针对下一代移动平台的射频集成

手持无线通信设备的市场渗透率已经超越了近代历史中任何其他技术产品。手机已经不再仅仅是通信工具，更成为了个人的贴身助手，可以提供出行路线向导、拍摄和储存照片及视频、登录即时社交网络、提供全球最新天气预报信息、播放你最喜欢的音乐、取代印刷版杂志和书籍等等众多功能。在网络供应商和设备制造商们为赢得市场份额的激烈竞争推动下，各种最先进的应用均以最快的速度、方便使用的用户界面和极具吸引力的价格纷纷面市，因此，消费者的期望值也日渐提高。

要占据并保持在无线市场的领先位置，需要用先进的产品满足消费者不断提升和变化的期望值和预算，持续赢得客户群的拥戴。对于手机原始设备制造商(OEM)来说，这是一个很大的挑战，他们必须在日渐缩小的尺寸规格上添加各种额外的功能和频带，与此同时，还要延长通话时间、降低成本、改善用户软件使用体验和提升数据传输率。此外，产品生命周期在不断缩短——这可不仅仅只是一次，而是每年如此！

针对移动设备的射频无线电，尤其是一个复杂性不断上升的领域，需要手机OEM具备丰富的工程资源，但对终端用户来说它并不是一个明显的实际优势。在消费者眼中，大尺寸清晰的显示屏幕、吸引人的设计、便于使用的软件，合理的价格，结合可靠、高速的网络，是赢得市场份额的关键因素。

尽管射频无线电对实现很多这种优势功不可没，OEM还是希望将他们的资源投入到投资回报率最高的领域，而不是为每款新手机机型中的每个无线电量身设计射频器件。随着很多下一代智能手机包含多达14个无线电(四频带2G漫游、四频带3G语音和数据、双/三频带4G数据、GPS、双频带WiFi和接收多样性)，射频无线电手机设计会消耗资源，延长产品上市时间，如果处理得不好的话，还将导致性能低下。因此，像TriQuint半导体公司这样提供完整射频解决方案的元器件供应商，正在对手机OEM的成功起到功不可没的价值，它可以提供经济有效、高性能、可扩展的射频前端平台，从而缩短产品上市时间，延长通话时间，同时确保尺寸规格的小巧灵活。

下文将探讨目前可供手机OEM选择的射频架构，每个架构最适合的应用，并重点介绍功放双工器(PA Duplexer)的产品概念。

针对高性能、低成本3G/4G应用的功放双工器

GSM手机市场是移动行业最商业化的市场段，拆开任意一款在2011年生产的约8亿的GSM手机，都可以找到一块2G TxM(发射模块)(图1)。一个成熟、自由的市场最终都会趋向至最低成本的解决方案。既然3G/4G应用是在之前谈到的众多市场段中2G的一个进化，那么预测它们将转移至发射模块也是合理的。一旦这个假设成立，那么融合架构(converged architecture)就不再适用。于是，如何设计其余3G/4G功率放大器部分，就变成了只有功放双工器或分立器件两种选择。

仔细观察经过市场验证的发射模块解决方案，可以发现这些产品集成了功率放大器功能(在这种情形下为GSM/EDGE)以及后级功放器件(在这种情形下为天线转换开关)。市场已证明，当把这两个设计块集成到同一个封装中时，将会带来成本及更高性能的明显优势。什么是功率放大器双工器(功放双工器)呢？它与发射模块相似，就是将功率放大器功能(在此情形下为3/4G)和后级功放器件(在此情形下为双工器)集成到一个封装中(图2)。我们以前好像听过这种说法，在逻辑上自然将得出这个结论：功放双工器可以提供与发射模块相似的优势，并取代分立器件成为市场的支柱，就像发射模块之前做到的一样。

功率放大器双工器的历史

TriQuint和其战略高端手机客户们在近5年前就认识到了功放双工器的性能优势。在最初开发了第一代8×5mm功放双工器(称为Passkey1)后，其对更高性能和一些其他方面节省的预期在生产中获得了验证。从那时起，众多领先大屏幕手机原始设备制造商充分利用了功率放大器模块平台优势，因此他们成为了射频原件领域发展最快的市场段之一。TriQuint是该领域的全球领导者，仅在过去3年中就交付了超过5亿片功放双工器，一些其他的供应商现在也认识到了功放双工器的优势，并开始参与提供产品。

尽管增长速度惊人，功放双工器主要还是仅局限于高端智能手机，而无法参与到2G用户向高速网络过渡时所使用的以爆炸性速度成长的功能机和新兴智能手机。为什么呢？手机市场会很乐意接收功放双工器的性能优势，但是它们是受成本驱动的商品市场，因此，价格和供给是考虑的最重要的标准。

为保持增长，并成为像发射模块这样的事实上的标准，功放双工器必须发展到能与分立解决方案竞争，最终的成果就是TRITIUM Duo功放双工器。

TRITIUM Duo相比分立器件的优势

TriQuint的TRITIUM Duo双频带功放双工器系列利用了TriQuint产品悠久开发历史和新技术的完美结合，为客户提供最佳的整体价值。TRITIUM Duo利用了晶片级封装(WLP)CuFlip声表面波(SAW)双工器、第二代体声波(BAW)PCS/B2双工器和CuFlip单片BiHEMT放大器裸片，提供为还在使用分立器件的所有市场而优化的集成解决方案。

成本：晶片级封装SAW技术是封装技术上的一项革命性突破，通过去掉双工器周围的陶瓷洞，显著地节省了成本(及高度/尺寸)。TriQuint独有的晶片级封装技术不仅实现了这个优势，而且保持了符合最高质量标准的密封性。在所有裸片上采用CuFlip技术有助于实现单一工艺回流，再次降低成本。两个功率放大器裸片的单片集成有助于消除电路冗余，将工作中的有源裸片面积降到最小。所有这些优势使TRITIUM Duo能够有效地与大量的分立器件竞争。

性能：行业已经证明功放双工器将比分立器件更好地实现效率上的提升。任何时候在系统中进行了优化的功率放大器与同时设计的双工器，将比手动匹配两个任意器件在手机电路板上要获得更高的效率，这在生产中也体现出了一致性。

尺寸：在仅为6.0×4.5mm的薄型封装中，TRITIUM Duo可节省整块手机PCB板上近12个分立器件的占位面积，并可达到同样的功能性。在将两个TRIRIUM Duo与一个6×5mm EDGE发射模块结合时，一个完整的四频带EDGE/3G无线电可以安装到一个182mm2规格中，大约24个表面安装设备占位面积。

可扩展性：与分立器件相似，有了TRITIUM Duo系列，客户可以在流行的区域频带组合享受同样的“即插即用”解决方案。这有助于将一个手机PCB板用作跨所有区域手机的平台，从而降低成本，加快产品上市时间。不过，与分立器件不同的是，TRITIUM Duo是一个完整的发射解决方案，它拥有可保障的性能，而且无需为每个频带和供应商组合在功率放大器和双工器之间进行专门调整。这帮助手机OEM极大地节省了设计资源，同时，还带来了生产指标一致性的优势。

拥有成本：经济高效且经验丰富的制造在商品市场非常必要，OEM意识到单个器件的价格和其本身不能体现整体情况，而整体的拥有成本才是最重要的。功放双工器相比分立器件有着对入门级市场来说更吸引人的明显优势。物料清单(BOM)数量：更少的元器件意味着更少的安装，这将直接转化为更低的组装成本和更少的资金花费。

更高的质量：功放双工器的焊接点更少，因此，可获得更高的质量。将功率放大器和双工器集成到一起还提供了可靠的完整发射链，消除了生产中的差异性，尤其是在达到要求性能规范且具有更高整体手机收益的独特功放模块(PAM)和双工器产品之间。

供应链成本的节省：TRITIUM Duo减少了大约12个器件(图3)。将这个数量乘以数以万计的手机数量，将极大地节省与大量分立器件相关的存货、质检、交货、管理和停产成本。

图3：双频带解决方案可将12个器件数量减少到1个，并节省一半的整体面积。

上市时间：能够先于竞争对手快速将手机产品推向市场是无价的。功放双工器提供了可扩展、可重复利用的平台解决方案，拥有可靠保证的性能，而无需额外的射频设计，因而缩短了生产周期并降低了成本。减少了供应商数量：更少、更具战略性的供应商可使整体价格和供应合同更加优惠，同时，还可以降低管理成本。从近10个不同的供应商采购不同的双工器和放大器会比较昂贵，其实可以减少到仅有2~3个功放双工器供应商就能实现多重采购。

TRITIUM Duo功率放大器双工器由TriQuint开发。目前，TriQuint已经成功交付了超过5亿片功放双工器，该产品具有取代分立器件为新型手机提供高性能集成解决方案的所有优势。

本文小结

移动无线市场正在蓬勃发展，而且正在不断进化，以满足消费者对更快、更小、更低成本设备的需求。手机OEM此时比以往任何时候都更需要射频解决方案，以可扩展的经济有效的方式和已验证的性能，来满足他们广泛产品线中许多频带组合的需求。目前，有两个可满足这种条件的解决方案，那就是：融合架构和发射模块/功放双工器，二者都已经在市场中占据了稳固的位置。

射频供应商常常会推广一款与他们特定功能相符合的解决方案，并宣称这是一款针对所有应用“通用”的产品。而通过我们的调查和分析，很明显这种事情根本就不存在。没有一种解决方案是为所有差异应用和使用情形(从最高端的智能手机到新型市场中购买的第一款数据手机)而优化的。

不过有一件事可以确定，客户需要在集成模块中结合了有源和无源射频元器件的平台解决方案。对于那些不能有效地开发这种解决方案的供应商，优势将会一天天减弱。而对于拥有可以实现这些解决方案的技术的供应商来说，现在正是机遇大好的时候。