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射频前端有哪些组成器件,以及目前的市场状况

时间:2023-11-23 16:34:17 浏览:595

射频前端(RFFE:Radio Frequency Front End)指位于射频收发器及天线之间的中间模块,其功能为无线电磁波信号的发送和接收,是移动终端设备实现蜂窝网络连接、Wi-Fi、蓝牙、GPS等无线通信功能所必需的核心模块。若没有射频前端芯片,手机等移动终端设备将无法拨打电话和连接网络,失去无线通信功能。因此,射频前端在无线通信中不可或缺。


可以说射频前端是无线通信设备的核心部件,连接了天线和收发机电路,实现通信信号在不同频率下的接收和发射,天线上的无线电磁波信号和收发机电路处理的数字信号通过射频前端进行传递。


射频前端的组成器件可以分为:射频低噪声放大器(LNA)、射频开关(Switch)、射频功率放大器(PA)、射频滤波器(Filter)等


射频开关(Switch):

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。


射频低噪声放大器(LNA):

把天线接收到的微弱射频信号放大,且尽量减少噪声的引入,以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。根据适用频率的不同,分为全球卫星定位系统射频低噪声放大器、移动通信信号射频低噪声放大器、电视信号射频低噪声放大器、调频信号射频低噪声放大器等。


射频功率放大器(PA):

把发射通道的射频信号放大,使信号反馈送到天线发射出去,从而实现无线通信功能。由于信号在传播过程中通常会快速衰减,若没有PA对信号功率进行放大,输出的信号将无法准确、完整地被基站或其他设备接收,无法实现移动终端最基础的通讯功能。因此,PA的性能将决定通讯信号的稳定性和强弱,直接影响移动终端的通信质量,是不同设备及其与基站之间实现通讯的“号手”。


射频滤波器(Filter):

保留特定频段内的信号,将特定频段外的信号滤除,从而提高信号的抗干扰性及信噪比。常见的有LC型滤波器(电感电容型滤波器)、SAW(声表面波滤波器)、BAW(声体滤波器)。双工器,又称天线共用器,内部集成2个滤波器,将发射和接收讯号相隔离,保证接收和发射都能同时正常工作。



全球射频前端市场高度集中,以美日系厂商为主


射频前端芯片及模组需处理高频射频信号,处理难度大,需基于砷化镓、绝缘硅等特色工艺进行芯片研发,需要长时间的设计经验和工艺经验积累。一方面,国际厂商起步较早,在相关技术、专利和工艺上底蕴较深,并通过兼并收购形成完善的产品线。另一方面,国际头部厂商主导了通信制式、射频前端的标准定义,且射频前端公司与SoC平台厂商、终端客户之间形成了较为紧密的合作关系。根据Yole的数据,2022年全球市占率排名前五的厂商分别是博通(美国,19%)、高通(美国,17%)、Qorvo(美国,15%)、Skyworks(美国,15%)、村田(日本,14%),合计市占率达80%。

相比国际厂商,国内射频前端企业成立时间较晚,集中在2010年以后。成立初期,国内企业基本选择某系列产品为切入口,比如卓胜微以射频开关、LNA等分立器件为切入口,唯捷创芯、慧智微、飞骧科技以PA器件为切入口,通过聚焦产品线找到立足之地。

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