LTE手机关键技术:RF MEMS实现天线性能突破

射频微机电(RF MEMS)今年将大举进驻高阶LTE手机。多频多模4G手机现阶段最多须支援十五个以上频段，引发内部RF天线尺寸与功耗过大问题；为此，一线手机厂已计划扩大导入RF MEMS元件，透过天线频率调整(Antenna Frequency Tuning)等新技术，降低天线数量、尺寸，并增强讯号接收效能与频宽。

Cavendish Kinetics总裁暨执行长Dennis Yost认为，RF MEMS系未来5～10年手机设计中的关键技术，已吸引不少元件供应商、手机厂加紧投入研发。

Cavendish Kinetics总裁暨执行长Dennis Yost表示，随着智慧型手机持续扩增支援频段，如何维持RF天线性能，且不影响系统占位空间与功耗表现，已成为RF元件和手机厂的产品发展重点，因而带动新一波RF技术革命，给予能同时兼顾尺寸和效能的RF MEMS方案崛起契机。

Yost透露，内建RF MEMS的LTE手机可望于今年夏天竞相出笼，目前RF MEMS元件供应商Cavendish Kinetics正与多家手机业者紧密合作，初期将锁定高阶LTE多频多模手机应用，待逐步达到量产经济规模后，再往下朝中低阶手机市场扎根，让RF MEMS成为新一代手机标配。

RF MEMS基于机械式谐振结构，只要改变内部隔板(Plate)距离就能使电容流量产生变化，可免除外部电容与开关(Switch)等零组件，减轻天线总体功耗与体积；此外，其具备可编程功能，有助简化RF前端模组(FEM)设计，并实现天线频率调整、可调式阻抗匹配(Tunable Impedance Matching)等控制方案，对增强讯号接收效能、频宽及减少天线数量也大有帮助。由于RF MEMS优势显著，因此近来已有不少手机厂研拟改搭此方案，以全面改善传统RF天线的功能缺失。

值得注意的是，高通(Qualcomm)、联发科等应用处理器大厂近来也积极强化RF方案，前者更率先推出业界首款互补式金属氧化物半导体(CMOS)功率放大器(PA)，大幅改善RF效能与成本，引发RF MEMS市场扩展速度将放缓的疑虑；然而，Cavendish Kinetics行销与业务发展执行副总裁Larry Morrell解释，处理器业者的RF方案仅对处理器端的讯号增强与杂讯消除有益，对优化RF天线尺寸与传输功耗的效果有限，因此RF MEMS仍将是推动LTE多频多模手机设计成形的关键角色。

Morrell补充，手机厂对换料的评估通常较慎重，以免增加投资风险，但实际上RF MEMS因减少周边零组件用量，整体物料清单(BOM)成本反而比传统RF设计更优异，且在各种LTE频段中平均能提高35%传输效率，势将大举攻占LTE、LTE-Advanced多频多模手机RF应用版图。

Yost更强调，2014～2016年，RF MEMS技术将再度跃进，包括RF前端模组的功率放大器、滤波器(Filter)和双工器(Duplexer)均可动态调整，进而达成更高效率；另外，由于RF MEMS相容CMOS制程并支援数位介面，未来亦可望与逻辑晶片进一步结合，实现更高整合度的手机系统解决方案。