AI芯天下丨国产全新一代5G高集成射频前

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5G继续领先,慧智微AgiFEM5G第三代5GUHB单频方案量产。

慧智微AgiFEM5G第三代5GUHB单频方案芯片S-11、S-11在多家国际品牌厂商系统验证完成,慧智微领先实现全新一代5GUHB高集成射频前端方案量产。搭载S-11及S-11芯片的多款终端将于年底前上市量产。

图:慧智微S-11、S-11产品及终端PCBA(隐去其他器件)

从年5G方案开始定义起,5GUHB方案先后经历了需求提出、需求明确和需求固化三个阶段。

射频前端方案也从分立方案走向集成方案,再走向高集成度方案。S-11和S-11芯片是慧智微基于AgiFEM5G可重构5G射频前端平台推出的全新一代5GUHB单频射频前端集成模组芯片。在上一代的基础上实现了性能优化、可靠性增强以及集成度提升,更好的匹配了5GUHB方案演进需求。

S-11是应用于5GUHB单频方案的n77/T2RL-PAMiF收发模组芯片。

S-11是配合S-11完成完整5G1T4R功能的n77/RL-FEM接收模组芯片。

两颗芯片主要规格如下:

图:S-11产品框图

S-11:

支持n77/78频段;

集成一路功率放大器PA、两路低噪声放大器;

集成射频收发开关及SRS输出开关,可同时支持RefarmingbandMIMO及SRS需求;

Vcc低压4.5V下满足PC2功率输出需求,提升芯片可靠性,降低烧PA风险;

n77/78全频段输出功率满足29dBm,支持整机天线口26dBmPC2发射功率需求;

多档位LNA增益,匹配不同平台需求;

全倒装设计,提升器件散热能力与射频性能;

3x5m㎡小型化尺寸。

图:S-11产品框图

S-11:

支持n77/78频段;

集成两通道低噪声放大器、射频开关、自研高性能IPD滤波器;

2.6dB低噪声系数,实现更优接收性能;

支持LNA多档增益,匹配不同平台需求;

全倒装设计,实现射频器件高性能;

2.8x2.6m㎡小型化尺寸。

慧智微在年6月开始投入进行AgiFEM5G第三代5GUHB方案开发,经过15个月紧张高效开发,于年9月实现量产。产品开发主要时间点为:

年6月,5GUHB单频1T2R、2R项目立项;

年7月,技术方案确定:选定慧智微低压PA技术内核作为主要技术路径;

年9月,产品方案确定:与国际头部厂商及平台收敛产品pin脚、方案及规格;

年10月,产品第一次流片;

年1月,产品ES0,单体功能验证成功。

年4月,产品ES1,客户送样,先导客户功能验证成功;

年6月,产品CS,客户系统验证;

年8月,多个客户项目系统验证成功;

年9月,产品正式量产。

得益于慧智微扎实的技术内核、充分的客户及平台沟通,以及高效的产品开发策略,慧智微再次实现5G新方案的领先推出。

解决方案介绍

AgiFEM5G第三代5GUHB单频方案由S-11及S-11两颗芯片构成,方案芯片完全兼容于MTK及头部手机厂商重点推进的高集成Phase7LE方案。

采用本方案,2颗芯片即可完成5GUHB完整单频1T4R收发功能。相较于之前7~8颗模组构成的方案,本方案的推出有助于提升5G终端方案集成度,减少5G射频前端调试时间,助力5G终端产品快速上市。

图:慧智微AgiFEM5G第三代高集成5GUHB单频方案

采用本方案的优势如下:

优势一:高集成度

2颗芯片完成原有方案8颗芯片功能,集成度提升使布板面积减小为原来的1/3左右,并减轻客户物料选择的复杂度。帮助客户实现5G方案的“化繁为简”。

优势二:高性能及高可靠性

方案基于慧智微第三代AgiFEM5G可重构5G射频前端平台,慧智微在实现数千万片产品量产的成熟稳定5G技术平台上,继续提升线性功率,降低功耗。

上一代竞品方案中模组输出功率为28.5dBm,高集成度方案需要将SRS开关集成在L-PAMiF模组内,这将引入额外0.5dB以上的插入损耗。S-11通过改进设计将线性功率提升,使高集成模组线性功率在n77全频段达到29dBm,满足n77全频段PC2功率需求。

对于高集成度模组提高集成度后,频宽变宽,外围电路无法灵活覆盖全频段性能的问题,慧智微第三代AgiFEM5G通过可重构技术对边缘频段性能进行优化。使高集成模组在边缘频点,尤其是nGHz频段以上部分得到优化。

对S-11系统测试结果如下图:

图:S-11系统测试结果

5G由于高功率及高峰均比特性,PA可靠性成为设计中的重要问题,“烧PA”成为应用痛点。在文章《怎么才能不烧射频PA?》中提到,研究显示,低压应用可降低射频电压摆幅,提升PA可靠性。S-11在优化线性的同时,将供电电压由友商产品的5V降低至4.5V,同时保证5V以上的Ruggedness测试通过,提升PARuggedness可靠性。

优势三:可扩展性强

集成多端口高功率SRS开关,可完成n41等频段与UHB频段共天线需求,减少外部元器件使用。

产品均可独立使用,两颗L-PAMiF产品S-11即可实现2T4R功能(目前2T4R在高端旗舰手机及物联网模块中有应用)。

优势四:兼容MTKPhase7LE

方案Pin脚定义与系统应用兼容MTK最新Phase7LE方案,方便兼容设计。

优势五:高集成度,降低晶圆供应链压力

方案内部采用高集成度可重构技术方案实现,S-11/S-11两个模组只用到SOI/HBT两种工艺,一共三颗die,不含产能紧缺的CMOS工艺。该方案经上一代5G产品量产验证,能显著减轻晶圆供应链压力,为保证客户稳定供货提供有力支撑。

优势六:经过国际厂商检验的大批可靠性一致

慧智微5G产品自年产品推出已来,在过去两年里持续更新迭代,与国际厂商保持同时同质推出产品。慧智微5G高集成度模组产品目前已经出货数千万片,支持20个以上5G终端量产。

慧智微射频前端模组采用可重构技术平台进行设计,拥有更高集成度,晶圆数目更少,与其他厂商相比带来更高的产品一致性。在慧智微专业的品质与交付团队的管理下,在客户端实现良好的品质交付。

通过对5GUHBn77/78/79高集成模组S-12在客户端千万量级的出货统计跟踪,S-12实现平均产线不良率低于50DPPM优异数据,远低于行业对普通项目的DPPM以下产线不良率标准,以及高端项目DPPM以下产线不良率标准。

图:慧智微5GUHB产品产线DPPM数据

低于行业高端项目DPPM以下的产线不良率标准。

支持5G未来演进

据MobileExpert统计,自年5G正式商用以来,目前5G的连接数已经超过4亿,并且还将以每年近2亿部的速率增长。预计在年,5G终端年出货量达到年出货9亿部,届时5G会超过4G,成为全球出货量最大的终端通信制式。




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