分析移动射频前端集成的创新

发布日期:2019年4月9日

3G和4G早期智能手机的移动RF前端结构相对简单,可从分立元件来构建。今天的移动无线电频率(RF)前端已经变得更加复杂,以支持演进LTE标准。智能手机需要支持采用先进的过滤和复用技术,以保持功耗和低干扰的多个频段。他们还需要支持的频带的数量增加。载波聚合已被添加到让手机可以通过同时使用多个频带,以适应更高的带宽。多区域或全球手机需要更多的频段,因此更多的过滤器。5G手机将可能需要超过100个RF滤波器。

移动射频领域的专利大多与电路有关

图1:移动射频领域的专利大多与电路有关

TechInsights的从天线到RF收发器,以及基带处理器分析移动射频设备。在这些设备上执行的类型的分析包括:拆卸,功能测试,封装和结构,电路和晶体管表征。通过上述分析,我们可以看到不同的方法来解决复杂的问题;而一些供应商正在提供引脚兼容组件,使通用的架构简单地通过更换组件,以支持不同的频带/地区,其他供应商都集中在更集成的体系结构。当我们通过使用和支持专利的证据镜头看这个,这是有趣的是,被支持的大多数专利在RF空间中电路有关,更具体地说,在RF前端。

专利景观表示RF技术领域的专利类型的密度

图2:显示射频技术领域专利类型密度的专利版图

前端模块的分析将成为与不断融合的前端到包含几个模和多个无源模块更为重要。本文将在一些移动RF架构和集成的最新创新仔细一看,在可用的类型分析,以检查它们。

拆卸设计赢得识别

TechInsights的的拆解苹果iPhone两个X最大发布了新的英特尔基带处理器PMB9955。这部分的腐蚀未覆盖如下所示的模痕。我们有信心这个组件是英特尔的XMM 7560 LTE Advanced Pro 4G LTE平台。据英特尔称,xmm7560是该公司的第五代LTE调制解调器,采用英特尔自己的14nm制程。这也是英特尔的第一个支持CDMA标准的调制解调器,这使得苹果能够在不支持不同调制解调器的情况下获得美国运营商的全覆盖。

英特尔基带处理PMB9955在iPhone两个X最大发现

图3:英特尔基带处理PMB9955在iPhone两个X最大发现

芯片显示这是英特尔的XMM 7560 LTE先进Pro 4G LTE平台

图4:模痕表明这是Intel的XMM 7560 LTE Advanced Pro 4G LTE平台

iPhone Xs Max中发现的英特尔PMB5672射频收发器

图5:iPhone Xs Max的Intel PMB5672射频收发器

模具斑纹英特尔PMB5672射频收发器

图6:模具斑纹英特尔PMB5672 RF收发器

拆卸框图

在2016年,高通形成有TDK合资递送“一个完全集成的系统”,因为他们认为“模块的解决方案将是必不可少的,以支持在RF前端这个增加的复杂性。”由于这家合资企业中,高通宣布射频前端组件和设计胜要求的新系列具有业内首创的“调制解调器到天线解决方案”作为新的索尼XPERIA XZ2智能手机证明。你可以看到这个杜彦武从我们索尼的Xperia XZ2 Smarphone的深潜拆除所采取的DESGIN电台的方框图证明。

高通的现代天线射频解决方案在索尼Xperia XZ2智能手机

图7:高通的调制解调器到天线的RF溶液如索尼的Xperia XZ2智能手机看到

结构和电路分析携手工作

正如我们对5G移动从4G,RF组件集成被例示在博通/ Avago的AFEM-8072高和中频带前端模块,在iPhone 8,8加,和X找到,并且包括10个管芯和多个无源组件。These module analyses are interesting in that they require circuit reverse engineering of the chips within the module that are made using a variety of processes (i.e. CMOS, GaaN), and they require reverse engineering of the module substrate itself to reconstruct how the chips are connected to each other. We are seeing front-end modules and power amplifiers containing multiple die, integrating multiple functionalities (such as power amplifiers, antenna switches, filters, duplexers, multiplexors and LNAs). An example of this integration is the AFEM-8072 high and mid-band front-end module, shown in Figure 8.

博通/ Avago的AFEM-8072集成了多个RF组件

图8:Broadcom/Avago AFEM-8072集成了多个RF组件

TechInsights的射频收发器的结构分析提供了一个了解无需深入晶体管电平电路的反向工程操作的方式接收和收发器的发射路径。狗万体育网站RF信号迹线是关于使它们更容易识别和与该装置的最小处理跟踪的设备的上部的水平。高级框图可以创建快速了解RX或TX架构。

射频收发信机的架构层次分析

图9:RF收发信机的建筑级分析

像模块反向工程,手机PC狗万体育网站B的逆向工程将会为系统的整合将需要理解变得更加重要。认为需要理解专利如何包络跟踪(ET)与基于从RF收发器反馈的功率放大器(PA)相互作用:这将要求ET,PA和RF收发器芯片的电路的反向工程以及所述的PCB,狗万体育网站表明他们之间是如何相互作用的。

功率放大器系统测试允许我们测量各种运行参数,如图10所示。对Avago ACPM-7371型宽带码分多址(WCDMA)功率放大器进行了系统测试。

功率放大器系统测试。此分析使我们能够测量功率放大器的各种操作参数

图10:功率放大器系统测试。此分析使我们能够测量功率放大器的各种操作参数

在需要全电路提取的地方,TechInsights提供层次结构图,使用户能够快速深入理解内容。图11所示为高通WTR5795射频收发器的示例。

射频收发器的晶体管电平电路分析。这是RF架构分析的后续内容。这是一个晶体管级电路逆向工程分析,并提出了一组分层安排的原理图狗万体育网站

图11:RF收发器的晶体管级电路分析。这是RF架构分析的后续内容。这是一个晶体管级电路逆向工程分析,并提出了一组分层安排的原理图狗万体育网站

下面是一个电路分析的例子,我们执行的Avago ACPM-7600多模式,多波段功率放大器模块。这个分析检查了在晶体管级模块内的各种芯片,以及重新创建模块的系统级原理图。随着前端组件以包的形式持续集成到系统中,这种分析将变得越来越重要。

功率放大器模块的电路分析。此分析检查模块内的各种芯片在晶体管级,以及重新创建模块的系统级示意图作为一个整体

图12:一个功率放大器模块的电路分析。此分析检查模块内的各种芯片在晶体管级,以及重新创建模块的系统级示意图作为一个整体

最后一个例子,如图13所示,是对苹果iPhone 7的Avago DFI621双工器进行的FBAR滤波器分析。

分析薄膜体声谐振器(FBAR)滤波器。这是一个手机双工器FBAR滤波器的过程和电路分析。对毫米波产生的新滤波技术的需要将使这类分析产生更大的兴趣。

图13:薄膜体声谐振器(FBAR)滤波器分析。这是一个手机双工器FBAR滤波器的过程和电路分析。对毫米波产生的新滤波技术的需要将使这类分析产生更大的兴趣。

在关闭

制造商正在解决当今复杂性与创新的解决方案。随着新解决方案的引入,所以也有新的或更新的方法应用到逆向工程他们。技术专家需要熬夜到最新的各种设计和有竞争力的目的,可用的解决方案;知识产权专业人士需要了解可用的分析选项,以及如何将这些专利和组合操作应用。

如果您有兴趣了解更多有关TechInsights射频分析的信息,请下载产品简介或看这篇名为最近录制的网络研讨会:移动无线电频率景观-专利和技术的前景

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