3G/LTE手机射频前端的集成之路

在今年的IIC上，Triquint宣布推出新一代针对3G和4G智能手机的双频带功放双工器（PAD）。该新型 TRITIUM Duo(tm) 系列在单一紧凑模块中结合了两个特定频带的功率放大器（PA）和双工器，有效地替代了多达12个分立器件。并且可以跨平台自由匹配流行的频带组合。“一个四频解决方案（两个TRITIUM Duo(tm)模块）尺寸仅为50平方毫米，是同等分立方案尺寸的一半，为多频多模的3G/4G手机留下更多保贵的空间给其它应用，比如增加更多功能或将电池做得更大。”TriQuint中国区总经理熊挺表示，“并且，高度集成方案也简化了设计。”

针对目前多频多模的3G/4G手机，多颗射频前端器件的方案不仅成本高，占位面积大，而且也给设计带来不便。如何集成这些不同频段和制式的射频前端器件是业界一直在研究的重要课题。“目前有两种方案：一种是融合架构，将不同频率的射频功率放大器PA集成；另一种架构则是沿信号链路的集成，即将PA与双工器集成。两种方案各有优缺点，适用于不同的手机。”熊挺解释。融合架构，PA的集成度高，对于3个以上频带巨有明显的尺寸优势，5-7个频带时还巨有明显的成本优势。缺点是虽然PA集成了，但是双工器仍是相当复杂，并且PA集成时有开关损耗，性能会受影响。而对于后一种架构，性能更好，功放与双功器集成可以提升电流特性，“大约可以节省几十毫安电流，相当于延长15%的通话时间。”他解释道。“所以，我们的建议是，大于6个频段时（不算2G，指3G和4G）采用融合架构，而小于四个频段时采用PA与双工器集成的方案PAD。我们TriQuint公司可提供两种架构的方案。”他总结道。而据悉，另两家主流的射频器件厂商RFMD主要偏向于融合PA的架构；而Skyworks偏向于多频PAD方案。

此次，TRITIUM Duo(tm)可以说是在后一种架构上又有了很大的改进，因为它里面集成了两个PA与两个双工器。相比前一代的TRITIUM（集成一个PA与双工器）是一个更大的飞跃。“并且，通过采用新工艺和封装技术，2个功率放大器和2个双工器集成到了一个模块，尺寸比单频带的PAD还要小，成本也相当有优势。”熊挺表示。

他这里指的新工艺和封装是指采用了TriQuint专有的倒装晶片CuFlip(tm)技术，以铜凸块取代丝焊，取代金线，从而节省了占板空间并降低成本，而且消除了噪声辐射线，极大地提高了系统性能。此外，铜凸块比传统互连技术的散热性要更好。该集成的倒装晶片技术 BiHEMT功率放大器裸片，可实现优异的电流特性，从而可提升手机的通话时间。

另一个更重要的创新是TRITIUM Duo中的滤波器采用了晶片级封装（WLP）技术，取代了之前昂贵的陶瓷封装，使成本下降，且尺寸也大幅减小，取消了发射SAW滤波器。此外，PAD模块中还集成了高性能体声波（BAW）和表面声波（SAW）双工器功能。