先進長程演進計畫(LTE-A)及5G市場將帶動低雜訊、高線性度射頻(RF)元件需求成長。為達到更高的資料傳輸速率,行動通訊系統已開始擴大導入多重輸入多重輸出(MIMO)天線,以及載波聚合(Carrier Aggregation, CA)技術,進而驅使射頻元件開發商,推出更低雜訊、線性度更高,且尺寸更小的解決方案。
英飛凌(Infineon)電源管理及多元電子事業處射頻及保護元件協理Juergen Hartmann表示,提高資料傳輸速率為行動通訊技術發展重要趨勢,其可透過兩種方式達成,一是增加接收器靈敏度,須依靠低雜訊放大器(LNA)來增加接收訊號強度;另一種是增加頻寬,即透過載波聚合方式實現,這部分則需要高線性度的射頻開關。
台灣英飛凌電源管理及多元電子事業處經理黃正宇表示,傳統手機設計易產生線路損失,損失一增大靈敏度便下降,資料傳輸速率也越低,比如越多台電視分接第四台線路,線拉得越長收訊便越差。其解決方法是在射頻收發晶片與遠端接收天線間加入LNA,此方式將能大幅降低雜訊指數,並提升數據傳輸速率,而採用矽鍺碳(SiGe:C)製程的LNA,來改善接收路徑的雜訊指數,會是較好的選擇。
在增加頻寬方面,載波聚合技術可透過整合不同頻段以增加頻寬;但當射頻收發晶片同時操作於多個頻段時,若其線性度不佳,便會導致諧波干擾產生,進而影響效能表現,因此必須提升射頻收發晶片的線性度。
此外,針對載波聚合需要的高線性度射頻開關,英飛凌則導入互補式金屬氧化物半導體(CMOS)製程,該製程優點是容易整合其他元件,實現將所有功能整合到一顆裸晶上;同時,因線性度獲得提升,開關便不用外加其他濾波器,即可達到載波聚合所要求的線性度規格。
Hartmann進一步指出,因應市場對射頻元件性能與尺寸日益嚴苛的要求,英飛凌在新產品上已顯著提升線性度;並研發出嵌入式晶圓級球柵陣列封裝(eWLB)等技術,不但可節省成本,同時也能縮小裸晶尺寸,滿足未來市場需求。