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慧智微李阳:5G大连接时代需要化繁为简,与时俱进的智能射频前端
来源:集微网时间:2021-7-29 16:37:21

10月29日,第十五届“中国芯”集成电路产业促进大会的5G通信芯片论坛上,慧智微创始人兼CEO李阳以《可重构射频前端 助力5G大连接时代》为主题,剖析了5G浪潮下国产射频前端的发展机遇与挑战。

集微网消息,10月29日,第十五届“中国芯”集成电路产业促进大会的5G通信芯片论坛上,慧智微创始人兼CEO李阳以《可重构射频前端 助力5G大连接时代》为主题,剖析了5G浪潮下国产射频前端的发展机遇与挑战。


“4G改变生活,5G改变社会。以往通信技术的进步是不断优化人与人的连接,但5G是面向物与物的连接,实现万物互联。”李阳强调,“随着通信技术推动应用升级,我们的目标已经从解决手机通话的问题,转变至实现各种事物之间的广泛互联。”

◆射频前端的机遇◆

李阳指出,万物互联的智能世界一定是基于无线连接的,而射频前端则是无线连接的构建者。

射频前端(RF Front-end, RFFE)是天线之后、收发机之前的模块,一般包含功率放大器、滤波器、射频开关、低噪声放大器。因为位置通信系统的最前端,所以通常被称为“射频前端”。李阳表示,射频前端有三个主要功能,即处理信号的衰减、处理干扰以及处理多路。


5G大连接时代的到来将为射频前端市场带来巨大的增长机遇,包括数量上的快速增长和每终端平均售价的提升。

据Mobile Expert预测,2020年4G移动终端出货量为13亿部,5G移动终端则达到2亿部。而2025年以后,5G终端的年出货量将超过4G终端,达到10亿部。

李阳表示,5G终端中射频前端模块的数量会越变越多,这主要是5G射频前端要处理更多的场景(包括向后兼容4G等网络),同时要支持多天线MIMO带来的复杂性增加。因此,每个终端的射频前端模块总的售价也将快速提升。

除此之外,地缘政治的变化也带来了国产化机遇。李阳认为,这对已经发生的射频前端产业转移是一剂很好的催化剂。

◆射频前端的挑战◆

值得注意的是,机遇总是伴随着挑战。李阳表示,5G时代射频前端当前直接面临三大挑战,一是性能要有大的提升,二是要高集成模组化,三是产品需要成套方案。

这些挑战的背后是应用场景多样化带来的复杂性快速上升,导致性能下降,成本上升,尺寸变大。5G大连接时代,需要更好的“化繁为简”智能射频前端从而解决“复杂性问题”。

同时,由于5G大连接时代应用不仅仅是手机,还有智慧城市等万物互联的应用场景。手机的技术升级很多是通过手机更换实现的,而在万物互联的场景下,设备不再是使用2-3年就替换,而需要使用5-8年,这期间技术标准的演进,希望能够无线升级这些设备来实现。因此, 5G大连接时代,需要更好的“与时俱进”智能射频前端来解决“技术升级问题 ”。

实现“化繁为简,与时俱进”的射频前端是5G大连接下的根本挑战,也是技术发展的趋势方向。

◆行业洗牌◆

5G带来的增长机遇和技术挑战会加速射频前端行业的洗牌。

目前,射频前端市场超过130亿美元,但绝大部分市场份额都被国际厂商长期占据。李阳表示,国内厂商要打破现有格局、在行业洗牌中生存发展,尚有三大关卡要过,包括技术性能关、成本关和专利关。

李阳解释道:“砷化镓和绝缘硅均属于特色工艺,其固有的特点决定好的技术需要经验积累和长期投入。基于对国际厂商的技术跟随和仿制,受限于国内技术团队规模和技术经验积累时间,较难做到同时同质地推出新一代产品支撑客户4G到5G的产品升级需求。能否通过技术性能关对于国内厂商十分重要。”

在成本方面,李阳指出,国际厂商如果能把运营成本控制在20%以下,通过降价策略将毛利控制在30%以内,依然能够保持 10%的净利,这将使得国内厂商无利可图。“规模和品牌对于这个行业十分重要,规模能直接导致特色工艺的成本相差20%,品牌则能导致售价低15%。因此,国内厂商还需要过成本这一关。”李阳如是说。

最后是专利关,由于国际大厂几乎都有二十年以上的基础专利(尤其特色工艺)积累,数量多达数千项。而且目前工艺和技术很多都是细节优化,技术、架构和拓扑上没有根本上的改变,较难避开已有专利。所以,国内厂商还要思考如何通过专利关。

李阳还强调,虽然国产化的大趋势给了国内厂商更多的试错机会,但5G时代的“三关”将更加难以通过。

既然现有技术路线很难追赶和超越,那么一条新的路线或将帮助国内射频前端行业找到新的发展路径。

◆走自己的路◆

慧智微开辟的新技术路径叫射频前端可重构技术,通过近十年的自主创新和技术积累,慧智微目前已在全球率先实现技术突破及规模商用,累计可重构射频前端芯片出货超2亿颗。

李阳指出,以往是通过提升器件的性能来应对各种各样的通讯场景,其难度随着应用场景越来越复杂而变得越来越高。因此,慧智微射频前端可重构技术的新思路是对场景进行优化,用软件的方式来定义硬件,比如这个硬件同一时间只覆盖一个频段,一个制式或一个运营商,而不需要优化同时优化不采用的场景性能。通过这种方式可以获得更低的成本和更小的尺寸,同时能对性能进行优化和对功能进行升级,做到化繁为简,与时俱进。

通过架构创新,慧智微有效突破了“三大关卡”,李阳表示:“通过对特定场景的专门优化,能实现更优性能,以此来突破技术性能关;另外,可重构射频前端的链路复用能根本性降低成本,在采购量不大时已有成本优势,因此亦能突破成本关;最后,由于可重构射频前端是慧智微完全按照不同思路的通过技术架构和工艺使用创新而来,公司掌握大量基础专利,以架构的大转变突破专利关。”

近日,慧智微的全集成5G 新频段射频前端n77/79双频集成收发模组(L-PAMiF)S55255获得了2020“中国芯”评选的“年度重大创新突破产品”奖。该L-PAMiF产品盖了全部5G新频段(n77/78/79, 3.4GHz~4.2GHz;4.4GHz~5GHz),实现了业界最高集成度的模组化(集成PA、LNA、开关、滤波器、SRS开关), 做到了和国际厂商同时同质推出。

S55255和其他慧智微的5G产品共同组成7颗物料的完整成套解决方案,支持客户顺利推出5G系列产品。

◆难而对的事◆

关于开辟新技术路径的初衷,李阳告诉集微网:“我们并不是为了差异化而差异化。实际上跟随策略或后发策略往往是更容易看到优势的选择,因为可以减少研发的投入,可以快速推出产品,客户接受程度也更高。但射频前端不是一个小的利基市场,国际大厂有巨大的利益存在,他们已经策略性的用先发优势建立了 ‘三关’堵住了跟随的道路,后发而至的是一片焦土戈壁。因此,我们不得不采用全新的架构技术来实现发展和超越。”

展望可重构射频前端的未来,李阳表示:“软件定义或可重构正逐渐成为行业的趋势,目前已有一些国际大厂做了类似的可重构产品,未来也会有越来越多的厂商进入这个领域,我们对此持开放和欢迎态度。可重构射频前端架构的潜力还没有得到充分发挥,慧智微希望与国际、国内射频公司一起合作共赢,推动该技术路线的发展。”

最后,在被记者问到“走自己的路最困难的是什么”时, 李阳表示: “骐骥一跃,不能十步;驽马十驾,功在不舍;锲而舍之,朽木不折;锲而不舍,金石可镂。几十年来,射频前端行业的每一代头部公司都是通过技术创新发展起来的,而创新最难的是坚持。坚持是很不容易的,是放下身段、咬紧牙关,单膝跪地、双手沾泥,反复接受着技术、产品、客户的磨砺,一步一步向上挪。慧智微将继续在这条艰难但正确的道路上坚持前行。慧智微能坚持下来,要感谢团队、投资人和客户持续的耐心、信任和支持。”