具有高功率密度、宽频性能、高功率处理、输入功率稳定、减少零件尺寸和数量等特点，让其受到功率放大器和无线基础设施等市场的青睐。

据测试显示，GaN可以在一个微小的面积上发射很大的功率，且单位面积上收到的热度是GaAsDE 的十倍以上，因非常适合于5G正在追逐的毫米波频段。

我们需要清楚一点，GaN器件并不是一种新东西，它其实一早就被应用到军事雷达和有线电视等相关设施。但受限于成本问题，过去才一直没有被推广到民用领域。但在经过了Qorvo和Macom这些企业的努力，GaN材料的成本和制造成本开始下降。

如Qorvo早前宣布将其重心转移到6英寸SiC基GaN上，这些都有效的提高了其成本竞争优势。不过我们也要看到，其带来的功耗问题，也需要厂商去解决。

Qorvo无线基础设施产品部总经理Sumit Tomar认为，LDMOS器件物理上已经遇到极限，这就是氮化镓器件进入市场的原因。而基站应用需要更高的峰值功率、更宽的带宽以及更高的频率，这些因素都促成了基站接受氮化镓器件。但是GaN在进入手机的过程中，碰到了一些阻碍。Qorvo方面表示，氮化镓器件工作在低电压环境、必须设计新封装形式以满足散热要求和成本太高是制约GaN器件走向手机的关键。

除了产品外，我们还需要重点关注一个问题，那就是标准。因为无论你做什么器件，都需要严格参照3GPP制定的标准，才能开发出高质量的、符合需求的产品。对很多企业来说，如果能参与都标准的制定中去，不但能将自己的研究成果推进到标准制定方，从某个角度看也能让自己受益。很多厂商也参与到当中去，Qorvo在这方面也走得比较早。

作为领先的RF 供应商，Qorvo 认为，依照频谱和移动或固定无线接入两种特性，将网络容量的这种扩张分类两类。从短期看，在 2.6 Ghz 至 6 Ghz 之间运行的手机基站 (4.5G) 升级将通过额外的通道带宽，提升客户体验。从长期看，真正的 5G 毫米波固定式无线接入将推动并大幅提升固定用户的带宽。两种应用都给行业带来了巨大的 RF 挑战。

Qorvo 作为拥有充分表决权的 3GPP 成员，可以向该标准机构提供有关 4.5 和5G RF 解决方案的建议。随着 5G 标准的发展和全球频谱的划分，这让他们处于优势地位，能够提供广泛的 5G 连接解决方案。而目前他们采取的战略是：支持 4.5G 部署以及不断发展的 5G 生态系统。

虽然5G 毫米波仍处于早期技术验证阶段。Qorvo 也积极与全球网络提供商合作，共同开展 5G 现场试验，以便为将于 2020 年部署初步网络做好准备。截止目前，Qorvo 已参加过20 多场客户现场试验。例如在今年2月。Qorvo加入了中移动的5G联创中心，这是首家被中移动吸纳的射频前端公司。这对于未来5G射频的产品化和商业化大有帮助。