从2009年12月到2014年1月，全球有101个国家/地区共264个lte网络投入商业运营。预计未来五年将有几乎同样多数量的lte网络投入运 营，lte网络将会覆盖全球64%的人口。同时，据市场调研公司预计，未来五年智能手机的高端市场会趋近饱和，年均复合增长率会小于5%;但由于存在替换 原来功能机的需求，中低端智能手机市场会仍然以大于20%的速度增长;因此，智能手机总的出货量会以约15%的速度增长，但每个设备的rf含量会以更快的速度增长。

滤波器需求增长

由于4g lte的出现，使得频段越来越多，频段越多就会导致智能手机的设计复杂性越来越大;加上频谱资源是一个非常稀缺的资源，特别是在北美和欧洲地区，频谱非常 拥挤，这样就一定会增加滤波器的复杂性。triquint中国区移动产品销售总监江雄在9月份iic期间的一次主题演讲中表示，“的采用将会推动 rf总体有效市场（）大幅增长。”

他指出，未来几年，高性能滤波器会以年均复合增长率40%~50%的速度增长（如图1所示）。他强调，这里的高性能滤波器主要指体声波（）和温度补偿声表面波（tc-）这两种滤波器。

不同类型的手机中采用的滤波器类型和数量都是不一样的，比如在功能机时代，只需要普通的saw滤波器就足够了;就算是3g手机时代，对滤波器和 tc-滤波器的需求也不大。但是到了4g时代，一款智能手机必须要对多个频段的2g、3g和4g无线接入方式的发送和接收路径进行滤波，同时还要对 wifi、蓝牙和接收器等的接收路径进行滤波，而高端智能手机可能需要用到滤波器的地方会更多。这些频带范围都不相同，又不能相互干扰，这必然需要 更多的滤波器来对这些信号进行隔离。

而saw滤波器由于本身的局限性，一般只适用于1.5ghz以下的应用。另外它也易受温 度变化的影响。高于1.5ghz时，tc-saw和baw滤波器则更具性能优势。baw滤波器的尺寸还随频率升高而缩小，这使得它非常适合要求非常苛刻的 3g和4g应用。还有就是即便在高宽带设计中，baw对温度变化也没有那么敏感，同时它还具有极低的插入损耗和非常陡峭的滤波器边缘。“baw的集成化更 高、性能更好、带宽的抑制能力更强，而且它为大于2ghz的频带进行了优化。”江雄在演讲中提到。

智能手机中的高级滤波器需求会持续增加，从图2中我们可以看到移动设备中的rf器件发展主要有三个趋势：一是功率放大器市 场是从持平到缓慢下降，江雄认为这主要是因为宽带放大器的应用造成的;二是cmos开关和调谐元件会稳步增长，调谐元件目前很多手机没有，但以后的手机基 本都会具备;三是滤波器的增长是非常迅速的。他认为这后面的原因比较多，但最主要的是频带扩散、载波聚合和分集接收/wifi。

对于在4g时代，为什么需要采用载波聚合技术，江雄是这样解释的，“lte-advanced在低移动性下峰值速率达到1gbps，高移动性下峰值速率达到 100mbps。那么为了支持这样的峰值速率，我们需要更大的带宽。而对运营商来说，频谱资源相对来说是比较紧的，每个运营商分到的频谱资源不多，特别是 连续的频谱资源时非常有限的。为了解决这个问题，-advanced就提出了载波聚合的尊龙凯时旗舰厅的解决方案。”

载波聚合目前有两种实现方式，一是连续载波聚合，将相邻的数个较小的载波整合为一个较大的载波;另一个是非连续载波聚合，就是将离散的多载波聚合起来，当作一个较宽的频带使用，通过统一的基带处理实现离散频带的同时传输。

其实滤波器技术经历了不同的发展阶段，据江雄回忆，十几年前的滤波器还是陶瓷封装的，陶瓷封装很坚固，也很耐用;后来日本的村田将它做成了塑料封装。 再后来发展成现在的wlp封装。这种晶圆级的封装是以bga技术为基础，是一种经过改进和提高的csp。有人又将称为圆片级-芯片尺寸封装。圆片级 封装技术以圆片为加工对象，在圆片上同时对众多芯片进行封装、老化、测试，最后切割成单个器件，可以直接贴装到基板或印刷电路板上。它使封装尺寸减小至 ic芯片的尺寸，生产成本大幅下降。

“众所周知，智能手机厂商对成本都比较敏感，一般都会尽可能降低制造成本。同样，如果滤 波器的成本过高，肯定会提高手机厂商的成本。而在整个滤波器的成本中，所占比重大的可能很多人都猜不到是哪一部分。”江雄在演讲中表示，“其实滤波器里 面部分的成本并不高，最高的部分在于封装，对于陶瓷封装来说，封装的成本占整个滤波器成本的50%左右，塑料封装的成本占85%以上。而现在的封装 成本很低，使得滤波器的成本一下就降下来了。”

“这是一种颠覆性的技术。”他抑制不住自己的兴奋。说到triquint在中国市场上的表现，他自豪地表示：“目前中国市面上能见到的lte手机，基本上都有使用我们的baw滤波器。年的滤波器产量大于10亿，是全球成长快的滤波器制造商。”

射频功率放大器的不同工艺对比

载波聚合、多频带和严格的系统指标将会持续推动射频前端的集成趋势，提高集成度可以克服 rf的挑战。triquint也推出过不少集成化的产品。但说到集成，不得不提高通的射频前端尊龙凯时旗舰厅的解决方案，该方案是一个高度集成的射频前端，基本 整合了调制解调器和天线之间的所有基本组件，包括：集成天线开关的射频功率放大器、无线电收发器、天线匹配调谐器和包络功率追踪器。使用该方案能够简化和 解决蜂窝前端面临的众多复杂挑战。这个尊龙凯时旗舰厅的解决方案是基于 cmos工艺的，其实到目前为止它的性能指标还是没办法跟gaas技术相比。江雄表示，gaas在性能上有更好的优势，如果同样是使用gaas技术的话， 效果可以有60%的提升。他同时还指出了cmos技术一个比较很大的“痛点”，那就是成本较高，利润很不理想。

与triquint重点关注手机端的射频技术不同，飞思卡尔的主要关注点在基站等 无线通信等领域的射频技术。飞思卡尔中国区射频资深应用经理狄松则表示，射频功率放大器的应用场合很多，有无线通信、民用雷达、广播、医疗、加热和激光应 用等领域。在他看来，目前总的市场上的功率放大器还是以基于si工艺的成熟ldmos技术为主，占有率在70%以上。在无线通讯领域，得益于ldmos优 秀的性价比，ldmos的市场占有率应该在90%以上。

他认为，从性能来说，gaas和gan可以应用在高频段场合而维持着 不错的效率。但gaas由于漏极电压的限制，输出的功率能力相对来说较低; 而对于gan来说，由于材料和加工工艺的复杂性，相对于其他工艺的器件来说，成本上相对较高，另外大规模供货相对于ldmos来说没有优势。而gesi的 成本较低，但只适合应用于较小功率的放大器甚至在（低噪声放大器）中。

ldmos自上个世纪90年代成功商用以来，工 艺制造技术日趋成熟、稳定。另外在产品性能上，ldmos功率管在现有的3g， 4g无线通讯的应用频段（例如2ghz左右或以下的频段），相对于gan来说没有明显的劣势，而在成本上相对gaas和gan来说还有一定的优势，综合来 说ldmos功率管性价比较高。从另外一方面来说，由于器件工艺的成熟和系统应用层面的不断进步，ldmos的商用成熟度也是最高的。同时因为现在的各个 ldmos厂家包括freescale在内还在积极研发新一代高性能产品（包括有源die和高效率的内匹配技术和集成等等），ldmos器件性能也会持续 不断提高。

而gan晶体管首次出现在20世纪90年代，最近几年才开始商业化应用。gan的普及在于其高电流和高电压性，这 使得它在微波应用和功率切换上极具价值。gan技术在性能上优于其他射频技术，这是因为在给定频率下，gan可以同时提供最高的功率、增益和效率组合，还 因为gan可以在较高的工作电压下工作，并且降低系统电流。

尽管与si和gaas等其他半导体材料相比，gan是相对较新的技术，但是对于远距离信号传送或高端功率级别等（例如雷达、基站收发台、卫星通信、电子战等）高射频和高功率应用，gan已经成为优先选择。这一点江雄表示同意，不过他还是觉得在手机端使用gan技术目前来说还显得有点奢侈。

在狄松看来，“未来几年，我们预计ldmos还将继续占领市场主流。但我们同时看到，在一些高频段应用领域（比方说3.5ghz或更高频段），由于gan的性能优势，对于效率要求较高的项目，gan的方案会被应用在其中进行补充。”

另外，他还认为随着5g的推出和标准的逐步明确，各个器件供应商会推出集成度较高的器件，如rfic等。如果频段较高，如工作在10ghz以上的频段，功放 可能会采用gaas，gan或更新的技术材料器件。对此，他觉得主要原因是因为用于手机上的射频功率放大器输出功率较小，相对基站功放来说，单芯片比较容 易满足多频段和多制式的要求。

小结

随着的出现，智能手机需要支持的频段越来越多 ，给手机的设计带来了更大的难度，需要的射频器件也变得越多。这个必将促使射频厂商提供更多集成度更高、性能更好的产品。而未来哪种射频技术最合适，还需要市场的检验，就目前来说低成本的射频技术更加受手机厂商青睐。

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