每隔十年左右的時間，通信技術就會升級迭代一次，需要支持更多的頻段和更復雜的信號處理。在新技術的帶動下，各類終端設備對于性能的要求不斷提高，不僅帶來了芯片行業的大(da)(da)爆發，也讓(rang)射頻前端(duan)從“默默無聞”開(kai)始逐漸走進大(da)(da)家(jia)的視野當中。
在手(shou)機(ji)電(dian)量低的時候，大家通常都(dou)會關(guan)閉(bi)網絡、Wi-Fi、藍牙等功能(neng)來減少電(dian)量消耗，原因就在于手(shou)機(ji)要想(xiang)發送攜帶信息的無線電(dian)磁波，必須將其(qi)調(diao)制到高頻才可以，而為了與基站之間保持(chi)穩定(ding)的通信，還要求(qiu)手(shou)機(ji)發射的射頻必須達到一定(ding)的強(qiang)度，這些都(dou)要消耗較(jiao)多電(dian)量才能(neng)完成。
對于(yu)智能(neng)手機來講(jiang)，屏(ping)幕本身已經(jing)是一個耗電大戶，如果再因為(wei)(wei)射頻(pin)端(duan)消耗過多電量，用戶在(zai)手機續(xu)航方面的(de)(de)體驗就(jiu)會變得很差。而早在(zai)“翻蓋(gai)功能(neng)機”時代(dai)就(jiu)已經(jing)是必要配件的(de)(de)射頻(pin)前(qian)端(duan)，作(zuo)為(wei)(wei)無線通信設備的(de)(de)核心部件，其設計(ji)對于(yu)高(gao)性能(neng)5G終端(duan)的(de)(de)續(xu)航能(neng)力至關(guan)重要。
不過，在過去多年的時間里，雖然智能手機在性能上的持續提升已經有目共睹，但大家的注意力更多還是放在了芯片上，很多對于功耗的優化都是針對芯片設計的。但其實，不僅智能手機內部模塊和器件的復雜度在上升，更多應用5G和AI等技術的物聯網設備也在功(gong)耗上面臨著很大挑戰，在射頻(pin)前端優化上投入精力(li)的多少，也將成為影響物聯(lian)網產(chan)業(ye)的關鍵一環。
手機里小小的模塊卻“內藏乾坤”
現在智能手機內的無線通信模塊，通常包括天線、射頻前端模塊（RFFE）、射頻收發器和基帶信號處理器四個部分。其中，射頻前端是核心部件，是將無線電磁波信號和二進制數字信號進行互相轉化的基礎，能夠影響并管理無線發送和接收的全部信號。
在早期的2G時代，手機需要支持的頻段只有4個，到4G時代也只有不到20個頻段組合，射頻前端的復雜度并不算高。但在如今的5G時代，已經有超過10000個頻段組合，僅支持Sub6GHz的(de)(de)機型就(jiu)需(xu)要(yao)增加(jia)(jia)n41、n78、n79、n77等(deng)多(duo)個(ge)頻(pin)(pin)段(duan)(duan)，而每多(duo)增加(jia)(jia)一個(ge)頻(pin)(pin)段(duan)(duan)，手機里的(de)(de)射(she)頻(pin)(pin)端(duan)就(jiu)需(xu)要(yao)對應增加(jia)(jia)支持該頻(pin)(pin)段(duan)(duan)的(de)(de)射(she)頻(pin)(pin)前(qian)端(duan)器件，如果同(tong)時(shi)支持Sub6GHz和毫米波，則(ze)還(huan)需(xu)增加(jia)(jia)n257、n258、n261、n260 等(deng)多(duo)個(ge)毫米波頻(pin)(pin)段(duan)(duan)，射(she)頻(pin)(pin)端(duan)器件的(de)(de)數(shu)量會進一步增加(jia)(jia)。
不僅如此，在各類無線通信設備的頻段組合指數級增加的同時，帶寬、MIMO、載波聚合等其他方面也對(dui)射頻(pin)前(qian)端(duan)器(qi)(qi)件(jian)提(ti)出了全新的(de)要(yao)求(qiu)。而(er)智能手機雖然尺(chi)寸(cun)有所(suo)變大，卻更加(jia)追求(qiu)輕薄，在手機內部留給射頻(pin)前(qian)端(duan)器(qi)(qi)件(jian)的(de)空(kong)間并沒(mei)有因尺(chi)寸(cun)的(de)增加(jia)而(er)變大。相反，這種“既(ji)要(yao)、又要(yao)”的(de)情(qing)況使(shi)得射頻(pin)前(qian)端(duan)器(qi)(qi)件(jian)的(de)設計難度(du)、數量(liang)快速增加(jia)，對(dui)射頻(pin)前(qian)端(duan)的(de)集成(cheng)化水平提(ti)出了更高的(de)要(yao)求(qiu)。
以射(she)頻(pin)功率(lv)放大器（PA）為(wei)例，此(ci)前的(de)(de)4G手機搭載的(de)(de)射(she)頻(pin)PA芯片只有5-7顆(ke)(ke)，5G手機卻高達(da)16顆(ke)(ke)，而且(qie)單顆(ke)(ke)芯片的(de)(de)價值(zhi)和復雜性也都比此(ci)前更高，市場(chang)對于射(she)頻(pin)器件的(de)(de)需(xu)求量也大大增加。
在此背景之下，僅國內做射頻芯片的企業就多達上百家，早已成為一片“紅海”。不過，國內相關企業雖然(ran)數量眾(zhong)多，但技術上還(huan)存在一定差距(ju)，很多還(huan)停留在某些射頻(pin)器(qi)件的(de)研發設計上。但從全球(qiu)來看，射頻(pin)領域的(de)核心地位目(mu)前被(bei)Murata、Skyworks、Qorvo和高通等(deng)公司牢牢占據，它(ta)們早已從分立器(qi)件走向了模組的(de)研發階段。
以高(gao)通(tong)公司為例，作為無線通(tong)信(xin)領(ling)(ling)域多年(nian)來的(de)領(ling)(ling)軍者，高(gao)通(tong)在四大(da)重點關(guan)注的(de)業務領(ling)(ling)域中就包(bao)括射頻前(qian)端（其余(yu)為驍(xiao)龍手機平(ping)臺(tai)、汽車以及物聯網），而且已經發布了射頻相關(guan)的(de)整體(ti)解決方(fang)案(an)。
在(zai)過去幾年里，高通先后推出了驍龍(long)X50、X55、X60和X65這(zhe)四(si)代5G調(diao)制解(jie)調(diao)器及(ji)射(she)頻解(jie)決(jue)方案。最新的X70調(diao)制解(jie)調(diao)器及(ji)射(she)頻系統還帶來了全新的功(gong)能，如5G AI套件(jian)、超低時延套件(jian)和四(si)載波聚合(he)等，可實(shi)現無(wu)與倫(lun)比(bi)的 5G 傳輸速度、網絡覆蓋(gai)、信(xin)號質量(liang)和低時延。
同時，憑借領先的射頻前端性能和跨全品類的業務擴展，高通公司在2021年實現了射頻前端單元累計出貨量80億個，其中單個組件的出貨量均超過3億。同年，高通技術公司還在智能手機射頻前端領域收入排名第一，比原計劃提前一年完成目標。
雖然大眾對于射頻的關注度遠低于芯片，但隨著2019年以來5G的正式商用，射頻重要性的提升不言而喻，全球的射頻市場整體也呈現出高速增長的態勢。據Gartner預測，到2026年時，射頻前端的市場規模有望達到210億美元。
不過，在智能手機逐漸從增量市場變成存量市場的前提下，僅依靠智能手機里射頻器件定價的提升，無法完全支撐起百億美金的市場空間。在這種(zhong)情況(kuang)下，射頻領域的相(xiang)關公司也都(dou)在嘗(chang)試將(jiang)5G與高性(xing)能、低功(gong)耗計算以(yi)及終(zhong)端側AI相(xiang)融合，試圖(tu)找到在萬物互聯時代(dai)的全新(xin)機遇。
萬物互聯時代的射頻前端至關重要
最近幾年(nian)，多(duo)(duo)數(shu)人(ren)的(de)(de)(de)生(sheng)活方式都產(chan)生(sheng)了(le)或多(duo)(duo)或少的(de)(de)(de)變化：居家(jia)辦公、直播(bo)跟練和上(shang)網課的(de)(de)(de)時(shi)間變多(duo)(duo)了(le)，出門在外的(de)(de)(de)時(shi)間和次數(shu)減少了(le)，為家(jia)里添置的(de)(de)(de)可聯(lian)網設備也越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)(duo)。相(xiang)比(bi)于人(ren)手一部(bu)的(de)(de)(de)智能手機，每(mei)個(ge)人(ren)使用(yong)的(de)(de)(de)智能設備的(de)(de)(de)數(shu)量有(you)著數(shu)量級的(de)(de)(de)提升，“物(wu)超人(ren)”的(de)(de)(de)時(shi)代即將到來(lai)：
2019年時(shi)，全球(qiu)物聯(lian)(lian)(lian)網(wang)設備(bei)連(lian)(lian)接(jie)數(shu)(shu)量(liang)已經(jing)達到110億(yi)(yi)，其中消(xiao)費(fei)物聯(lian)(lian)(lian)網(wang)終(zhong)端數(shu)(shu)量(liang)達60億(yi)(yi)，工業(ye)(ye)物聯(lian)(lian)(lian)網(wang)終(zhong)端數(shu)(shu)量(liang)達到50億(yi)(yi)。而根據GSMA的預測，到2025年時(shi)，全球(qiu)物聯(lian)(lian)(lian)網(wang)終(zhong)端連(lian)(lian)接(jie)數(shu)(shu)量(liang)將(jiang)達到250億(yi)(yi)，其中消(xiao)費(fei)物聯(lian)(lian)(lian)網(wang)終(zhong)端連(lian)(lian)接(jie)數(shu)(shu)量(liang)達到110億(yi)(yi)，工業(ye)(ye)物聯(lian)(lian)(lian)網(wang)終(zhong)端連(lian)(lian)接(jie)數(shu)(shu)將(jiang)達到140億(yi)(yi)。
如果以史為鑒，這種變化的背后往往也代表了產業的變遷。在當年智能手機的出貨量首次超過PC時，隨后就迎來了十年移動互聯網產業的飛速發展。由此可以大膽推測，“物超人”的出現，也必將迎來物聯網產業生態的全面爆發。
在物聯網時代，這些百億級別的連接數也對無線通信的速率、時延、穩定性等提出了更高的要求，各種新標準也在不斷推出。若是細分來看的話，對于工業物聯網來說，隨著2G、3G的逐漸退網，大量連接需求轉向了以NB-IoT為代表的LPWAN，5G的出現更是全面帶動了高速移動物聯網的發展。而對于消費物聯網，更多還是需要利用Wi-Fi來實現通信，Wi-Fi 6E 和 Wi-Fi 7新標準也要支持利用更高的頻率(6GHz 至7.2GHz)來支持高吞吐量和低延遲的無線網絡，用來支持超高清視頻直播、虛擬現實游戲等新應用。
通常，Wi-Fi前端模塊是集成的射頻組件，包括功率放大器(PA) ，低噪聲放大器(LNA) ，濾波器和開關等，有助于在 Wi-Fi SoC 和天線之間放大和路由信號。但隨著Wi-Fi傳輸速率的不斷提升，Wi-Fi 7等標準想要在接近于5G蜂窩頻段的頻率上實現新功能，甚至需要5G與Wi-Fi共存，同時使用5G蜂窩網絡、 Wi-Fi 5GHz和6GHz頻段，這些都對射頻前端的設計形成了不小的挑戰。
而想要解決(jue)這些高性能(neng)的(de)(de)需求，應對諸如更高頻(pin)率、更大帶寬(kuan)以(yi)及射(she)頻(pin)與5G 、Wi-Fi同時使用(yong)或并發等復雜(za)的(de)(de)技術挑戰(zhan)，先進的(de)(de)射(she)頻(pin)連接解決(jue)方案(an)必不可少。
上個月27日，高通公司宣布推出全新射頻前端模組，融合了Wi-Fi基帶芯片和天線之間所需的關鍵組件，可以放大并適配信號，是專門面向藍牙、Wi-Fi 6E和下一代標準Wi-Fi 7設計，與高通ultraBAW濾波器配合以支持5G/Wi-Fi并發，增強使用蜂窩(wo)網絡終端的無線(xian)連(lian)接(jie)性能(neng)，旨(zhi)在打造(zao)最佳(jia)的Wi-Fi和藍牙體驗。
有了這一(yi)全新的(de)模(mo)組(zu)，廠商就可以用它和高通發布的(de)全球首個高速(su)Wi-Fi 7商用解決方案FastConnect 7800的(de)無線連接系統(tong)、驍龍5G基帶(dai)及(ji)射頻系統(tong)相(xiang)結合，也(ye)可以搭配(pei)第三方Wi-Fi和藍牙芯片組(zu)，以此來快速(su)、低成本地開(kai)發Wi-Fi設備，滿足(zu)用戶日益增長的(de)需求。
按照高通公布的“統一的技術路線圖”來看，在邊緣側AI、影像、圖形處(chu)(chu)理(li)(li)、計算處(chu)(chu)理(li)(li)和連(lian)接技術等(deng)領域，高(gao)通(tong)均處(chu)(chu)于(yu)業界(jie)領先地(di)位，其推出的這款全新射頻前端模組，還將被用于(yu)多個領域，如汽車、XR、PC、可穿戴設備和物聯(lian)網(wang)等(deng)，覆蓋從(cong)低復雜度(du)到(dao)高(gao)復雜度(du)的幾乎所有終端類型。
對于(yu)汽(qi)車來說，近年(nian)來廣泛宣(xuan)傳(chuan)的(de)(de)“智慧(hui)座艙(cang)”概念就賦(fu)予了車內空間(jian)更多的(de)(de)功能，可以成為娛(yu)樂甚至辦公的(de)(de)智慧(hui)空間(jian)。目前，高(gao)通(tong)在(zai)汽(qi)車領域(yu)的(de)(de)布局也已經(jing)超(chao)過10年(nian)，在(zai)車聯網和(he)汽(qi)車無(wu)線連接領域(yu)已經(jing)排名第一，有(you)超(chao)過25家的(de)(de)汽(qi)車廠商采用(yong)(yong)驍(xiao)龍(long)汽(qi)車數字(zi)座艙(cang)平臺。此前，對于(yu)汽(qi)車本身(shen)的(de)(de)無(wu)線通(tong)信和(he)乘客在(zai)座艙(cang)內的(de)(de)影音娛(yu)樂需求，高(gao)通(tong)專門推出了QXM1910 AQ，可滿足汽(qi)車制造商對于(yu)車規級(ji)Wi-Fi模組的(de)(de)要(yao)求。未來，在(zai)使用(yong)(yong)全(quan)新的(de)(de)射頻(pin)前端模組后，將(jiang)使高(gao)通(tong)在(zai)汽(qi)車領域(yu)的(de)(de)競(jing)爭(zheng)力進一步提升。
提前布局，未來可期
除了(le)大多數(shu)已(yi)使用(yong)(yong)高通(tong)(tong)模(mo)組的汽(qi)車(che)(che)廠商外，正在開發中的采用(yong)(yong)高通(tong)(tong)連接芯片的5G汽(qi)車(che)(che)、CPE和PC等，也都使用(yong)(yong)了(le)其射(she)頻(pin)前端(duan)技(ji)術或組件。此外，高通(tong)(tong)的射(she)頻(pin)前端(duan)技(ji)術也正加速應(ying)用(yong)(yong)于消(xiao)費物聯網(wang)和工業物聯網(wang)終端(duan)，這(zhe)些都將(jiang)推動(dong)其射(she)頻(pin)前端(duan)業務(wu)的持(chi)續(xu)增長。
在移動互聯網的(de)(de)浪(lang)潮中，高(gao)(gao)通(tong)公司在手(shou)機(ji)(ji)平臺方面(mian)的(de)(de)業務已(yi)取得十分優秀的(de)(de)成績，已(yi)發布或出貨的(de)(de)絕大部分安(an)卓手(shou)機(ji)(ji)搭載的(de)(de)都是(shi)驍龍系(xi)列(lie)芯片(pian)，為消費者帶來了(le)極佳的(de)(de)使用體驗。近(jin)年來，高(gao)(gao)通(tong)則(ze)完全是(shi)“站在自己的(de)(de)肩膀上”進行了(le)多元化的(de)(de)戰略布局，將(jiang)自身的(de)(de)技術優勢帶到(dao)未來更具(ju)潛(qian)力(li)的(de)(de)多個領域，其結果大概(gai)率(lv)會像高(gao)(gao)通(tong)總裁兼首(shou)席執行官安(an)蒙所說的(de)(de)那樣——高(gao)(gao)通(tong)正迎來史上最大的(de)(de)發展機(ji)(ji)遇。
雖然萬物互聯的時代還沒有真正到來(lai)，但(dan)從很(hen)多領域的變革中已經可以窺(kui)見這(zhe)種趨勢。射頻(pin)前端帶(dai)來(lai)的通信能力的提(ti)升，不(bu)僅讓各種終端在(zai)硬(ying)件上滿足了需求(qiu)，在(zai)軟硬(ying)件結合AI、云計算等技術后出現的各類全新(xin)服務，才是這(zhe)背后更(geng)重要(yao)的意義。
