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英飛凌麥正奇:射頻設備和測試解決方案將為5G網絡建設提供助力

2020-07-31
作者:王潔
來源:電子技術應用

隨著5G通信、物聯網和自動駕駛等技術的發展和應用的逐步落地,射頻與微波作為其中的關鍵技術也得到了快速的發展,應用呈爆發式增長的態勢。為了全面系統地介紹射頻微波領域的最新研究成果,展示射頻微波領域的最新技術與產品,促進射頻微波領域產學研用各界的交流,《電子技術應用》雜志、《信息技術與網絡安全》雜志、ChinaAET網將于2020年7月~9月舉辦“射頻微波主題宣傳季”活動,全面介紹射頻微波領域的學術研究成果、最新技術及產業動向、新產品及應用。

英飛凌在射頻領域擁有十多年的經驗和獨特的技術,近日,英飛凌電源與傳感系統事業部大中華區射頻及傳感器部門總監麥正奇先生接受《電子技術應用》專訪,介紹了英飛凌在射頻微波領域產品和應用情況,并對射頻微波領域的機遇與挑戰、應用趨勢和市場發展進行了分析。


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英飛凌電源與傳感系統事業部大中華區射頻及傳感器部門總監 麥正奇

(1) 請概括介紹,貴公司在射頻微波領域主要側重于哪些產品及應用領域?2020年貴公司在射頻微波領域業績表現如何?

麥正奇:英飛凌在射頻領域積攢了十幾年的豐富經驗,為客戶提供具有系統優勢的射頻解決方案,如高速數據、射頻靈敏度、解決能耗及成本等。英飛凌射頻分立器件為消費電子和新興無線領域提供令人滿意的系統性能,如:英飛凌的射頻晶體管已被廣泛應用在低頻(頻率上限為5 GHz)和中頻(頻率上限為14 GHz)應用。低噪放大器(LNA)產品系列適用于傳統射頻應用的器件(AM到VHF/UHF的產品)以及消費領域(如有線電視和調諧器)和新興的無線應用工業領域。除了低噪放大器外,多種類型的RF開關和天線中心設備也為智能手機或其他電池供電系統等提供移動應用服務,延長移動設備的電池壽命。另外,英飛凌的射頻功率器件不僅可以應用于蜂窩設施建設,也支持航空電子器件等雷達應用。

 

(2) 請談一下您對射頻微波領域市場情況及未來發展前景的分析?未來發展的驅動力是什么?哪些細分市場有望迅速增長?

麥正奇:微波提供了帶寬和吞吐量是低于6GHz無法比擬的。再加上超低的延遲,這為工業制造業轉型提供了重要的要素和渠道。

 

(3) 射頻微波領域有哪些主要的技術及產品發展趨勢?新材料、新工藝對該領域將產生怎樣的影響?請介紹一下您對這方面未來發展的分析?

麥正奇:微波的主要技術是波束形成和大規模MIMO,這提供了更大的信號強度和覆蓋范圍。我們看到,大量的MIMO正朝著更多的發射和接收信道發展,以包括更多的終端設備連接和集成度更高的芯片。

 

(4) 毫米波技術及應用對射頻微波領域提出了哪些挑戰?該領域發展趨勢?貴公司在該領域有哪些特有技術及解決方案?

麥正奇:當前5G網絡不斷演進,未來在這個5G應用領域,毫米波的應用場景將非常廣泛和靈活,主要面向網絡運營商數據通信密集的區域,例如大型體育場館、機場、購物中心和商務中心,可以達到提高數據容量和峰值速率。另外一個應用是針對工廠需要的高數據速率與超低延遲連接。目前,我們正在研發5G毫米波頻段的新一代芯片,使用了BiCMOS技術集成了功放(PA)、 低噪放(LNA)、相位控制和數字接口,來平衡射頻的性能和集成。

 

(5) 在射頻微波領域,中國本土廠商發展情況如何?在哪些領域有較大發展機會?

麥正奇:5G是“新基建”的主要支柱工程,未來幾年,一系列的射頻設備和測試解決方案為5G網絡建設提供助力。另外像新興的工業領域、消費電子,還有汽車也有較大的發展機會。

 

通信-終端

(6) 5G對通信終端的RF部分設計提出了哪些新的需求和挑戰?

麥正奇:在天線部分,由于5G新頻段、MIMO和載波攻擊,天線數量增加,尺寸減小,影響天線效率和帶寬,因此必須有一種補償天線性能的解決方案??讖秸{諧能夠改善發射和接收性能。因此,孔徑調諧裝置現在通常與天線結合使用。根據天線各自的頻帶,實現一個或多個孔徑調諧裝置。

 

(7) 貴公司在該領域有哪些主要技術和解決方案?有哪些優勢?

麥正奇:英飛凌的天線調諧開關具有良好的Ron和Coff,以及多種選擇,使設計師能夠從配件到性能要求進行選擇。除了天線調諧元件,低噪放有優異噪聲系數和足夠的功率處理也將提高接收性能。

 

通信-基礎設施

(8)新基建對射頻微波領域帶來了哪些新的機會?哪些品類產品將受益?

麥正奇:5G將部署在3.5GHz中頻段和高頻毫米波頻段,意味著5G將帶來了更高的帶寬,5G運營商可以獲得40MHz至100MHz的信道帶寬。更高的帶寬,則需要具有更高功率密度(小封裝、高效率)和高輸出阻抗的半導體器件來實現,以支持寬帶的使用并減少無線設備的散熱。而隨著頻譜向3.5GHz至毫米波的更高頻段擴展,但這也帶來了更高的路徑損耗,而具有波束成形功能的大規模MIMO可增強信號強度并擴大信號的覆蓋范圍。這些品類的產品會在5G基站建設中發揮作用。

 

(9)5G基站的建設對射頻微波領域提出了哪些新的技術挑戰?

麥正奇:首先在5G毫米波移動通信系統中,由于電子電路板中損耗和干擾在頻率較高的毫米波頻段,因此在電路板設計上需要減少元件數量,以及使用高度集成的半導體器件。另外,伴隨5G信號傳輸能量的提高,總的設備耗電也會遠高于4G時代。因此5G設備電源管理的效率與功率密度也相對于4G時代有了更高的要求,氮化鎵一類的新功率半導體器件的生產技術也會受到重視。5G的到來,在未來將會出現海量信息的爆發和高速傳遞,意味著基站中的射頻與基頻處理器功耗也隨之增加,高可靠度的多相電源解決方案是新的行業趨勢。

 

(10)貴公司在通信基礎設施領域有哪些主要技術和解決方案?有哪些優勢?

麥正奇:隨著5G時代的來臨,中國將迎來5G基站建設的高峰期,市場前景廣闊。英飛凌擁有先進的半導體技術和優秀的工程師團隊,將加快5G市場布局,助力中國5G基站建設。英飛凌正在開發具有大帶寬(2.3GHz-2.7GHz, 3.3GHz-4.2GHz)、良好的功率等級和低噪聲系數的產品,以滿足系統開發商對于產品設計的需求,助力于設計出符合全球運營商要求的產品。在基頻與射頻設備中,英飛凌高集成度的單相電源與多相電源管理方案可以高效能提升能源密度和電信設備的可靠度。目前英飛凌正在開發下一代毫米波波束形成器,也正在開發6GHz以下的低噪聲放大器,該產品計劃在2021年上市。

 

 


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