小基站,顾名思义,在产品形态、发射功率和覆盖范围等方面都比宏基站小很多,一样平常只能支持一个载频,能供应的容量较小。与宏基站比较,小基站能够深入室内做弱旗子暗记和盲区的定点覆盖,可以有效办理5G宏基站穿透性差和选址难等痛点。此外,在热点区域,小基站的小功率使其可以在更小的范围内进行频率复用,提升系统容量,帮助宏基站分担流量负荷。可以看到,小基站在5G生态中将发挥主要浸染。
随着5G用例的推动和小基站市场的起量,人们对无线通信的传输速率提出了新的需求,推动小基站从频率、带宽、效率到可靠性等多方面的提高。个中,PA作为小基站中射频前真个核心部件备受关注。
PA,又称功率放大器,紧张用于发射链路,通过把发射通道的微弱射频旗子暗记放大,使旗子暗记成功得到足够高的功率,从而实现更高通信质量、更强电池续航能力、更远通信间隔。PA的性能直接决定了通信旗子暗记的强弱和稳定性,在保障基站通信质量方面浸染显著。

从市场现状来看,目前运用在基站上的PA紧张以入口为主,国产替代呼声很高。从规模来看,2021年微基站PA市场规模为5亿元。随着后续5G的遍及和基站规模的提升,可以预见,5G时期运用在小基站上的射频PA将迎来新的发展机遇。
基站PA市场,本土芯片厂商再下一城
在广阔的市场需求和海内政策大力支持的背景下,呈现出了一批精良的本土射频微波芯片设计厂商,成都明夷电子科技有限公司(以下简称“明夷科技”)便是个中之一。
明夷科技凭借着深厚的技能实力和履历积累,近日发布了四款4W系列砷化镓高效率功率放大器芯片,频率分别覆盖:1.8GHz (型号MYS11301)、2.1GHz (型号MYS22301)、2.3GHz (型号MYS22314)、2.6GHz (型号MYS22302),紧张用于FDD/TDD 4G/5G通讯小基站末级场景。
据先容,该系列芯片性能均达到业界精良水平,从产品设计上来看,明夷科技的PA芯片采取GaAs HBT工艺,采取系统布局更简洁灵巧的集成构造,运用Doherty架构来实现高效率,同时具备高增益、宽IBW处理能力和高开环线性,可以通过搭配外部通用的DPD系统来实现高闭环线性。
Doherty 构造图
个中,Doherty架构对设计开拓哀求较高,海内芯片厂商紧张是做手机PA,用不到Doherty架构。基站市场相对消费市场规模较小,门槛较高,布局基站PA的本土厂商较少。而明夷科技深耕于此,专注于通信芯片开拓设计,通过持续的技能迭代和演进,成功推出了小基站用PA产品,采取GaAs HBT工艺和Doherty架构兼顾芯片本钱和性能。
得益于以上设计,明夷科技PA芯片的事情带宽覆盖了1.8-2.6GHz通讯小站场景的主流频段,并且在28dBm功率等级下能得到29-33%的发射效率,以及支持100MHz载波校准-51dBc以下的线性度,展现出了十分精良的性能表现,能够更加适应室内覆盖运用中不同微站功率等级的配置需求。
明夷科技该系列产品与业界主流方案兼容,具备明显的本钱上风和供应保障,已经达到了对标国生手业巨子竞品的水平和程度。据悉,目前该系列产品已经完成研发,处于送样阶段。
竞争格局下,本土PA芯片迎突围窗口
从行业格局来看,由于射频器件对设计履历及工艺的哀求较高,且PA为构造最繁芜的前端核心器件,目前环球市场基本上由国外射频巨子所垄断,Skyworks和Qorvo霸占大部分市场份额。
比较国外主流厂商,本土企业起步较晚,但目前海内已有多家公司研制出基站用PA产品,
也已经开始出货,产品指标已经可以做到与头部厂商相称水平,且在价格和做事方面具备上风。
随着本次明夷科技PA系列产品的成功推出,再次彰显了海内厂商在射频通讯领域领先的产品开拓能力和技能实力。
另一方面,随着半导体材料的不断发展,功率放大器正在经历LDMOS、GaAs、GaN等几大技能路线。由于小基站不须要特殊高的功率,功率放大器目前仍以具备可靠性和高性价比上风的GaAs和LDMOS工艺为主。但随着GaN器件本钱的降落,技能的提升和基站产品对更高输出功率的需求,GaN PA开始在小基站运用中逐步拓展。
不同材料射频器件的功率频率特性 (图源:Analog Devices)
明夷科技表示,随着市场需求和技能的发展,小基站PA会更进一步哀求提升频率、输出功率和效率,由现有的4W提升到10-20W,届时GaAs HBT工艺的PA将无法知足需求,须要GaN工艺去实现。
GaN材料具有精良的高功率密度、高频特性和截止频率,在MIMO运用中,可实现高整合性办理方案。未来,GaN PA将成为基站运用的主流技能。据Yole数据统计,GaN器件的射频市场估量将从2017年的3.8亿美元增长到2023年的13亿美元。
在市场需求和技能迭代趋势下,也构成了明夷科技未来发展的方向,“明夷科技会依赖现有的客户和市场根本,向外发散推广,同时进一步补齐4W PA的其他频段(如3.5GHz等),不断完善产品系列。同时研究GaN工艺,以实现更高功率和效率的诉求,也使明夷科技能够在芯片国产化的浪潮中,引领行业。”
目前,明夷科技在在成都拥有4000㎡的生产线和实验室,在上海建有高等研发中央,在南京、西安设立实验室,在深圳设有发卖中央,来自国内外有名院校及行业顶尖企业的核心团队善于GaAs、CMOS、SiGe、SOI和GaN等工艺的芯片开拓设计,拥有业内领先的开拓能力和丰富的量产履历。基于此,明夷科技积累了丰富的产品线,覆盖射频前端芯片、光电芯片、以太网PHY芯片以及高性能仿照芯片,射频前端芯片包括PA、LNA、开关、单/双通道吸收FEM、TX/RX DVGA、驱动放大器、分立式放大器管芯、Wi-Fi 6 FEM等,供应5G m-MIMO、宏站和小站的射频小旗子暗记全套办理方案。
在射频行业不同细分市场持续得到行业标杆性客户的认可和量产出货的证明下,明夷科技显示出坚实的根本技能积累和创新能力,团队能够在业务扩展、跨界竞争过程中更具竞争上风。
未来,明夷科技将连续扩大基站射频芯片和固网接入光电芯片上风,打破高端仿照芯片技能,为客户供应更多通信芯片办理方案。同时,进军WiFi、MCU等消费领域,从而在基站、WiFi和光通信等细分芯片领域均达到国际领先水平。
写在末了
能够看到,基站PA市场需求兴旺,正迎来快速发展阶段,GaN工艺技能也正在走向未来市场发展的主流。
结合当前芯片国产化趋势的浪潮,国产厂商迎来新的发展机遇。明夷科技跻身个中,致力于通过长期的技能积累与创新,构建起完善的射频和仿照产品线布局及产品质量和可靠性管理体系,为客户供应高性能、低功耗、高可靠性的产品及办理方案。
这次明夷科技在PA芯片的率先破局,吹响了大举进攻射频市场新蓝海的号角。
四款芯片的性能参数展示如下:
MYS11301(1.8G)
PAE=33% @28dBm
P3=36dBm
ACPR DPD linearized @28dBm<-51dBc (20MHz LTE, 8.5dB PAR)
High gain: 32dB @28dB
MYS22301 (2.1G)
PAE=33% @28dBm
P3=36.5dBm
ACPR DPD linearized @28dBm<-51dBc (20MHz LTE, 8.5dB PAR)
High gain: 34dB @28dBm
MYS22314 (2.3G)
PAE=32% @28dBm
P3=36dBm
ACPR DPD linearized @28dBm<-51dBc (20MHz LTE, 8.5dB PAR)
High gain: 32dB @28dBm
MYS22302 (2.6G)
PAE=29% @28dBm
P3=36dBm
ACPR DPD linearized @28dBm<-51dBc (100MHz LTE, 8.5dB PAR)
High gain: 32dB @28dBm
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