低噪声放大器(LNA)
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。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。
低噪声放大器的工作原理: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。
随着5G逐渐普及,智能手机中天线和射频通路的数量增多,对射频低噪声放大器的数量需求迅速增加, 据Yole Development预测,分立射频低噪声放大器市场规模将从2018年的约3亿美元增长至2025年的8亿 美元,年均复合增长率将达到16%。
功率放大器(PA)
功率放大器( PA,Power Amplifier),是各种无线发射机的重要组成部分,将调制振荡 电路所产生的射频信号功率放大,以输出到天线上辐射出去。PA的性能直接决定了无线终 端的通讯距离、信号质量和待机时间,也是射频前端功耗最大的器件。
根据QYR Electronics Research 数据,2011-2018 年,全球射频功率放大器的市场规模从 25.33亿美元增长至31.05亿美元,年均复合增长率2.95%;预计至2023年,市场规模将达 35.71亿美元。PA市场整体增速较其他射频前端芯片增速低,主要是因为高端4G和5G PA市 场将保持增长,但是2G/3G PA市场将会逐步衰退。
射频芯片:分立式和模组
射频前端模组是将射频开关、低噪声放大器、滤波器、双工器、功率放大器等两种或者两种以上的分立 器件集成为一个模组,从而提高集成度与性能并使体积小型化。根据集成方式的不同可分为DiFEM(集 成射频开关和滤波器)、LFEM(集成射频开关、低噪声放大器和滤波器)、FEMiD(集成射频开关、滤波 器和双工器)、PAMiD(集成多模式多频带PA和FEMiD)等模组组合。
持续增加的射频前端器件数量和PCB板可用面积趋紧之间的矛盾促进射频前端模组化发展,越来越多的 分立式射频前端芯片通过SiP技术封装在同一颗大芯片里面。从Broadcom的发展来看,2007~2010年主要 是分立的射频前端器件,2011~2013年是单颗PA模组,2014年以来持续升级,已经实现多频段PA模组整 合。与此同时,Skyworks、Qorvo、村田、高通等射频前端芯片大厂均已推出多品类射频前端模组产品。
据Yole Development的统计与预测,分立器件与射频模组共享整个射频前端市场。2018年 射频模组市场规模达到105亿美元,约占射频前端市场总容量的70%。到2025年,射频模组 市场将达到177亿美元,年均复合增长率为8%;2018年分立器件市场规模达到45亿美元,约 占射频前端市场总容量的30%。到2025年,分立器件仍将保留81亿美元的市场规模。
接收模组(FEM)
接收模组主要指承担下载功能的射频模组,不含PA。以手机为例,与基站通信的过程中, 分为上行(上传)和下行(下载),手机上传数据需要手机PA将信号放大,基站处于接收 状态;下载数据需要基站方面的PA将信号放大,手机处于接收状态。接收模组主要是射频 开关、滤波器、LNA等芯片产品的排列组合。
据Yole Development数据,预计射频前端接收模组市场空间将从2018年的25亿美元增长到 2025年的29亿美元,年均复合增长率为2%。