CMOS与MEMS方案走红，移动设备RF架构改弦更张
2013-05-03 08:44:46   来源：微迷   评论：0   点击：

由于智能手机支持多频多模LTE已成定局，且对内部元件尺寸、成本要求更加严格，因而驱动半导体开发商加速研发创新射频（RF）技术与解决方案，包括RF MEMS、CMOS RF元件及软体定义无线电（SDR）技术，都已受到移动设备制造商的青睐。

射频微机电（RF MEMS）、CMOS RF方案将大举进驻移动设备。多频多模4G手机现阶段最多须支持十五个以上频段，引发内部RF天线尺寸与功耗过大问题。为此，一线品牌手机厂已计划扩大导入RF MEMS器件，通过软体定义无线电（SDR）、天线频率调整等新技术，降低天线数量、尺寸并增强信号接收性能与频宽。

同时，CMOS RF也挟着硅材料/制程成本低、产能充足等优势，持续瓜分传统砷化镓（GaAs）、硅锗（SiGe）RF市占率。近期，Silicon Labs更发动新攻势，率先推出CMOS RF数字接收器单芯片，提供媲美传统RF器件的性能，并减轻数字无线电系统占位空间及物料成本，有助扩张CMOS RF势力。

抢搭RF MEMS，4G手机天线规格大突破

Cavendish Kinetics总裁暨执行长Dennis Yost表示，随着智能手机持续扩增须支持的频段，如何维持RF天线性能，且不影响系统占位空间与耗电量表现，已成为RF器件和手机厂商的产品发展重点，因而带动新一波RF技术革命，给予能同时兼顾尺寸和性能的RF MEMS方案崛起契机。

Yost透露，内建RF MEMS的长程演进计划（LTE）手机可望于今年夏天竞相出笼，目前RF MEMS器件供应商Cavendish Kinetics正与多家手机业者紧密合作，初期将锁定高端LTE多频多模手机应用，待逐步达到量产经济规模后，再往下朝中低端手机市场扎根。

RF MEMS基于机械式谐振结构，只要改变内部隔板距离就能使电容流量产生变化，可免除外部电容与开关等零组件，减轻天线总体功耗与体积。此外，其具备可编程能力，也可支持SDR功能，并实现天线频率调整、可调式阻抗匹配等控制方案，协助简化RF前端模组（FEM）设计、增强信号接收性能、频宽及减少天线数量。由于RF MEMS优势显着，因此近来已有不少手机厂计划研究此方案，以全面改善传统RF天线的功能缺失。

然而，高通、联发科等处理器大厂近来积极强化RF方案，前者更率先推出业界首款CMOS功率放大器（PA），大幅改善RF性能与成本，引发RF MEMS市场扩展速度将放缓的疑虑。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信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，2013~2016年，RF MEMS技术将再度跃进，包括RF前端模组的功率放大器、滤波器和双工器均可动态调整（图2），进而达成更高效率。另外，由于RF MEMS相容CMOS制程并支持数字界面，未来也可望与逻辑芯片进一步结合，实现更高集成度的手机系统解决方案。

图1 2013∼2016年RF MEMS技术演进蓝图