5G加速落地在下半场毫米波将走进现实
据天华中威科技小编了解,经过五年多的“补课”,国内毫米波产业虽然“势起”,但未来发展依然任重道远。
5G技术推动射频前端量价齐升
手机的三大核心芯片是主芯片(套片)、存储芯片和射频前端芯片。作为无线通讯的技术关键,射频前端的技术创新是推动无线连接发展的核心引擎。在联网设备大规模增长趋势下,射频前端是成长最快、最确定的方向之一。
射频前端芯片包括射频开关、射频低噪声放大器、射频功率放大器、双工器、射频滤波器等芯片。智能手机通信系统结构示意图如下:
随着5G时代的来临,现在已经形成的初步共识认为,5G标准下现有的移动通信、物联网通信标准将进行统一,因此未来在统一标准下射频前端芯片产品的应用领域会被进一步放大。5G时代射频前端需要支持的频段数量大幅增加,同时高频段信号处理难度增加导致系统射频器件的性能要求大幅提高。
由于5G的信号频段大幅增加,因此需要组成部件的数量也急剧增多,同时5G通讯设备还需要向下兼容4G与3G等通信制式,所需要的部件更加庞大。据研究统计,每增加一个频段就需要增加1个PA,1个双工器,1一个射频开关以及2个滤波器。2G支持4个频段,3G支持6个频段,4G达到20个,而5G则达到80个。
组件的急剧增加也让成本快速上升,Sub-6GHz智能手机射频前端成本将达32美元,毫米波的射频前端成本将增至38美元以上,而4G时代仅为15.3美元,这也不怪乎高通将5G射频前端视作下一个大生意。
把目光转向国内市场,在4G及以前通信技术的射频前端中,国内厂商与国际大厂差距较大,但5G技术的快速普及以及国内广阔的物联网市场,让国内厂商看到了国产替代的机会。
5G下半场,毫米波走进现实
在调整后的可用频段规划中,可以看到“71-76GHz / 81-86GHz”赫然在列,而众所周知,毫米波是波长约为1-10毫米、频率范围为30-300GHz的电磁波,因此,可以预见的是,在今后几年中,毫米波将会是发展及完善5G网络和应用的一个重要方向。
在4G和5G之前,移动通信很少对高频率频谱进行利用,而随着移动互联网和物联网的飞速发展,诸如AR/VR、车联网等新业务的数据量和用户数呈现指数增长的井喷态势,对移动数据流量的需求也呈现爆炸式增长,充足的频谱资源成为保障更高速率数据传输的必要条件。
目前,国内的5G主要为Sub-6GHz频段,而伴随着5G渗透率的进一步提高和应用场景的快速拓展,用户对于5G的需求已经开始向着更加细分的领域拓展,未来将逐渐从低频转向低频和毫米波等高频并重的模式,从而实现5G的最优体验。
不过,与5G的其他低频段相比,毫米波技术在落地上面临着诸多难题,频率衰减大导致传输距离有限、不支持没有直射径的场景、高密度部署成本高等问题成为阻拦毫米波商用的几座“大山”。然而,任何一项技术都有优缺点,毫米波也是一样。