據統計，2020年第四季度，我國手機市場繼續由4G向5G過渡，5G手機產品款型數佔比已達六成。2021年全球智慧手機出貨量將達約 13.55 億臺，其中 5G 機型將有 5.39 億臺。對於製造而言壓力著實不小，5G手機效能的好壞取決於內部的兩大晶片——射頻（RF）和基帶。下面就帶您瞭解一下射頻晶片的奧秘。

簡單來說，射頻晶片的作用就是資訊傳送和接收。為什麼說它如此重要？如果沒有它，你的手機就是好幾千塊錢的大鐵塊。

先從射頻說起，射頻就是射頻電流，是一種高頻交流變化電磁波，是可以輻射到空間的電磁頻率，頻率範圍在300KHz～300GHz之間。每秒變化小於1000次的交流電稱為低頻電流，大於10000次的稱為高頻電流，而射頻就是這樣一種高頻電流 (大於10K);射頻(300K-300G)是高頻的較高頻段;微波頻段(300M-300G)又是射頻的較高頻段。射頻技術在無線通訊領域中被廣泛使用，有線電視系統就是採用射頻傳輸方式。

而射頻晶片指的就是將無線電訊號通訊轉換成一定的無線電訊號波形，並透過天線諧振傳送出去的一個電子元器件，它包括功率放大器、低噪聲放大器和天線開關。射頻晶片架構包括接收通道和發射通道兩大部分。

工作原理

這是射頻電路的原理圖，射頻晶片架構包括接收通道和發射通道兩大部分：

接收時，天線把基站傳送來電磁波轉為微弱交流電流訊號經濾波，高頻放大後，送入中頻內進行解調，得到接收基帶資訊，送到邏輯音訊電路進一步處理。

發射時，把邏輯電路處理過的發射基帶資訊調製成的發射中頻，用發射壓控振盪器TX-VCO把發射中頻訊號頻率上變為890M-915M(GSM)的頻率訊號。經功放放大後由天線轉為電磁波輻射出去。

對於現有的GSM和TD-SCDMA模式而言，終端增加支援一個頻段，則其射頻晶片相應地增加一條接收通道，但是否需要新增一條發射通道則視新增頻段與原有頻段間隔關係而定。對於具有接收分集的移動通訊系統而言，其射頻接收通道的數量是射頻發射通道數量的兩倍。這意味著終端支援的LTE頻段數量越多，則其射頻晶片接收通道數量將會顯著增加。打個比方，若新增 M個GSM或TD-SCDMA模式的頻段，則射頻晶片接收通道數量會增加M條；若新增M個TD-LTE或FDD LTE模式的頻段，則射頻晶片接收通道數量會增加2M條。LTE頻譜相對於2G/3G較為零散，為透過FDD LTE實現國際漫遊，終端需要支援較多的頻段，這就導致了射頻芯片面臨成本和體積增加的挑戰。

其實設計一個良好的射頻晶片還是很頭疼的。首先射頻晶片設計需要的理論知識非常多，很多設計理論甚至被人認為“玄乎”，而且射頻晶片的設計存在各種指標的折中均衡，什麼樣的折中是最佳的？怎樣折中是取決於產品的實際應用要求，沒有定論。再者，很多射頻晶片的指標要求都是要挑戰工藝極限，這就需要很多創新性電路結構，例如噪聲抵消、交調分量抵消、為了提高功放效率採用的動態偏置，有時為了降低功耗也是想盡了辦法。

硬性困難還是工藝及封裝。射頻晶片最重要的指標是噪聲係數和線性度，這兩個指標和工藝完全相關，例如CMOS工藝襯底上就會耦合過來各種噪聲干擾，CMOS器件的線性度也很差，這種難題是硬傷，如不解決好，只能透過合適的電路結構或者採取一些無法定量分析的隔離措施來緩解問題，這就存在很多不確定性了。除此之外，還有寄生引數、寄生電阻、電容和頻率之間的權衡。

最後的封裝亦是一大難點。小小的一根封裝引線就是1nH以上的電感，這些電感對射頻晶片的影響實在是太大了。在成本可控的前提下儘量採用先進的封裝形式，減少封裝帶來的引線電感。

對於5G射頻晶片，一方面頻率升高導致電路中連線線的對電路效能影響更大，封裝時需要減小訊號連線線的長度;另一方面需要把功率放大器、低噪聲放大器、開關和濾波器封裝成為一個模組,一方面減小體積另一方面方便下游終端廠商使用。為了減小射頻引數的寄生需要採用Flip-Chip、Fan-In和Fan-Out封裝技術。可以看出，到5G時代，高效能Flip-Chip/Fan-In/Fan-Out結合Sip封裝技術會是未來封裝的趨勢。

玩家盤點

成本昂貴，95%的市場被歐美廠商把持

通常情況下，一部手機主機板使用的射頻晶片佔整個線路面板的30%-40%。據悉，一部iPhone 7僅射頻晶片的成本就高達24美元，有訊息稱蘋果今年每部手機在射頻晶片上的投入將歷史性地超過30美元。隨著智慧手機迭代加快，射頻晶片也將迎來一波高峰。

目前，手機中的核心器件大多已實現了國產化，唯獨射頻器件仍在艱難前行。據悉，全球約95%的市場被控制在歐美廠商手中，甚至沒有一家亞洲廠商進入頂尖行列。簡單盤點一下在這個圈子裡的國內外玩家：

國內

信維通訊，產品線已從天線向射頻隔離、射頻聯結器、射頻材料擴充套件；

碩貝德，在5G天線及射頻前端模組上的開發處於國內領先水平；

麥捷科技，片式電感及LTCC射頻元器件的龍頭廠商。

長盈精密，國內最優秀的射頻前端積體電路設計和製造商之一，擁有兩大核心技術，分別為基於GaAs pHEMT工藝的功率放大器與包絡跟蹤電源系統。

順絡電子，國內電感和射頻元件龍頭。

唯捷創芯，國內最大射頻IC設計公司。

中興通訊，全球領先的綜合通訊解決方案提供商。

紫光展銳，產品涵蓋2G/3G/4G/5G行動通訊基帶晶片、物聯網晶片、射頻晶片、無 線連線晶片、安全晶片、電視晶片。

國外

Skyworks（思佳訊）

射頻元件龍頭，蘋果射頻供應商，主營方向為射頻前端產品，包括射頻功率放大器即RF PA、各種濾波器、混頻器、衰減器等。

Qorvo（RFMD與TriQuint）

Qorvo 由 RFMD 和 TriQuint 合併而成。兼具 RFMD 和 TriQuint 的技術、集體經驗和智慧資源，是移動、基礎設施和國防應用領域可擴充套件和動態 RF 解決方案的全球領導者。

TriQuint（超群半導體，與RFMD合併）

Murata（村田）（收購Renesas的功率放大器業務）：村田主營產品有陶瓷電容、陶瓷濾波器、高頻零件、無線感測器等。前陣子，村田宣佈收購義大利的無線射頻（RFID）技術新創企業ID-Solutions，加速物聯網布局。

Epcos，世界上最大的電子元器件製造商之一，產品主要市場在通訊領域、消費領域、汽車領域及工業電子領域。

此外還有恩智浦（NXP）、科銳、Macom、美信半導體、ADI、英飛凌、Avago(收購博通有線/無線晶片業務)、博通整合、高通、三星…