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射频前端器件如何成就无线通信业腾飞?
Q: GaN工艺的发展比较迅速,未来在手机PA中,会不会有被GaN替代的可能?而CMOS PA会不会有向中高端应用发展的可能?TriQuint在这两种工艺的研究和策略如何?
A:
在绝大多数应用中,GaN 现在不会、而且将来也不会很快取代硅或GaAs。例如,蜂窝手机由于工作电压低的缘故还不能利用 GaN 提供的优点。目前,GaN 射频功率晶体管的成本比大小相似的 GaAs 器件的成本高出许多,虽然在达到特定功率等级方面,其所需数量较少的事实可以缓解这一缺点。尽管如此,纯粹基于 GaN 的公司都在积极促进该工艺在目前由 GaAs 甚至硅器件占领的商业应用(如基站收发器和HFC中的混合放大器)中的使用。GaN 在这两种应用中都有明显的优势,但从同时提供这两种工艺的公司的角度看,GaN在短期内很难打入大部分对大幅提升功率等级没有强烈需求的商业应用市场。 另外,蜂窝频率范围内的竞争技术,如 LDMOS、高电压 pHEMT 和 高电压 HBT 等,均能够以具有竞争力的成本提供高功率密度。
以上的原因也是 GaN 射频功率技术的第一个应用是在国防系统领域的原因所在,因为在国防市场上,成本因素不如性能因素那么受重视。在商业应用中,以可接受性能为前提,成本成为驱动因素,这一点目前使 GaN 在许多应用中的竞争力比不上 GaAs,这还没有考虑后者的技术优点。GaAs 受益于几十年的改进和大规模生产,其性能和成本很适合大多数应用,同时 GaAs 器件和 MMIC 产品系列的宽度和广度是巨大的。由于这些原因,我们认为 GaN 和 GaAs 将在今后几年里会共存(虽然从市场营销的角度看可能并不是和平共存)。但是,随着成本的下降,GaN 将更多地被高功率和更高频率的应用所青睐,因为在这些应用中,其特性比 GaAs 有压倒性的优势。 这趋势将越来越多地出现在国防系统以及最终在许多商业应用中。对于除了功率放大器以外的功能以及对于低电压系统,GaAs 将由于其长久的可靠性记录、更低成本、广泛的可获得性以及卓越的整体性能继续占据优势。但这并不是说这两种工艺不会在某些时候在相同应用上出现竞争局面,因为例外(如其中一种或另一种工艺的某一具体优点指标至关重要)总是存在的。此外,随着 GaN 器件数量的增加及其工艺的改进,其生产成本将会下降,两者之间的差距也会缩小。
在CMOS PA方面,它已经并将继续服务于市场的一些部分,特别是非常低端的部分。它们已在中国市场——主要是在灰市上——得行其道。相对于完整的解决方案,它只是一个小器件。它对 PA 市场没有像它在 2004 年时那样的影响。许多优秀的工程师和公司已经致力于这些解决方案,但还没有达到突破性的出货量,主要原因在于 CMOS 功率放大器的性能难以提升。此外,还有大量技术问题和其他诸如成本问题也没有解决。目前为止,CMOS功率放大器还不能对业界产生重大影响。此外,你需要使 CMOS 晶片更大一些才能获得可接受的性能。相反,我们正在学习如何使 GaAs的功率放大器晶片一天比一天更小和更便宜。所以,除了对市场的低端部分,CMOS 不会成为一种占优势的工艺。
不管最终结局如何,TriQuint 将继续推动目前所用工艺及竞争工艺的性能进步,以满足最大数量的要求。毕竟,哪种工艺最终获胜是客户来决定的——这是对消费者最有利和促使生产商做出持续改进的市场现实。
Q:
据了解,TriQuint目前在基站设施领域已推出高效的放大器,请谈谈TriQuint将来在基站设施方面的规划?也请谈谈此领域的主要技术要求和趋势。
A:
全球移动网络正在向使用远程无线电头端设计(RRH)的基站过渡。TriQuint 产品将通过集成众多功能到模块中来减小尺寸和射频电路复杂性。这有助于向更小、更‘绿色环保’的RRH基站迁移。目前网络运营商都在进行这一迁移计划,以扩大针对 3G / 4G 智能手机和其他移动设备的网络。TriQuint 器件使生产商能够专注于具有竞争力的系统性能,而不是把宝贵的资源投向射频器件匹配问题。TriQuint 提供旨在改善效率、减小射频通信PCB 面积以及减少远程无线电头端物料清单的前置驱动器和驱动器 RFIC 基站解决方案。TriQuint 的基站产品系列包括增益模块、开关、混频器、低噪声和驱动器放大器、转换器、SAW 滤波器和集成模块。
Q:
您希望未来5-10年,TriQuint发展成为一家什么样的公司?
A:
2010 年,我们延续了我们对质量以及使公司专注于零缺失目标的承诺。展望未来,我们的五个最关键流程已得到定义和标准化。我们极大地简化了我们的新产品开发流程并在全公司范围内采用同一个流程。我们仍然有非常复杂的开发计划,其中有许多重要检查清单和关口,但我们现在拥有对客户要求的明确关注,并严格管理和满足它们。拥有针对新产品开发和 FCD/OCD 的通用和明确流程使我们能够找到问题和拖延的根本原因,所以我们能够更有效地解决问题。在新产品开发方面,我们仍然面临艰巨的挑战,但现在这更像是一门科学而非不断试错的过程。
作者:孙昌旭