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手機射頻前端:高度創新的動態市場

手機射頻前端:高度創新的動態市場

麥姆斯諮詢 編譯

微訪談:Cavendish Kinetics首席執行官Paul Dal Santo

據麥姆斯諮詢報道,移動數據的不斷增長需要使用更多的無線電頻譜。為了滿足這種需求,手機必須滿足複雜的要求,這對手機射頻前端架構、設計和製造提出了巨大的挑戰。因此,射頻前端產業需要不斷地創新。根據Yole報告《手機射頻前端模塊和組件-2017版》,到2022年射頻前端市場將達到227億美元,期間以14%的複合年增長率成長。

此外,手機預留給無線射頻組件的空間愈發減小,因此射頻組件必須做到尺寸更小、性能更佳、能效更高(電池壽命增加),才能保持成本競爭力。綜上所述,這個行業是個高度創新的動態市場。

Yole有幸與Cavendish Kinetics公司的首席執行官Paul Dal Santo就Cavendish Kinetics的產品、行業地位和公司願景進行了探討。下面奉上我們討論的結果。

手機射頻前端行業的領先廠商和潛在「顛覆性技術」廠商

Yole:請談談Cavendish Kinetics公司的創辦歷史吧!

Paul Dal Santo:Cavendish Kinetics公司從劍橋大學拆分出來,由Charles G. Smith教授創立。MEMS技術以前是在劍橋大學著名的Cavendish實驗室孵化出來的。Cavendish Kinetics這個名字的靈感來自Cavendish和MEMS的結合。該技術最初用於基於MEMS技術的非揮髮型存儲器。當我們意識到智能手機領域有巨大的機遇后,轉向射頻MEMS。

Cavendish Kinetics公司的射頻MEMS陣列晶元的特寫圖片

Yole:你能就Cavendish Kinetics公司的背景和技術做一個簡要的概述嗎?

Paul Dal Santo:Cavendish Kinetics公司擁有獨有的且高度可靠的射頻MEMS工藝,為智能手機、移動基礎設施和物聯網提供射頻前端產品。與一般的MEMS感測器(如MEMS麥克風和加速度計)相比,射頻MEMS非常不同。MEMS感測器是將機械運動轉化為電信號。射頻MEMS要求在傳輸信號時損耗或失真度非常小,射頻MEMS是接觸式器件,因此很難實現。許多公司嘗試過,但是最後敗在可靠性上。Cavendish Kinetics公司以大量的數據、優秀的良率證明自己做到了,成功了!產品的可靠性結果顯示可以達到1000億次零故障的性能。換個角度來說,如果你的手機每秒鐘都換一次頻段,壽命也將超過3000年。

Yole:貴司的技術和產品處於什麼階段?

Paul Dal Santo:Cavendish Kinetics公司的第一代射頻MEMS產品已經批量生產了。這些產品是基於射頻MEMS的數字可變電容器,可用於智能手機的天線調諧,以最大限度地提高信號強度、數據速率和電池壽命。Cavendish Kinetics公司已經斬獲了40多項智能手機設計大獎,其中包括三星2016版Galaxy A8。

單個射頻MEMS開關電容器的剖面圖(一顆晶元中有多個開關電容器)

Yole:Cavendish Kinetics公司技術的關鍵增值之處是什麼?

Paul Dal Santo:蜂窩數據技術將繼續推進:LTE、LTE Advanced、LTE Pro、5G以及更先進的技術。這些標準帶來越來越複雜的射頻前端,更多的射頻組件意味更多的損耗。此外,LTE頻段的數量每年都在增長,而同時智能手機的顯示器、邊框、厚度都朝「大、薄、無邊框」的趨勢發展。內部天線正被擠在越來越小的空間內,導致它們效率低下,很難支持越來越多的頻段。這已經成為智能手機的設計難題。Cavendish Kinetics公司解決了這個問題。我們提供Q值非常高、損耗低的射頻組件,使智能手機針對頻率進行動態調整,從而保證了最優化的射頻性能。通過和數據機廠商的合作,Cavendish Kinetics公司的天線調諧產品也可用於為阻塞事件動態補償信號。

Cavendish Kinetics公司的調諧器底部視圖可以看到MEMS陣列

Yole:Cavendish Kinetics公司的第一代專註於射頻MEMS天線調諧器產品,已經被各種智能手機採用,比如2014年發布的中興手機。現在看來,更多的手機廠商正在使用你們的解決方案。您能就目前的成就做一下點評嗎?

Paul Dal Santo:2016年對於Cavendish Kinetics公司和射頻MEMS來說是一個拐點。Cavendish Kinetics公司憑藉10家不同的智能手機生產商採用我們的天線調諧器而獲得了40多項設計大獎,包括三星2016版Galaxy A8。傳統的固態SOI FET解決方案在面對標準和外形尺寸的挑戰時正在努力掙扎。因此,更多的廠商開始轉向採用於Cavendish Kinetics公司的射頻MEMS解決方案來解決其面臨的問題,以求達到性能最優化。Cavendish Kinetics公司的產品已經應用在世界各地的高中低檔智能手機上。實際上,幾乎所有智能手機生產商都在和我們接洽,只是階段不同而已,有些還在評估階段,有些已經進入量產。

Yole:Cavendish Kinetics公司的第二代產品主要關注在射頻天線開關係列。天線調諧器和射頻天線開關這兩個產品的技術有什麼差異?第二代天線調諧器的主要改進是什麼?

Paul Dal Santo:Cavendish Kinetics公司的第一代天線調諧器有32種狀態不同的內部電容,其最大值和最小值固定。第二代天線調諧器將擁有擴大的電容範圍和雙倍的最大電壓處理能力。即將問世的射頻MEMS開關也將被用於天線調諧器,並允許設計師使用任何標稱值的外部無源元件,包括電感器。這賦予了設計師在解決天線設計問題時更大的靈活性。Cavendish Kinetics公司的射頻MEMS開關也允許其以極低損耗和高線性度用於天線轉換開關(主天線和分集天線的反轉作用)。

Yole:您是如何看待天線開關模塊?

Paul Dal Santo:隨著時間的推移,我們將會推出。我們目前的產品主要集中在天線調諧器和天線轉換開關。

Yole:Cavendish Kinetics公司會開發其它基於射頻MEMS的產品嗎?

Paul Dal Santo:以後會的。Cavendish Kinetics公司的射頻MEMS技術有能力改變射頻前端的現狀並將應用在更多的領域。這樣的設想需要現有的射頻前端供應商與Cavendish Kinetics公司的通力合作。

Yole:Cavendish Kinetics公司有意進軍智能手機之外的市場嗎?

Paul Dal Santo:當然。作為一個年輕的成長型企業,Cavendish Kinetics公司最初是專註於需求海量的智能手機市場。但是,射頻MEMS的應用領域很多,我們將在物聯網、軍事、蜂窩移動基礎設施和其它領域拓展業務。

Yole:您是如何看待Cavendish Kinetics公司在市場上的創新?

Paul Dal Santo:Cavendish Kinetics公司在智能手機領域TAM(Total Available Market)達數十億顆。如果我們的技術被集成到當前多數射頻前端模塊生產商的方案之中,這個數據可以增至三倍。相鄰市場如基礎設施和軍事無線電等會繼續擴大TAM。

Yole:您對公司的增長前景怎麼看待?

Paul Dal Santo:這個射頻市場機會是巨大的。Cavendish Kinetics公司的技術需要隨著智能手機的更新換代進步,可以預見增長速度將相當地快!

延伸閱讀:

《手機射頻前端模塊和組件-2017版》

《智能手機中的射頻模塊和組件》

《2016-2022年氮化鎵射頻器件市場:應用、廠商、技術及基底》

《村田低頻段前端模組中的TC-SAW濾波器》

《Avago新一代射頻前端模組:AFEM-9040》

《iPhone 6s Plus中FBAR-BAW中頻濾波器:Avago AFEM8030》

《iPhone 6s Plus中SMR-BAW高頻帶通濾波器:Qorvo TQF6405》

《Cavendish Kinetics MEMS天線調諧器:32CK417R》

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