科技报道|5G射频前端的革新：从集成模块到自屏蔽技术 5G时代的到来为智能手机带来了新的增长

5G时代的到来为智能手机带来了新的增长机会，据Strategy Analytics近日发布的最新报告显示，今年一季度全球5G手机需求大涨，其首季出货量，超过去年的1870万台至2410万台。
5G智能手机的发展也为半导体产业带来了新一轮的技术变革。众所周知， 5G时代下，移动设备能够使用的频段逐渐增多，这也意味着需要增加更多的射频元件。射频前端器件的数量增加导致手机内PCB空间紧张，工艺难度提升，这也导致射频前端的复杂性呈指数增长。为了保障智能手机能够在满足5G性能要求的情况下向轻薄化方向发展，集成式射频前端应运而生。
射频前端模块的发展
射频前端向模块化发展的历史，可以追溯到当时的4G时代。 3G/4G时代射频前端集成度取决于设计和性价比，在这种情况下，射频前端以分立式和模块这两种方式存在于市场。当时，出于空间的考虑， 4G时代的高端手机往往会采用射频前端模块。
随着射频前端模块技术的成熟以及市场的需求，自2016年以后，市场中主要的射频前端都开始向模块化方向发展，双工器、天线开关等几大模块开始被集成到射频前端中。在这期间，射频前端模块也发展出了数种类别，包括 ASM ， FEMiD ， PAMiD 等等。其中，目前模组化程度最高的是PAMiD ，主要集成了多模多频的 PA、RF 开关及滤波器等元件。对于手机厂商来说， PAMiD的出现让射频前端从以前一个复杂的系统设计工程变得更加简单。
而伴随着5G时代的来临，手机所需的PAMiD也正在持续进行着整合。 Qorvo作为全球射频领域的佼佼者，其利用高度集成的中频 / 高频模块解决方案，已经为多家智能手机制造商提供了广泛的新产品发布支持。
对于PAMiD接下来的发展， Qorvo认为，将LNA集成到PAMiD中，是推动射频前端模块继续发展的重要动力之一。有报道指出，随着5G商业化落地，智能手机中天线和射频通路的数量将显著增多，对射频低噪声放大器的数量需求会迅速增加，而手机PCB却没有更多的空间。在这种情况下，将LNA集成到PAMiD中成为了行业的一种发展趋势。 Qorvo表示，从PAMiD到L-PAMiD ，射频前端模块可以实现更小尺寸，支持更多功能。
RF自屏蔽技术将在5G时代发挥更大的作用
蜂窝发射模块对手机内的任何元件来说都将产生辐射功率，从而可能诱发EMI和RFI ，伴随着越来越多的元件都被集成到射频前端中，产生EMI和RFI的风险也变得越来越大。在这种情况下，就需要RF屏蔽技术来降低与EMI及RFI相关的辐射。
RF屏蔽技术并不是面向5G的全新技术。在过去，射频前端模块采用外置机械屏蔽罩的方式进行RF屏蔽，但采用外置机械屏蔽罩的方式可能会导致灵敏度下降，也可能会导致谐波升高。
针对这种情况， Qorvo推出了Micro Shield自屏蔽技术。简单来说， Micro Shield自屏蔽技术就是在模块的表面再涂一层合金，取代原来外置的机械屏蔽罩，以起到屏蔽干扰信号的作用。据相关报道显示，最早一代的Micro Shield技术可将当时RF的高度和体积分别降低15%和25% 。这也使得采用Micro Shield技术的手机制造商能够在更小的板级空间上，获得更高的RF性能。
尤其是在5G时代下，手机需要支持更多的频段。但由于RF信号在发送时会对其他敏感模拟电路模块造成干扰，这就需要更合理PCB布局来减少RF信号产生的影响，而采用RF自屏蔽技术则可以让PCB的布局更加灵活。同时， 5G时代的到来，手机PCB的空间变得越来越紧张，更小的模块设计成为了手机元件未来发展的方向之一，在这个过程当中，用RF自屏蔽技术来代替厚重的机械屏蔽罩也就成为一股行业潮流。在这种市场需求下， Qorvo所推出的Micro Shield自屏蔽技术的优势就被凸显了出来。