進(jìn)入2022年后，全球消費(fèi)電子市場(chǎng)持續(xù)低迷，市場(chǎng)空間進(jìn)一步收縮，本土射頻前端行業(yè)深陷低端化內(nèi)卷的競(jìng)爭(zhēng)泥淖，向模組化、高端化市場(chǎng)進(jìn)階的需求日益迫切。隨著本土射頻廠商在高性能濾波器、雙工器/多工器上取得突破，突圍的曙光正愈加清晰。
作為深耕濾波器領(lǐng)域已逾十年的本土射頻廠商，日前，漢天下正式推出自主研發(fā)的B1+B3四工器HSQP1213，為射頻前端國(guó)產(chǎn)化打開新局面。這款產(chǎn)品由四顆BAW濾波器集成打造，不論收發(fā)通路之間的隔離度水平，還是B1與B3頻段之間的交叉隔離度均達(dá)到業(yè)界一線水準(zhǔn)。此外，其插損表現(xiàn)比肩國(guó)際一線水準(zhǔn)，高靈敏度性能*適配業(yè)界需求。
這款四工器HSQP1213的面世，不僅代表漢天下在研發(fā)與市場(chǎng)拓展上向前邁出了堅(jiān)實(shí)一步，也為國(guó)產(chǎn)射頻廠商向高端化、模組化進(jìn)階帶來(lái)了有力的支持。
隨著5G的快速普及，日常通信所需的頻段數(shù)量大幅增加，為了充分發(fā)揮頻段間的協(xié)同優(yōu)勢(shì)，載波聚合成為實(shí)現(xiàn)5G速率提升的關(guān)鍵方式。
在載波聚合方式被普遍采用后，射頻前端對(duì)多工器件的需求獲得大量釋放。在射頻前端中，每個(gè)多工器通常由多個(gè)不同頻率的濾波器構(gòu)成，需要配以更陡峭的通帶邊緣滾降，更深和更多的頻段間的相互抑制，這既給射頻廠商更廣闊的市場(chǎng)機(jī)會(huì)，也在產(chǎn)品研發(fā)上帶來(lái)了極大挑戰(zhàn)。
在智能手機(jī)終端中，B1+B3頻段是最常用的載波聚合組合之一，B1+B3四工器則是其核心的組網(wǎng)元器件。
從全球范圍來(lái)看，共有25家運(yùn)營(yíng)商正在大規(guī)模使用B1和B3頻段，包括中國(guó)大陸、澳大利亞、歐洲部分*，以及阿拉伯地區(qū)等，覆蓋了無(wú)比龐大的用戶規(guī)模。相較于n41、n77、n79這些常用頻段，B1和B3頻段的網(wǎng)絡(luò)覆蓋面更加廣闊，是不可多得的優(yōu)質(zhì)頻段。
為了保障*的通信能力，在一些中高端智能手機(jī)中，運(yùn)營(yíng)商在協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)中明確要求使用B1+B3四工器。就射頻前端方案配置而言，四工器既能在智能手機(jī)的中高端離散方案中直接使用，也能為本土射頻廠商未來(lái)的L-PAMiD模組開發(fā)打下堅(jiān)實(shí)地基。
由于BAW濾波器本身具有低插損、高抑制和低溫漂系數(shù)的特點(diǎn)，這款由四顆BAW濾波器集成打造的四工器HSQP1213產(chǎn)品性能表現(xiàn)十分*。經(jīng)*測(cè)試，其插入損耗均在2dB左右，如圖一所示。此外，不論是B1和B3的隔離度，還是兩者之間的交叉隔離度均能保持在60dB，如圖二所示，將發(fā)射通路對(duì)接收通路的影響降低到最低，信號(hào)收發(fā)靈敏度達(dá)到優(yōu)秀水準(zhǔn)。
圖一 四工器HSQP1213所有通帶內(nèi)插入損耗達(dá)到2.0dB左右
圖二 四工器HSQP1213的隔離度達(dá)到60dB
目前，在高端智能手機(jī)中，模組化方案已成為主流，四工器也成為其中的必備器件。長(zhǎng)期以來(lái)，由于高度的設(shè)計(jì)仿真復(fù)雜性，四工器一度被國(guó)際少數(shù)*射頻器件供應(yīng)商壟斷。如今，漢天下成功推出的這款高性能四工器HSQP1213整體性能已達(dá)到一線水準(zhǔn)，對(duì)射頻前端國(guó)產(chǎn)自主化有著舉足輕重的意義。
近年來(lái)，隨著射頻前端模組化程度的不斷提高，本土射頻廠商邁向高端市場(chǎng)的壓力越來(lái)越大。而在射頻前端模組化的突圍上，最關(guān)鍵的短板便是缺乏高性能、高品質(zhì)的濾波器資源。不論對(duì)分集接收模組，還是主集模組而言，濾波器都是高端模組中最核心、難度最大的器件。
相較于PA產(chǎn)品的研發(fā)，濾波器沒有成熟的代工產(chǎn)業(yè)鏈可供使用。因此，濾波器廠商不僅需要在設(shè)計(jì)上下功夫，還必須兼顧工藝和模型。對(duì)體聲波濾波器而言，需要設(shè)計(jì)、工藝和物理模型三者之間不斷迭代才能達(dá)到預(yù)期的性能指標(biāo)。
相較于SAW濾波器，BAW濾波器具有更高穩(wěn)定性、更高Q值、更低的插入損耗和耐高功率等特性，能夠在中高頻通訊市場(chǎng)發(fā)揮重要作用。從應(yīng)用層面來(lái)看，基于MEMS工藝的BAW濾波器具備更強(qiáng)大的性能優(yōu)勢(shì)，適合要求苛刻的4G應(yīng)用（包括載波聚合以及VoLTE等），甚至采用更高頻率的5G Sub-6GHz應(yīng)用。
就單顆濾波器而言，最關(guān)鍵的指標(biāo)有帶內(nèi)插損、帶外抑制等。在此基礎(chǔ)上，四工器還需要面對(duì)許多更為復(fù)雜的問題，最核心的便是干擾問題，既包括同一頻段發(fā)射與接收通路之間的隔離度，也包括不同頻段相互之間的交叉隔離度。
據(jù)漢天下CTO賴志國(guó)介紹，在濾波器的研發(fā)設(shè)計(jì)中，諧振器是最核心的基本單元結(jié)構(gòu)，其品質(zhì)因素直接決定了濾波器芯片的整體性能。另外，由于四工器集成了四個(gè)濾波器，在仿真和優(yōu)化上面臨的挑戰(zhàn)極大，電腦在內(nèi)存、CPU上的消耗大幅升高，其復(fù)雜程度往往達(dá)到單顆濾波器的十倍以上。在設(shè)計(jì)調(diào)整的過程中，通常需要應(yīng)對(duì)幾十個(gè)參數(shù)的同步優(yōu)化。
為了順利打造這顆四工器，漢天下在前期作了大量投入。一方面，漢天下在工藝平臺(tái)升級(jí)上作了很大投入，使得諧振器的性能得到大幅提升，在Q值和機(jī)電耦合系數(shù)等方面均得到明顯提升。另一方面，漢天下對(duì)仿真設(shè)計(jì)平臺(tái)作了迭代升級(jí)，以確保高效、高精度的仿真效果。此外，為了更好地適應(yīng)不同器件的耦合關(guān)系，漢天下在版圖上作了很多精心的設(shè)計(jì)和調(diào)整，以確保電路設(shè)計(jì)結(jié)果與版圖設(shè)計(jì)結(jié)果盡量接近。
力爭(zhēng)成為全系列射頻前端芯片供應(yīng)商
由于研發(fā)壁壘太高，介入BAW濾波器領(lǐng)域的本土廠商并不多，歷經(jīng)逾十年技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)的積淀后，漢天下已成為國(guó)內(nèi)率先*掌握BAW濾波器量產(chǎn)技術(shù)的企業(yè)之一。截至2021年末，漢天下已累計(jì)出貨芯片近2億顆，是目前國(guó)內(nèi)出貨量最大的射頻濾波器芯片廠商之一。
作為國(guó)內(nèi)為數(shù)不多的射頻IDM廠商之一，漢天下COO殷毅敏表示，漢天下的一大核心優(yōu)勢(shì)在于自有晶圓廠，使得其在研發(fā)、設(shè)計(jì)、工藝、模型上能夠?qū)崿F(xiàn)高度協(xié)同、相互推動(dòng)，給產(chǎn)品研發(fā)帶來(lái)了極大好處，包括更快的研發(fā)進(jìn)度、更及時(shí)的量產(chǎn)進(jìn)度以及更高效的產(chǎn)品迭代。
在高端手機(jī)智能方案中，射頻器件的共存是基本要求，四工器則是必備產(chǎn)品。漢天下產(chǎn)品應(yīng)用總監(jiān)李紅波表示，漢天下推出這款四工器HSQP1213完成的是從0到1的突破。目前，公司有源團(tuán)隊(duì)正在開發(fā)PA模塊，根據(jù)客戶面向中高端的實(shí)際需求，以及L-PAMiD在中國(guó)的市場(chǎng)需求，漢天下將針對(duì)性地開發(fā)更多適應(yīng)需求的產(chǎn)品。
就長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展而言，漢天下的目標(biāo)是成為一家國(guó)內(nèi)*競(jìng)爭(zhēng)力和頗具影響力的射頻芯片供應(yīng)商。公司近年來(lái)不斷加強(qiáng)有源芯片團(tuán)隊(duì)的建設(shè)，團(tuán)隊(duì)成員主要來(lái)自于**的射頻芯片公司，主持設(shè)計(jì)生產(chǎn)的多款PA產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用于iPhone、Galaxy等主流智能手機(jī)。自此，漢天下產(chǎn)品線得以完整覆蓋射頻前端無(wú)源（以濾波器為代表）和有源（以PA為代表）兩大核心模塊，產(chǎn)品系列從濾波器向更復(fù)雜的高端模組進(jìn)軍，力爭(zhēng)成為全系列射頻前端芯片供應(yīng)商。
從產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑上看，本土射頻芯片廠商基本都是從相對(duì)成熟的分立射頻芯片起步，抓住5G發(fā)展的窗口期，逐步實(shí)現(xiàn)中低端機(jī)型射頻前端的進(jìn)口替代，同時(shí)積累模組能力，逐步走向射頻前端全品類供應(yīng)。在射頻前端向高端化、模組化進(jìn)階的過程中，以漢天下為代表的國(guó)產(chǎn)射頻廠商勇于打破國(guó)外壟斷，解決射頻“卡脖子”難題，為射頻前端自主化注入了強(qiáng)勁動(dòng)能。
