今天,当我们谈到智能手机的核心部件时,很多人都会想到处理器,稍微了解一些的朋友可能还会想到基带。这些元器件确实非常重要,手机之所以可以“无所不能”,这些核心元器件起到了决定性作用,用户能认识到它们的重要性,完全是能够理解的。不过,并不是所有的部件都这么好运,和SoC、基带芯片一样,射频前端同样是手机中的核心器件之一,但知名度就要差很多了。从一台手机组装完成,到用户手中,再到最后回收,走完整个生命周期,大多智能手机用户甚至都没听说过它的名字。既然说是核心元器件,那么说明射频前端还是十分重要的,正如汽车离不开变速箱一样,手机同样离不开射频前端,某种程度上来说,如果没有射频前端,手机也就失去了作为通信工具的意义。01射频前端有什么用?射频前端英文全称为RadioFrequencyFront-End,简称RFFE,它是智能手机等移动通信设备的核心组件,起到收发射频信号的作用。众所周知,手机是通过无线信号进行通信的,其中无线通信模块由天线、基带、射频前端等重要部分组成。其中射频前端主要元器件包括射频开关(Switch)、射频低噪声放大器(LNA)、射频功率放大器(PA)、双工器(Duplexers)、滤波器(Filter)。射频前端的构成模块作为移动终端通信的核心组件,在整个信号传输的过程中,射频前端可以对信号进行变频、放大和过滤,从而将其变为“可用”信号。举个例子,比如当我们拨打电话时,此时输入的语音信号会被手机中的基带芯片转化为数字信号、模拟信号,这些信号会经由射频芯片调制,就会变成射频信号。此时用到射频前端的地方就来了,传输过程的射频信号需要经由射频前端过滤和放大,才能继续传输到基站中。接着基带会把信号输送到另外一台手机上,信号同样需要经过射频前端过滤和放大,然后依次传递给射频芯片和基带,最后输出语音完成整个通话。可以说,如果没有射频前端,今天的智能手机就根本无法连接到移动网络,就更不用说上网打电话了,其重要性可见一斑。G的复杂性和高通解决方案和手机基带芯片一样,随着通信技术的迭代,手机射频前端的设计复杂度也在不断提升。从移动通信来讲,最新的5G射频前端设计必须支持新的、更高带宽的5G频率,此外还不能只支持5G,一定是需要向下兼容4G、3G、2G。另一方面,手机需要支持更多的频段组合,当下一台普通机型都需要支持十几甚至几十个频段,这意味着对所需器件数量的需求也会迅速增加。三星Galaxy系列在每次移动网络迭代支持的无线频段数量5G时代到来后,智能手机开始追求更加多样化的功能,对功耗控制也更严格,加之上面所提到的频段增加,在手机空间越发紧张的前提下,分配给射频前端的PCB板面积却并没有增加,反而对手机射频前端设计提出了更高的需求,这也促使射频前端模块开始向着L-PAMiD和L-PAMiF等有着较高模块化程度的高度集成式的方向发展。集成化模组示意图很多业内人士认为,模块化是射频前端发展的必然趋势,而一些厂商也确实是这样去做的。不久前,高通推出了全新射频前端模组,该模组不仅支持下一代标准Wi-Fi7,同时也支持5G网络,且支持5G/Wi-Fi并发,能够增强网络稳定性和网速表现。为了实现最佳的射频模组性能,高通重新设计了功率放大器和低噪声放大器,以便其可以高效地协同工作。同时,高通还为终端厂商提供了全面的基带到天线无线解决方案,将功率放大器和低噪声放大器精确集成到单链封装中,使得终端厂商可以根据需求灵活调整Wi-Fi模组的位置,以最大限度的激发射频模组的性能潜力。很多人对于高通的认知,更多还是来源于骁龙移动平台,其实高通的射频前端解决方案同样得到了广大厂商的认可。特别是进入5G时代后,考虑到5G复杂性之高,射频设计越简单,对于OEM厂商来说布局就越方便,成本也就越低,而高通方案无疑很好满足了这些需求。高通设计了移动行业首个从调制解调器到射频前端的完整解决方案,它支持高通面向5G的宽带包络追踪技术,在极大提升速率和网络覆盖之余,还具有出色能效表现。目前,高通已经将这一技术引入高通骁龙X55、X60以及X65调制解调器及射频系统,极大提升了当下智能手机的长续航和无线连接体验。骁龙X70是全球首个集成AI处理器的5G调制解调器及射频系统与此同时,高通将AI应用于调制解调器及射频系统中,利用AI智能地侦测握持手机的手部动作,并动态调谐天线,实现更低的通话掉线率、更快速率、更佳覆盖和更长续航的体验,无疑进一步降低了相应终端的设计难度。03万物互联时代,射频前端成为主角一直以来,射频前端芯片主要应用于手机和通讯模块市场、Wi-Fi路由器市场和通讯基站市场等。不过,随着5G、Wi-Fi和物联网技术的发展,将驱动越来越多的行业和企业实现数字化转型,将培育出更多的物联应用场景,从而真正实现万物互联。在万物互联大背景下,每一类物联应用都离不开“物-物”相连的关键,这意味着对射频前端技术的需求和挑战也是前所未有的。目前的蜂窝数据以及Wi-Fi很难满足各终端间的快速响应、连接,这一直都是困扰终端厂商的一大难题。而想要解决这些高性能的需求,先进的射频连接解决方案必不可少。射频前端的广泛应用高通此次推出的全新的射频前端模组正是为此而来,该模组具备极高的灵活性,可以用它和高通FastConnectWi-Fi7/蓝牙无线连接系统、骁龙5G调制解调器及射频系统相结合,用于基于骁龙平台的设备,也可以搭配第三方Wi-Fi和蓝牙芯片组。有了这一全新的模组,厂商就可以以此来快速、低成本地开发Wi-Fi设备,满足用户日益增长的需求。与此同时,高通推出全新Wi-Fi7射频前端模组,不仅适用于智能手机领域,还将广泛应用于包括汽车、扩展现实、PC、可穿戴设备、移动宽带以及物联网终端,覆盖从低复杂度到高复杂度的几乎所有终端类型。目前看来,尽管万物互联的时代还没有实现,不过行业变革已经可以预见,在这个过程中,射频前端带来的通信能力的提升将是真正的“润滑剂”,成为推动万物互联时代大门的关键力量。最后有话说:凭借着领先行业的技术优势,高通5G调制解调器实现了行业领先的性能和体验,加速了5G智能手机的普及,同时也为用户带来了极致的无线连接体验。而在5G技术和应用突飞猛进的同时,与调制解调器配套的射频技术也成为了改变行业、改变用户体验的重要一部分。在手机上,骁龙调制解调器与射频技术结合,让手机的网络体验更进一步,让手机支持5G以及Wi-Fi最新的技术,带来更高速更低延时的体验。而面对未来,高通凭借调制解调器和射频前端重新定义连接,在面向汽车、物联网和工业应用等更广阔的市场中将发挥更为关键的作用,让更多智能终端享受到稳定高速的连接体验,加速行业快速迈入万物互联时代
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