射頻芯片：工藝成本功耗是永恒熱點(diǎn)
[導(dǎo)讀]支持手機(jī)功能的兩大核心芯片之一的射頻收發(fā)芯片一直被認(rèn)為是中國(guó)無(wú)線通信和3G產(chǎn)業(yè)的薄弱環(huán)節(jié)。去年下半年，國(guó)內(nèi)兩家領(lǐng)先的射頻芯片企業(yè)銳迪科微電子(上海)有限公司(以下簡(jiǎn)稱“銳迪科”)和鼎芯通訊(上海)有限公司(以下
支持手機(jī)功能的兩大核心芯片之一的射頻收發(fā)芯片一直被認(rèn)為是中國(guó)無(wú)線通信和3G產(chǎn)業(yè)的薄弱環(huán)節(jié)。去年下半年，國(guó)內(nèi)兩家領(lǐng)先的射頻芯片企業(yè)銳迪科微電子(上海)有限公司(以下簡(jiǎn)稱“銳迪科”)和鼎芯通訊(上海)有限公司(以下簡(jiǎn)稱“鼎芯”)都宣布推出采用CMOS工藝的TD-SCDMA射頻(RF">RF)芯片，一舉彌補(bǔ)了中國(guó)TD-SCDMA產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的短板。隨后，銳迪科宣布“推出全球首顆支持HSDPA的TD-SCDMA/GSM雙模射頻芯片”。CMOS工藝正逐漸取代硅鍺BiCMOS工藝和硅BiCMOS工藝成為射頻芯片的主流工藝，與此同時(shí)，射頻芯片集成更多的功能也成為熱門(mén)話題。面對(duì)國(guó)外企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)，本土企業(yè)在保持清醒頭腦的同時(shí)，對(duì)于競(jìng)爭(zhēng)也是無(wú)所畏懼。
3G時(shí)代帶來(lái)更多挑戰(zhàn)
在2G和2.5G平臺(tái)上，所有的射頻指標(biāo)都是國(guó)外公司定義和實(shí)現(xiàn)的，經(jīng)過(guò)20年的發(fā)展，已經(jīng)很成熟和穩(wěn)定。因此作為3G，首先就要在起點(diǎn)上不低于之前的系統(tǒng)。例如，工藝、功耗和成本等，另外還要考慮雙模的設(shè)計(jì)，而這些問(wèn)題都是極具挑戰(zhàn)性的技術(shù)問(wèn)題和生產(chǎn)問(wèn)題。
鼎芯公司技術(shù)負(fù)責(zé)人在接受《中國(guó)電子報(bào)》記者采訪時(shí)表示，在射頻芯片的發(fā)展過(guò)程中，從早期的分立元件到分立的芯片模塊，再到高度集成的射頻單芯片，乃至全系統(tǒng)單芯片都是非常具有跨越意義的。
1996年，愛(ài)立信、西門(mén)子和諾基亞等公司在芯片供應(yīng)上超過(guò)摩托羅拉，最后實(shí)現(xiàn)了市場(chǎng)的高度占有。此外，隨著零中頻架構(gòu)的廣泛采用，降低了射頻的整體功耗和整合周期。
在2000年之后，3G等寬帶系統(tǒng)提出了高要求：包括高線性、良好的靈敏度、迅速的鎖定和穩(wěn)態(tài)時(shí)間等，都將系統(tǒng)的整體性能轉(zhuǎn)嫁到射頻電路上，提出了更苛刻的要求。另外，因?yàn)?G系統(tǒng)都是基于CDMA的擴(kuò)頻系統(tǒng)，擴(kuò)頻接擴(kuò)的處理直接將通道上的各種噪聲和干擾投射到系統(tǒng)的傳輸指標(biāo)上，又反過(guò)來(lái)對(duì)系統(tǒng)的整體容量產(chǎn)生影響，產(chǎn)生“地板效應(yīng)”，因此射頻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)好壞，會(huì)直接影響到整體的系統(tǒng)性能可靠性和信道質(zhì)量。
CMOS工藝成主流
根據(jù)市場(chǎng)調(diào)查機(jī)構(gòu)iSuppli的報(bào)告，手機(jī)用射頻收發(fā)芯片采用CMOS工藝的比重逐年提高，估計(jì)將從2001年的2%和2005年的20%逐漸增加到2009年的40%。目前，硅鍺BiCMOS工藝占據(jù)70%左右的市場(chǎng)份額，硅BiCMOS工藝則基本退出市場(chǎng)。
CMOS工藝射頻芯片首先進(jìn)入低端GSM手機(jī)，繼而向高端GSM手機(jī)發(fā)展。包括英飛凌、高通等廠商已陸續(xù)推出RF">RFCMOS產(chǎn)品。未來(lái)隨著3G時(shí)代的來(lái)臨，射頻CMOS工藝將越來(lái)越重要。
銳迪科市場(chǎng)總監(jiān)樊大磊在接受《中國(guó)電子報(bào)》記者采訪時(shí)表達(dá)了對(duì)CMOS工藝的堅(jiān)定支持，他說(shuō)：“CMOS工藝將成為適合于射頻IC的主流工藝。隨著無(wú)線通信產(chǎn)品向著消費(fèi)電子領(lǐng)域轉(zhuǎn)化，對(duì)產(chǎn)品成本的要求也越來(lái)越高，高性價(jià)比的射頻IC將無(wú)可爭(zhēng)辯地占據(jù)市場(chǎng)。CMOS將以其成本方面的優(yōu)勢(shì)替代硅鍺BiCMOS工藝和硅BiCMOS工藝成為射頻芯片的主流工藝。當(dāng)然，CMOS工藝除了成本優(yōu)勢(shì)以外，另一個(gè)逐步顯現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)是其易于實(shí)現(xiàn)在數(shù)字域?qū)ι漕l信號(hào)進(jìn)行處理，這對(duì)于提升芯片性能及開(kāi)發(fā)多模芯片具有重要的意義。隨著TD-SCDMA終端朝著多媒體平臺(tái)和PDA方向發(fā)展，對(duì)于終端射頻部分成本和功耗的要求將會(huì)進(jìn)一步提高，銳迪科著手準(zhǔn)備使用更為先進(jìn)的CMOS工藝加以應(yīng)對(duì)?！?
射頻芯片將融合更多功能
基帶芯片和射頻芯片的集成一直是手機(jī)業(yè)界孜孜不倦的話題。不過(guò)，基帶芯片和射頻芯片的整合并不是目前真正具有需求的話題，在業(yè)內(nèi)SiliconLaboratories做到了單芯片的設(shè)計(jì)，但是并沒(méi)有在市場(chǎng)上大受歡迎，而是被收購(gòu)。很多國(guó)外的RF專業(yè)廠家在手機(jī)平臺(tái)上依然有不小的份額，“因此雖然射頻芯片和基帶芯片的完全整合與集成這個(gè)話題會(huì)持續(xù)存在下去，但是在未來(lái)3年內(nèi)，沒(méi)有真正的動(dòng)力去進(jìn)行這方面的投入?！倍π竟炯夹g(shù)負(fù)責(zé)人表示。
不過(guò)，從未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，TD-SCDMA射頻芯片實(shí)現(xiàn)與基帶芯片的更多融合是必然趨勢(shì)。樊大磊認(rèn)為，對(duì)于架構(gòu)而言，與射頻相關(guān)的某些增值應(yīng)用將會(huì)成為射頻收發(fā)芯片融合的具有最大可能的部分。這種架構(gòu)上的轉(zhuǎn)變將會(huì)使傳統(tǒng)的射頻收發(fā)部分慢慢地朝向面向多種應(yīng)用的射頻多業(yè)務(wù)平臺(tái)轉(zhuǎn)變，變成一種收發(fā)器+調(diào)諧器的集成，這些業(yè)務(wù)包括GPS、數(shù)字廣播等等。
鼎芯TD-SCDMA項(xiàng)目總監(jiān)王立寧博士在接受《中國(guó)電子報(bào)》記者采訪表示：“在架構(gòu)上，后續(xù)的演進(jìn)將集中在符合TDD要求的射頻指標(biāo)優(yōu)化上，包括切換、睡眠、T3R4等內(nèi)在的設(shè)計(jì)問(wèn)題，還包括外部的接口簡(jiǎn)化和后續(xù)的HSDPA、HSUPA與LTE的推進(jìn)?！?
本地廠商有優(yōu)勢(shì)
射頻芯片的設(shè)計(jì)本身有非常專業(yè)的要求，最終要通過(guò)嚴(yán)格的性能測(cè)試。芯片做出來(lái)和大規(guī)模量產(chǎn)是差距非常大的兩個(gè)概念，從戰(zhàn)略眼光看，射頻芯片研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的持續(xù)投入是必然，而且充當(dāng)通信系統(tǒng)的第一個(gè)重要環(huán)節(jié)，因此，國(guó)外廠商對(duì)TD-SCDMA射頻領(lǐng)域的介入可能是不可避免的事情。
由于TD-SCDMA手機(jī)射頻芯片市場(chǎng)規(guī)模尚顯模糊，國(guó)外巨頭并沒(méi)有大舉進(jìn)入這一市場(chǎng)。樊大磊分析說(shuō)，以2008年TD-SCDMA手機(jī)市場(chǎng)規(guī)模在1000萬(wàn)部左右來(lái)計(jì)算，一部手機(jī)需要一個(gè)射頻芯片，射頻芯片價(jià)格與市場(chǎng)規(guī)模相關(guān)，根據(jù)以往小靈通市場(chǎng)的經(jīng)驗(yàn)，預(yù)計(jì)達(dá)到1000萬(wàn)部的市場(chǎng)規(guī)模時(shí)，TD-SCDMA手機(jī)射頻芯片的價(jià)格大概在3美元，這樣算來(lái)，2008年市場(chǎng)總值也就是3000萬(wàn)美元左右。這顯然很難勾起國(guó)際巨頭的興趣。
但是，鼎芯負(fù)責(zé)人也擔(dān)心到，國(guó)內(nèi)手機(jī)射頻市場(chǎng)的市場(chǎng)格局會(huì)出現(xiàn)“圍剿”的效應(yīng)，國(guó)外廠家在強(qiáng)大的資金和技術(shù)上，可以保證砸錢(qián)去做一種當(dāng)前并不賺錢(qián)的產(chǎn)品，而國(guó)內(nèi)的射頻企業(yè)，還多停留在IP的整合、模塊功能的測(cè)試等環(huán)節(jié)，只有得到市場(chǎng)良性的反饋，銷售出去上千萬(wàn)顆芯片，自己能在市場(chǎng)站住腳，才有資格去影響這個(gè)市場(chǎng)。
“目前我們還在努力中，希望我們國(guó)內(nèi)的同行也和我們一起努力，早日占據(jù)國(guó)產(chǎn)射頻芯片的應(yīng)有空間?！边@位負(fù)責(zé)人總結(jié)道。
值得高興的是，國(guó)內(nèi)射頻企業(yè)的發(fā)展受到更多資金的青睞。例如，銳迪科近日獲得華平創(chuàng)投1000萬(wàn)美元的追加投資。通過(guò)與基帶芯片廠商的進(jìn)一步合作，國(guó)內(nèi)射頻芯片企業(yè)有望在未來(lái)的競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)先機(jī)。
3G時(shí)代帶來(lái)更多挑戰(zhàn)
在2G和2.5G平臺(tái)上，所有的射頻指標(biāo)都是國(guó)外公司定義和實(shí)現(xiàn)的，經(jīng)過(guò)20年的發(fā)展，已經(jīng)很成熟和穩(wěn)定。因此作為3G，首先就要在起點(diǎn)上不低于之前的系統(tǒng)。例如，工藝、功耗和成本等，另外還要考慮雙模的設(shè)計(jì)，而這些問(wèn)題都是極具挑戰(zhàn)性的技術(shù)問(wèn)題和生產(chǎn)問(wèn)題。
鼎芯公司技術(shù)負(fù)責(zé)人在接受《中國(guó)電子報(bào)》記者采訪時(shí)表示，在射頻芯片的發(fā)展過(guò)程中，從早期的分立元件到分立的芯片模塊，再到高度集成的射頻單芯片，乃至全系統(tǒng)單芯片都是非常具有跨越意義的。
1996年，愛(ài)立信、西門(mén)子和諾基亞等公司在芯片供應(yīng)上超過(guò)摩托羅拉，最后實(shí)現(xiàn)了市場(chǎng)的高度占有。此外，隨著零中頻架構(gòu)的廣泛采用，降低了射頻的整體功耗和整合周期。
在2000年之后，3G等寬帶系統(tǒng)提出了高要求：包括高線性、良好的靈敏度、迅速的鎖定和穩(wěn)態(tài)時(shí)間等，都將系統(tǒng)的整體性能轉(zhuǎn)嫁到射頻電路上，提出了更苛刻的要求。另外，因?yàn)?G系統(tǒng)都是基于CDMA的擴(kuò)頻系統(tǒng)，擴(kuò)頻接擴(kuò)的處理直接將通道上的各種噪聲和干擾投射到系統(tǒng)的傳輸指標(biāo)上，又反過(guò)來(lái)對(duì)系統(tǒng)的整體容量產(chǎn)生影響，產(chǎn)生“地板效應(yīng)”，因此射頻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)好壞，會(huì)直接影響到整體的系統(tǒng)性能可靠性和信道質(zhì)量。
CMOS工藝成主流
根據(jù)市場(chǎng)調(diào)查機(jī)構(gòu)iSuppli的報(bào)告，手機(jī)用射頻收發(fā)芯片采用CMOS工藝的比重逐年提高，估計(jì)將從2001年的2%和2005年的20%逐漸增加到2009年的40%。目前，硅鍺BiCMOS工藝占據(jù)70%左右的市場(chǎng)份額，硅BiCMOS工藝則基本退出市場(chǎng)。
CMOS工藝射頻芯片首先進(jìn)入低端GSM手機(jī)，繼而向高端GSM手機(jī)發(fā)展。包括英飛凌、高通等廠商已陸續(xù)推出RF">RFCMOS產(chǎn)品。未來(lái)隨著3G時(shí)代的來(lái)臨，射頻CMOS工藝將越來(lái)越重要。
銳迪科市場(chǎng)總監(jiān)樊大磊在接受《中國(guó)電子報(bào)》記者采訪時(shí)表達(dá)了對(duì)CMOS工藝的堅(jiān)定支持，他說(shuō)：“CMOS工藝將成為適合于射頻IC的主流工藝。隨著無(wú)線通信產(chǎn)品向著消費(fèi)電子領(lǐng)域轉(zhuǎn)化，對(duì)產(chǎn)品成本的要求也越來(lái)越高，高性價(jià)比的射頻IC將無(wú)可爭(zhēng)辯地占據(jù)市場(chǎng)。CMOS將以其成本方面的優(yōu)勢(shì)替代硅鍺BiCMOS工藝和硅BiCMOS工藝成為射頻芯片的主流工藝。當(dāng)然，CMOS工藝除了成本優(yōu)勢(shì)以外，另一個(gè)逐步顯現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)是其易于實(shí)現(xiàn)在數(shù)字域?qū)ι漕l信號(hào)進(jìn)行處理，這對(duì)于提升芯片性能及開(kāi)發(fā)多模芯片具有重要的意義。隨著TD-SCDMA終端朝著多媒體平臺(tái)和PDA方向發(fā)展，對(duì)于終端射頻部分成本和功耗的要求將會(huì)進(jìn)一步提高，銳迪科著手準(zhǔn)備使用更為先進(jìn)的CMOS工藝加以應(yīng)對(duì)?！?
射頻芯片將融合更多功能
基帶芯片和射頻芯片的集成一直是手機(jī)業(yè)界孜孜不倦的話題。不過(guò)，基帶芯片和射頻芯片的整合并不是目前真正具有需求的話題，在業(yè)內(nèi)SiliconLaboratories做到了單芯片的設(shè)計(jì)，但是并沒(méi)有在市場(chǎng)上大受歡迎，而是被收購(gòu)。很多國(guó)外的RF專業(yè)廠家在手機(jī)平臺(tái)上依然有不小的份額，“因此雖然射頻芯片和基帶芯片的完全整合與集成這個(gè)話題會(huì)持續(xù)存在下去，但是在未來(lái)3年內(nèi)，沒(méi)有真正的動(dòng)力去進(jìn)行這方面的投入?！倍π竟炯夹g(shù)負(fù)責(zé)人表示。
不過(guò)，從未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，TD-SCDMA射頻芯片實(shí)現(xiàn)與基帶芯片的更多融合是必然趨勢(shì)。樊大磊認(rèn)為，對(duì)于架構(gòu)而言，與射頻相關(guān)的某些增值應(yīng)用將會(huì)成為射頻收發(fā)芯片融合的具有最大可能的部分。這種架構(gòu)上的轉(zhuǎn)變將會(huì)使傳統(tǒng)的射頻收發(fā)部分慢慢地朝向面向多種應(yīng)用的射頻多業(yè)務(wù)平臺(tái)轉(zhuǎn)變，變成一種收發(fā)器+調(diào)諧器的集成，這些業(yè)務(wù)包括GPS、數(shù)字廣播等等。
鼎芯TD-SCDMA項(xiàng)目總監(jiān)王立寧博士在接受《中國(guó)電子報(bào)》記者采訪表示：“在架構(gòu)上，后續(xù)的演進(jìn)將集中在符合TDD要求的射頻指標(biāo)優(yōu)化上，包括切換、睡眠、T3R4等內(nèi)在的設(shè)計(jì)問(wèn)題，還包括外部的接口簡(jiǎn)化和后續(xù)的HSDPA、HSUPA與LTE的推進(jìn)?！?
本地廠商有優(yōu)勢(shì)
射頻芯片的設(shè)計(jì)本身有非常專業(yè)的要求，最終要通過(guò)嚴(yán)格的性能測(cè)試。芯片做出來(lái)和大規(guī)模量產(chǎn)是差距非常大的兩個(gè)概念，從戰(zhàn)略眼光看，射頻芯片研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的持續(xù)投入是必然，而且充當(dāng)通信系統(tǒng)的第一個(gè)重要環(huán)節(jié)，因此，國(guó)外廠商對(duì)TD-SCDMA射頻領(lǐng)域的介入可能是不可避免的事情。
由于TD-SCDMA手機(jī)射頻芯片市場(chǎng)規(guī)模尚顯模糊，國(guó)外巨頭并沒(méi)有大舉進(jìn)入這一市場(chǎng)。樊大磊分析說(shuō)，以2008年TD-SCDMA手機(jī)市場(chǎng)規(guī)模在1000萬(wàn)部左右來(lái)計(jì)算，一部手機(jī)需要一個(gè)射頻芯片，射頻芯片價(jià)格與市場(chǎng)規(guī)模相關(guān)，根據(jù)以往小靈通市場(chǎng)的經(jīng)驗(yàn)，預(yù)計(jì)達(dá)到1000萬(wàn)部的市場(chǎng)規(guī)模時(shí)，TD-SCDMA手機(jī)射頻芯片的價(jià)格大概在3美元，這樣算來(lái)，2008年市場(chǎng)總值也就是3000萬(wàn)美元左右。這顯然很難勾起國(guó)際巨頭的興趣。
但是，鼎芯負(fù)責(zé)人也擔(dān)心到，國(guó)內(nèi)手機(jī)射頻市場(chǎng)的市場(chǎng)格局會(huì)出現(xiàn)“圍剿”的效應(yīng)，國(guó)外廠家在強(qiáng)大的資金和技術(shù)上，可以保證砸錢(qián)去做一種當(dāng)前并不賺錢(qián)的產(chǎn)品，而國(guó)內(nèi)的射頻企業(yè)，還多停留在IP的整合、模塊功能的測(cè)試等環(huán)節(jié)，只有得到市場(chǎng)良性的反饋，銷售出去上千萬(wàn)顆芯片，自己能在市場(chǎng)站住腳，才有資格去影響這個(gè)市場(chǎng)。
“目前我們還在努力中，希望我們國(guó)內(nèi)的同行也和我們一起努力，早日占據(jù)國(guó)產(chǎn)射頻芯片的應(yīng)有空間?！边@位負(fù)責(zé)人總結(jié)道。
值得高興的是，國(guó)內(nèi)射頻企業(yè)的發(fā)展受到更多資金的青睞。例如，銳迪科近日獲得華平創(chuàng)投1000萬(wàn)美元的追加投資。通過(guò)與基帶芯片廠商的進(jìn)一步合作，國(guó)內(nèi)射頻芯片企業(yè)有望在未來(lái)的競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)先機(jī)。
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