2021年全球智能手机出货量将达约 13.55 亿台 ， 其中 5G 机型将有 5.39 亿台 。 对于制造而言压力着实不小 ， 5G手机性能的好坏取决于内部的两大芯片——射频（RF）和基带 。 下面就带您了解一下射频芯片的奥秘 。
简单来说 ， 射频芯片的作用就是信息发送和接收 。 为什么说它如此重要？如果没有它 ， 你的手机就是好几千块钱的大铁块 。
先从射频说起 ， 射频就是射频电流 ， 是一种高频交流变化电磁波 ， 是可以辐射到空间的电磁频率 ， 频率范围在300KHz～300GHz之间 。 每秒变化小于1000次的交流电称为低频电流 ， 大于10000次的称为高频电流 ， 而射频就是这样一种高频电流 (大于10K);射频(300K-300G)是高频的较高频段;微波频段(300M-300G)又是射频的较高频段 。 射频技术在无线通信领域中被广泛使用 ， 有线电视系统就是采用射频传输方式 。
而射频芯片指的就是将无线电信号通信转换成一定的无线电信号波形 ， 并通过天线谐振发送出去的一个电子元器件 ， 它包括功率放大器、低噪声放大器和天线开关 。 射频芯片架构包括接收通道和发射通道两大部分 。
工作原理
这是射频电路的原理图 ， 射频芯片架构包括接收通道和发射通道两大部分：
接收时 ， 天线把基站发送来电磁波转为微弱交流电流信号经滤波 ， 高频放大后 ， 送入中频内进行解调 ， 得到接收基带信息 ， 送到逻辑音频电路进一步处理 。
发射时 ， 把逻辑电路处理过的发射基带信息调制成的发射中频 ， 用发射压控振荡器TX-VCO把发射中频信号频率上变为890M-915M(GSM)的频率信号 。 经功放放大后由天线转为电磁波辐射出去 。
对于现有的GSM和TD-SCDMA模式而言 ， 终端增加支持一个频段 ， 则其射频芯片相应地增加一条接收通道 ， 但是否需要新增一条发射通道则视新增频段与原有频段间隔关系而定 。 对于具有接收分集的移动通信系统而言 ， 其射频接收通道的数量是射频发射通道数量的两倍 。 这意味着终端支持的LTE频段数量越多 ， 则其射频芯片接收通道数量将会显著增加 。 打个比方 ， 若新增 M个GSM或TD-SCDMA模式的频段 ， 则射频芯片接收通道数量会增加M条；若新增M个TD-LTE或FDD LTE模式的频段 ， 则射频芯片接收通道数量会增加2M条 。 LTE频谱相对于2G/3G较为零散 ， 为通过FDD LTE实现国际漫游 ， 终端需要支持较多的频段 ， 这就导致了射频芯片面临成本和体积增加的挑战 。
其实设计一个良好的射频芯片还是很头疼的 。 首先射频芯片设计需要的理论知识非常多 ， 很多设计理论甚至被人认为“玄乎” ， 而且射频芯片的设计存在各种指标的折中均衡 ， 什么样的折中是最佳的？怎样折中是取决于产品的实际应用要求 ， 没有定论 。 再者 ， 很多射频芯片的指标要求都是要挑战工艺极限 ， 这就需要很多创新性电路结构 ， 例如噪声抵消、交调分量抵消、为了提高功放效率采用的动态偏置 ， 有时为了降低功耗也是想尽了办法 。
硬性困难还是工艺及封装 。 射频芯片最重要的指标是噪声系数和线性度 ， 这两个指标和工艺完全相关 ， 例如CMOS工艺衬底上就会耦合过来各种噪声干扰 ， CMOS器件的线性度也很差 ， 这种难题是硬伤 ， 如不解决好 ， 只能通过合适的电路结构或者采取一些无法定量分析的隔离措施来缓解问题 ， 这就存在很多不确定性了 。 除此之外 ， 还有寄生参数、寄生电阻、电容和频率之间的权衡 。
最后的封装亦是一大难点 。 小小的一根封装引线就是1nH以上的电感 ， 这些电感对射频芯片的影响实在是太大了 。 在成本可控的前提下尽量采用先进的封装形式 ， 减少封装带来的引线电感 。
相关经验推荐
- 绘画|三千左右性价比最高的双电机电动升降桌—极创悠品电脑升降桌
- 华为|华为上架新机，搭载麒麟芯片，5000mAh仅售1399元
- |苹果的2022款iPad将保留A14芯片的旧设计
- 机箱|首体验换标后的九州风神产品，前进后出风道的优秀代表——九州风神幻境Pro机箱
- 东芝|选一台真正的电视！而不是数码产品——东芝火箭炮X8900KF晒单
- 华为鸿蒙系统|华为Mate50再秀实力，5G并没有缺失，鸿蒙OS3.0搭配麒麟芯片
- apu|vivox70pro+——最专业的影像手机
- it芯片|大家注意，6500xt真不值得买！
- 芯片|一家日本味精公司，却卡住了全球芯片企业的脖子，真的假的？
- 芯片|春节出行，留守在家的净水器该怎么处理？