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半导体、电子设备:5G射频前端芯片自主可控全景图

2019-07-18 类别:行业研究 机构:西南证券 研究员:--

[摘要]

射频前端由射频开关(Switch)、射频低噪声放大器(LNA)、射频功率放大器(PA)、双工器(Duplexers)、射频滤波器(Filter)等五大器件组成。


射频开关:控制信号传输途径射频开关的作用是将多路射频信号中的任一路或几路通过控制逻辑连通,以实现不同信号路径的切换,包括接收与发射的切换、不同频段间的切换等,以达到共用天线、节省终端产品成本的目的。


射频滤波器,又名“射频干扰滤波器”,主要功能是通过电容、电感、电阻等元器件的组合移除信号中不需要的频率分量,同时保留需要的频率分量,从而保障信号能在特定的频带上传输,消除频带间相互干扰。


目前手机中使用的主流滤波器主要有声表面波滤波器(SurfaceAcousticWave,SAW)和体声波声表面波滤波器(SAWF)是一种采用石英晶体、压电陶瓷等压电材料,利用其压电效应和声表面波传播的物理特性而制成的一种滤波专用器件,广泛应用于电视机及录像机中频电路中。


SAW滤波器具有性能稳定、使用方便、频带宽等优点,是频率在1.6GHz以下的应用主流。但存在插入损耗较大、处理高频率信号时发热问题严重等缺点,因此在处理1.6GHz以上的高频信号时适用性较差。


BAW滤波器采用3D腔体结构,具有插入损耗小、带外衰减大等优点,同时对温度变化不敏感,因此尤其适用于2GHz以上的高频通信,在5G与sub-6G的应用中有明显优势。但BAW制造成本显著高于SAW。


由于成本的限制,SAW与BAW将在近几年内仍将保持共存。2GHz以下SAW的市场占有率较高,2GHz以上BAW的市场占有率较高。不过随着未来5G高频通信的普及,BAW将占据主导地位。


射频低噪声放大器的功能是把天线接收到的微弱射频信号放大,尽量减少噪声的引入,在移动智能终端上实现信号更好、通话质量和数据传输率更高的效果。


射频低噪声放大器的工作原理为输入的射频信号被输入匹配网络转化为电压,经过放大器对电压进行放大,同时在放大过程中最大程度降低自身噪声的引入,最后经过输出匹配网络转化为放大后功率信号输出。


功率放大器是将发射端的小功率信号转换成大功率信号的装置,用于驱动特定负载的天线等。


功率放大器是无线通信设备射频前端最核心的组成部分,其性能直接决定了手机等无线终端的通讯距离、信号质量和待机时间。

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