纯CMOS射频前端有助缓解RF供应链压力

在智能型手机、PC/平板电脑、高清视频传输和物联网(IoT)等关键应用的推动下，无线通信市场在近年内仍将保持爆炸性成长的趋势。根据研究机构Strategy Analytics的分析，2013年全球Wi-Fi无线射频芯片的市场规模约为46亿美元，到2018年，预计这一数值将达到82亿美元左右。面对市场的快速发展，如何才能解决长期困扰RF行业的供应链难题成为了当前业内厂商的一项重要工作。

降低成本，缩短交货周期

在无线通信系统中，射频前端是整个RF链路中的关键一环，它的主要工作是连接收发器与天线，增大输出功率，提高接收灵敏度，以增加传输速率和距离。在现有的RF前端模组(FEM)方案中，通常是把功率放大器(PA)、低噪声放大器(LNA)和天线开关等多个分立电路拼接在一个介电基板或封装引线框架上，采用GaAs(砷化镓)或SiGe(硅锗) BiCMOS工艺将其结合在一个模块内。由于需要运用到大量的稀有金属元素，且要求采用特殊的制造工艺，因而导致产品的价格居高不下、成品良率受限，这些对于飞速增长中的无线通信应用市场而言，无疑会成为发展中的一个"瓶颈"，迫切需要找到一种生产成本更低、性能更优异、且能保证稳定、大批量供货的解决方案。

纯CMOS技术的RF前端IC将多项功能集成在一个纯CMOS单芯片、单硅片的架构之中

纯CMOS技术的RF前端IC之所以能够脱颖而出，关键在于将多项功能集成在一个纯CMOS单芯片、单硅片(Single-chip，Single- die)的架构之中，其中包括PA、LNA、收发开发电路、相关匹配网络、谐波滤波器等，减少了外部电路的元器件数量，简化了厂商的开发设计，缩短了产品 上市的时间。就目前的开发情况来看，纯CMOS的RFeIC在各项性能指标和产品质量上都已和基于GaAs的方案旗鼓相当，尤其是这种技术采用的是纯硅生产工艺，也进一步保证了大规模生产过程中快速、稳定的产品交付周期。

在成本比较上，RFaxis全球销售副总裁 Raymond Biagan分析道："GaAs工艺的晶圆一般多采用6英寸工艺，其成本远大于1000美元；而RFaxis采用纯硅工艺0.18μm的8英寸晶圆，面积更大，且单颗Die尺寸的成本更低。另一方面，由于完全采用的是标准CMOS生产工艺，因而产品的良率能得以充分的保障，这些因素都令到纯CMOS射频前 端IC的整体制造成本大幅降低，同时借助充足的CMOS晶圆代工产能，可以满足OEM厂商规模化生产的需求。"

另据悉，今年初，凭借无线通信RFeIC在单个硅芯片上的高集成度优势，RFaxis荣获了北美Frost&Sullivan技术创新领导大奖，在产品的性能、功能、成本结构和利用价值等方面均得到了专业人士的一致好评。

展望整体RF前端市场的未来发展，Biagan认为，就现阶段而言，采用GaAs工艺的RF前端依然是市场的主角，但随着CMOS技术的迅速完善与成熟，GaAs工艺将会在某些特定的应用领域中发挥作用，而对于普通无线应用市场来说，纯CMOS射频前端将以其更佳的性价比，从而占据主流市场。

设计方案向应用市场渗透

据介绍，目前RFaxis已形成了较为完整的产品系列，可涵盖WLAN、Bluetooth、WHDI、ZigBee、SmartEnergy/Home、 ISM以及CDMA2K、WCDMA、LTE/4G等多种频段的无线平台，应用领域主要包括：计算机、游戏、多媒体、家庭网关等Wi-Fi应用；企业接入 点(AP)、路由器、视频桥接、热点等高功率Wi-Fi应用；手机、平板电脑等移动终端Wi-Fi应用；以及智能家居、智能电表、无线音视频、物联网等 ZigBee/ISM应用市场。

以Wi-Fi市场为例，为了提高无线传输速率和实际资料吞吐量，Wi-Fi产业正迅速普及新 的IEEE标准802.11ac，以实现超高数据传输速率，以及支持256QAM高级调制方案、多达8x8的MIMO(多重输入/输出)和MU- MIMO(多使用者MIMO)等最新技术。为此，高通创锐讯在其QCA9880 3×3 MIMO 802.11ac无线解决方案中采用了RFaxis开发的5GHz射频前端集成电路(RFX8051)，为路由器、运营商网关、机顶盒和企业接入点等应用 提供了支持千兆位功能的Wi-Fi技术。

RFaxis公司市场和应用工程副总裁钱永喜介绍道："目前，越来越多设备制造商要 求每个产品要有三个或三个以上的RF前端，以实现高端3×3或4×4 MIMO系统。通过用RFaxis纯基于CMOS的RFeIC代替昂贵的GaAs或SiGe前端模块，高通创锐讯的客户现在可以实现和供应高性能11ac 产品，提供无缝的、相当于千兆位速率的Wi-Fi功能，同时明显降低了物料费用。"

除此之外，针对各种实际应用场景，RFaxis也正积极地与不同厂商展开合作，共同推动这一新兴市场的发展。例如，AsterABox公司开发的LED照明无线