智能手機市場已經(jīng)趨于多樣化，被劃分為多個類別，具有不同的設計目標和重點，這就需要不同的 RF 前端 （RFFE） 集成方法。旗艦手機是專為超級區(qū)域或全球范圍使用而設計的高端設備。它們需要高度集成的 RFFE 架構，例如 Qorvo 的 RF Fusion?，該架構集成了所有主要的發(fā)射和接收功能，包括支持所有主要的頻段和全球載波聚合部署。該方法最大限度地提升了性能、節(jié)省了空間，并幫助制造商僅僅在單一設計上采用一些變體 （SKU） 就能實現(xiàn)全球覆蓋。

相比之下，中端區(qū)域性手機對 RFFE 的要求則大不相同。為最大限度地降低手機成本，制造商設法只添加特定區(qū)域頻段所需的 RF 元件，但是，他們需要快速調(diào)整手機設計以滿足不同區(qū)域和客戶的需求。這就需要能夠?qū)崿F(xiàn)設計靈活性的 RFFE 架構，例如 Qorvo 的 RF Flex?。RF Flex 集成一部手機在多個區(qū)域環(huán)境中常用的核心 RF 元件，如功率放大器和開關；然后制造商只需要添加適當?shù)?a href="http://m.makelele.cn/tags/濾波器/" target="_blank">濾波器，即可迅速生產(chǎn)用于特定區(qū)域和運營商的機型。

載波聚合的挑戰(zhàn)

如今，先進的封裝技術支持將多個 RFFE 元件整合到集成模塊中，幫助智能手機制造商加速新手機的設計和制造。然而，并非所有的智能手機都有相同的 RFFE 集成需求；智能手機市場已經(jīng)趨于多樣化，被分成多個類別，具有不同的設計目標和重點。這就產(chǎn)生了下列問題：RFFE 集成的正確水平是怎樣的？對每個智能手機類別來說，最好的集成方法是什么？

如今，兩個主要的智能手機類別分別是專為超級區(qū)域或全球范圍使用而設計的旗艦手機，以及為區(qū)域范圍使用而設計的中端和入門級手機。這兩個類別有著明顯不同的設計重點、價位和開發(fā)時間表。

旗艦手機設計高端、性能優(yōu)越，通常在全球范圍推出和上市，零售價不低于 500 美元。雖然旗艦手機數(shù)量相對較少，但是它們卻占了全球手機銷售額的很大比重，且數(shù)量還在不斷增長。

旗艦手機的設計目標是僅僅在單一設計上采用一些變體 （SKU） 就能支持在全球范圍使用。每個 SKU 都包含大量 RF 內(nèi)容以支持多個網(wǎng)絡和國際使用，通常支持 6 種模式和 15 個以上的 LTE 頻段。為了提供最快的數(shù)據(jù)速率，如今的旗艦手機還搭載 6 類以上的調(diào)制解調(diào)器，并支持下行和上行載波聚合 （CA）。

對于旗艦手機的制造商來說，限制 SKU 數(shù)量提供了關鍵的優(yōu)勢，可以降低生產(chǎn)和庫存管理的復雜度。旗艦手機的產(chǎn)品周期相對較長，其 RF 設計要求通常固定為產(chǎn)品發(fā)布前的 12 至 18 個月。

相比之下，中端和入門級區(qū)域性手機則專為區(qū)域使用而設計，具備一些漫游功能。這類手機的型號和制造商都很多，手機零售價格低于 500 美元。這個競爭激烈的細分市場占據(jù)了全球銷量的最大比重，且隨著對價格敏感的消費者從 2G 和 3G 手機過渡到 4G LTE 手機，其增長速度比其他細分市場更快，特別是像中國這樣的市場。

由于中端手機是專為區(qū)域使用而設計的，為最大限度地降低手機成本，制造商設法只添加特定區(qū)域頻段所需的 RF 元件。一部典型的中端手機支持 5 種模式和 5-8 個 LTE 頻段，并搭載一個 4 類以上的調(diào)制解調(diào)器；一些機型提供有限的載波聚合支持，主要為下行載波聚合。

瞬息萬變的市場需求意味著產(chǎn)品開發(fā)時間非常短，需要高度的設計靈活性，尤其在中國更是如此。例如，一些手機是專為滿足單一移動網(wǎng)絡運營商的需求而設計的。運營商可能會在手機預定發(fā)布日期前的 2 至 6 個月才選定一個合約制造商。由于手機制造商事先并不知曉他們的客戶會是誰，因此他們必須能夠快速地調(diào)整手機設計來適應不同的網(wǎng)絡和區(qū)域。

有些制造商專注于國內(nèi)銷售，而有些制造商正在努力拓展海外市場。那些設法增加出口的制造商開始在他們的中端手機中加入更多的 LTE 頻段來減少針對新市場開發(fā)機型所需的工程設計工作。

在本白皮書中，我們將討論這兩大智能手機類別 – 旗艦手機和中端手機 – 的不同 RFFE 集成要求并提供適用于每個類別的 RFFE 架構示例。

旗艦手機的 RFFE 集成

旗艦手機需要且應該具有非常高的 RFFE 集成度。為吸引消費者關注這些高端設備，制造商設法將最高級的功能和性能塞入精美的超薄手機中。RFFE 必須集成大量的頻段來支持超級區(qū)域或全球范圍的使用，同時采用多個上行和下行載波聚合組合以提高性能。另一個驅(qū)動 RFFE 集成的因素是 RFFE 在手機里可用的空間有限，因為制造商設法最大限度地增加分配給電池的空間并加入多個天線以提高性能。

由于旗艦手機的 RF 需求通?？芍辽偬崆耙荒甏_定，因此 RFFE 設計人員可以專注于將最多的功能集成到前端模塊中，而無需太擔心需求會在模塊設計周期發(fā)生改變。

專為旗艦手機設計的一個 RFFE 架構示例是 Qorvo 的 RF Fusion，它將所有主要的發(fā)射和接收功能（包括對主要頻段的支持）都集成到三個緊湊模塊中，實現(xiàn)高、中、低頻段頻譜區(qū)域全覆蓋。該架構設計還支持載波聚合在全球市場的快速部署。每個模塊都集成了功率放大器 （PA）、開關和濾波器。通過采用先進的晶圓級封裝，RF Fusion 比分立元件節(jié)省了大約 30-35% 的空間。

圖 1.Qorvo RF Fusion QM78064 高頻段模塊

圖 1 所示為 RF Fusion QM78064 高頻段模塊，它同時支持 FDD-LTE（帶有集成頻段 7 雙工器）和 TDD-LTE（頻段 40 和 41），并搭載一個支持 20 MHz + 20 MHz 上行載波聚合的寬帶 B41 LowDrift? BAW 濾波器。該模塊還配備一個天線開關并支持包絡跟蹤 （ET） 和平均功率跟蹤 （APT），以盡可能減少能源消耗。