射频前端从分立器件到SiP模组的演进,经历了从2G/3G分立方案到4G/5G高集成模组的多次关键转折,核心驱动力在于不同器件(PA、滤波器、开关、LNA)采用各异的基底材料,无法像SoC一样单片集成,必须通过SiP封装技术实现模组化。
分立器件时代:基底差异奠定SiP路线
在2G/3G时代,射频前端以分立器件为主。PA在低频段使用传统硅片,高频段则需砷化镓;滤波器采用压电材料。这些基底材料的根本差异,使得无法像SoC那样将全部功能集成在同一颗芯片上。这一技术约束,在后续频段暴增的通信需求下,直接推动了射频前端走向SiP模组化。
4G多频段驱动:模组化首次成为刚需
4G时代,全球频段数量激增,手机需要同时支持多个频段的收发。分立器件方案导致PCB面积和成本急剧膨胀,射频模组应运而生。射频模组将两种或以上的分立器件集成在一起,提高集成度和性能。根据功能,模组分为主集模组(同时收发,难度高)和分集模组(仅接收,难度较低),高端产品的核心均为滤波器(SAW或BAW)。
5G频段碎片化:SiP模组成为必然选择
5G引入了更多高频频段(如UHB N77/N79),频段碎片化程度空前。分集模组中,针对5G UHB频段的LFEM模组以SOI技术主导,集成了LNA、射频开关和LTCC滤波器。主集模组中,5G UHB频段的PAMiF模组以PA技术主导,集成PA和LTCC滤波器。这些高集成度模组对SiP封装的需求成为刚性要求,也使得滤波器成为高端模组中难度最高、价值最高的核心器件。
常见问题
为什么射频前端不能像SoC一样集成?
因为射频前端的各器件采用不同的基底材料:PA在低频用硅片、高频用砷化镓,滤波器用压电材料。这些材料无法在同一芯片上制作,因此只能通过SiP封装技术,将不同器件集成在一个外壳内。
主集模组和分集模组的核心区别是什么?
分集模组只接收信号,不集成PA,难度较低;主集模组同时负责收发,需要集成高端滤波器和PA,难度更高。主集模组是射频前端中价值最高的金字塔尖领域。
国产厂商在射频模组领域进展如何?
国内厂商因滤波器能力较弱,目前主要集中在低端模组。例如,唯捷创芯的LPAMiF模块已量产,卓胜微的LFEM模组已大规模量产并在安卓品牌中占据一定份额,但高端模组(如PAMiD)尚未有量产产品落地。