5G|如何卡住5G功能的脖子?一文讀懂智能手機的射頻模塊( 二 )



圖里圈中的芯片全部屬于射頻模塊范疇
射頻模塊作為超復雜的芯片矩陣 , 少了其中的任何一顆芯片或元器件 , 都有可能導致網絡功能(如5G)受限 。
【5G|如何卡住5G功能的脖子?一文讀懂智能手機的射頻模塊】華為雖然在基帶芯片的研發和性能方面達到了業界一流水準 , 但在射頻模塊領域卻依舊依賴于其他供應商 。 由于眾所周知的原因 , 華為的部分供應鏈被“卡脖子” , 在5G相關射頻芯片的缺失下 , 華為手機在2021年重啟4G也就在情理之中了 。
射頻模塊的基本構成
射頻的英文名是Radio Frequency , 也就是我們經常念叨的“RF” , 在手機領域屬于具備遠距離傳輸高頻電磁波能力的功能模塊 。
一般來說 , 完整的射頻模塊包含射頻收發器、射頻前端和天線三個部分 。 其中射頻前端又包括功率放大器、包絡追蹤器、低噪聲放大器、濾波器、天線開關、天線調諧器等多個組件 。

射頻模塊的工作原理非常復雜 , 限于篇幅我們就不展開詳細的介紹了 。
簡單來說 , 從基帶芯片發送過來的信號頻率很低 , 射頻模塊的主要任務 , 就是對這個信號進行調制 , 將低頻調制到諸如GSM的900MHz頻段、4G LTE的1.9GHz頻段或5G的3.5GHz頻段等 。 此時 , 雖然信號頻率提高了 , 但依舊存在功率較小的問題 , 需要用功率放大器使其獲得足夠的射頻功率 , 然后才會送到天線 , 再經濾波器消除干擾雜波 , 最終通過天線振子發射出去 。
射頻模塊的其他組件也各司其職 , 比如射頻天線開關用于控制天線的啟用與關閉 , 而天線調諧器則可通過“擺弄”天線 , 獲得最佳的收發效果 。 同配置智能手機之間之所以存在4G/5G信號強弱有別的問題 , 就是射頻模塊(包括天線)的布局設計和相關芯片組件的實際性能 , 如果手機廠商在這方面壓縮成本 , 結果往往就是支持頻段少 , 穿墻能力差 , 容易出現丟包、延遲、斷網和卡頓等問題 。
高通的“交鑰匙”模式
在2G手機時代 , 聯發科用“交鑰匙”模式(聯發科提供完整的芯片和配套系統和軟件的整合 , OEM廠商只需微調手機外觀和系統界面再找個代工廠生產就能直接上市)橫掃千軍 , 并因此博得“山寨機之父”的美譽 。 在5G手機時代 , 高通的射頻系統也走在了“交鑰匙”的道路上 。
前文我們已經提到了 , 5G射頻模塊長期都被Broadcom、Skywork、Qorvo、AVAGO、muRata等廠商壟斷 , 手機廠商在購買高通驍龍、聯發科天璣等SoC和配套(或整合其中)的基帶以外 , 還需要購買很多來自第三方的射頻收發器以及射頻前端的無數顆芯片 , 再結合復雜的天線矩陣 , 才能實現完整的3G/4G/5G網絡功能 。
由A廠造基帶、B廠造射頻、C廠造天線 , 最后再由手機D廠完成最終的整合和對接 , 這種分散式的流程太過復雜 , 充滿不確定性 , 想讓來自不同廠商的芯片之間完美協同難度極高 。
高通憑借其在基帶芯片領域的技術和專利優勢 , 已經成為了全球最大的基帶芯片供應商 , 全球幾乎所有的Android手機廠商都有采用高通驍龍移動平臺和驍龍基帶芯片 。 與此同時 , 高通還為射頻前端提供端到端的解決方案 , 包括功率放大器、濾波器、射頻收發器和天線調諧器 , 這意味著從基帶到天線都可以使用高通的組件構建 。

和分散式的5G模塊相比 , 高通的集成式5G模塊還有利于縮減系統的最終尺寸 , 減少對手機空間的占用 。 此外 , 這些擁有“血緣關系”的芯片矩陣 , 可以實現更深層次的優化整合 , 帶來諸如寬帶包絡追蹤(ET)、AI輔助信號增強技術、多載波優化、去耦調諧、多SIM卡增強并發等技術和功能 。

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