射频连接器领域，中国依然还有很长的一段路要走!

随著智能机屏幕、电池容量的增加，以及智能机内部功能部件的增加，PCB区域已成为移动终端内部的一块不小的竞技场，它们正在挤压着智能机前端的物理空间，加上移动通信技术的发展，给智能机前端的设计带来了巨大的挑战。

最新一份YoleDeveloppement研究所的研究报告指出，随着5G技术的日益成熟，未来的电子元器件(GaAs)市场将有显著增长，但传统的电子元器件(GaN)将逐步被新出现的氮化镓(GaAs)取代，而砷化镓(GaAs)的市场份额将相对稳定。

Yole预计，电信基地台设备的升级和小型基地台的广泛布建，将成为推动市场规模增长的最主要推动力。到2022年时，市场规模将达到25亿美元，复合年增长率(CAGR)为9.8%,2016年全球市场规模约15亿美元。但是，由于引入了新的通信技术，并且采用了较高的通信频带，所以必须采用新的传输技术来实现这种通信。

从长远来看，使用GaN制程的RFPA将成为主流的制程技术，而LDMOS制程的市场份额将在3W以上。

5千瓦以下的前端。

近20年来，无线移动通信得到了飞速发展，它对人们的生活、学习和工作方式，以及政治、经济、社会等各个方面都产生了深远的影响。

WRC-12上的ITU在2012年初通过了4G标准，通信行业开始研究5G。一些国家已经成立了专门机构推动5G研究，以争夺新一轮技术和标准的影响和制高点。比如，欧盟启动了METIS、5G预研等多个5G项目，建立了5GPPP；韩国建立了5GSM等；美国和日本也启动了5G研究。2014年2月和5月，IEEE通信杂志出版了两个5G技术专题。

在技术层面上，5G移动通信网络是4GHz之后继4GHz之后的新一轮移动通信标准。由4G到4G+到5G，意味着无线通信系统的复杂性大大增加，需要覆盖的频段也相应增加。据悉，目前全球典型4G频段已达近30个。

说到5G给RF带来的挑战，我们首先要弄清楚什么是RF前端。

就其定义而言，一阶FEM指的是天线到一阶FEM的整个系统。本节中包括滤波，LNA，脉冲，开关和双工器等。

纵观1G到4G的发展历程，无线网络的上升期和下升期都在加速，设备的更新换代也在逐步进行。在4G时代，由于多模多频的要求，射频前端的复杂性大大增加，5G时代对射频前端的挑战更是前所未有。由于4G到5G的无线传输速度跨越了整个行业。

依据无线通信的相关理论，可以通过提高频谱利用率或增加频谱带宽来提高通信速率。但是从目前无线应用的现状来看，由于通常使用的低于5Ghz的频段已经很拥挤了。要想获得频谱资源，业界只需关注更高频率的毫米波。解频带问题，同心同德，同心同德。

而2G和3G无线网络的RF功能则比较简单。2G有4个频段，3G则有5个。但是4G的频段超过40个。4G不仅包含2G和3G频段，还包含4G频段。

此外，移动运营商还采用了一种名为载波聚合的技术。载波聚合把多个信道或多个载波组合用在一条数据大管道上，可以在无线网络上获得更高的带宽和更快的数据速率。

OEM厂商需要复杂的RF前端模块来处理频段和载波聚合。

5G给RF带来困难。

今天的智能手机，尤其是高端旗舰手机，不仅需要全网通，还需要支持更多频段，如全球全网通，除打电话外，还要上网浏览网页，上传下载网速也要快，这些需求的扩大，对射频前端技术的复杂度越来越大，RF技术在当前及未来都将面临许多新的技术挑战。

通过拆分上述技术要求，我们能够更好地理解5G时代射频所面临的挑战。

先说说载波聚合吧。

因为ITU制定了最高50Gbps的下行速率标准，所以相较于最高5Gbps的4G支持5G的20Mhz载波聚合，在5G时代载波聚合的数量可以达到32甚至64。对RF供应商而言，就是要解决串扰问题。这样可以满足滤波器的新需求。这种多载波聚合除了滤波器之外，还需要PA和开关器件具有较高的线性度。

此外，全网通手机所需支持的频段越来越多，同时多载波聚合组合数也在增加，对前端技术的支持也越来越大。

第二个高频信号也对滤波器提出了挑战。

以前4G时，SAW滤波器由于频率较低，已能满足设备要求。但是进入5G高频时代，SAW技术的局限性更加突出。BAW滤波器在保持高频高Q值的情况下，成为业界的新宠。

三是由5G引发的社会变革。

5G毫米波时代，高频段使得传统PA的LDMOS工艺捉襟见肘，但其固有的性能缺陷使其在未来的高频应用中优势尽失，基站迫切需要一种高功率密度、高工作电压、高频率、高带宽的新型工艺产品，因此氮化镓占据了材料性能优势，成为业界追逐的新热点。由于5G的高频特性，使得信号极易受到干扰，所以采用微基站进行信号覆盖，成为业界的共识。而氮化镓PA正好可以满足微型基站的需要。

GaN将取代LDM操作系统。

现在，针对3G/HSPA和LTE基站市场的功率放大器(功率放大器)主要有LDMOS和砷化镓。

而LDMOS的制造过程是将BPT和砷化镓工艺结合在一起。不像标准的MOS工艺，LDMOS并不在器件封装上使用BeO氧化铍隔离层，而是直接在基板上硬接，从而改善了导热性能，提高了器件的耐高温性，极大地延长了器件的寿命。

大家都知道基站用的功率管一般都是用在MOS技术上，但是目前这种技术正被氮化镓(GaN)技术所取代。对半导体行业来说，这是第一个挑战，也是机遇。

在目前的功率放大器中，功率放大器主要采用以硅为基础的横向扩散金属氧化物半导体技术。但硅基技术在高频应用领域存在一定的局限性：随着频率的增加，电源的带宽会大大降低，而电源的频率只能达到不超过3.5次的频率。由于通信频段迁移到高频，基站和通信设备需要一个能支持高频性能的功率同位素。

今天，GaN是唯一能够满足这些要求的流行技术：GaN功率同位素已经能够处理50个以上的毫米波频率。此外，GaN功率同位素可以支持更高的带宽，甚至在更高的频率。尽管目前从性价比方面考虑，GaNMOS仍将是中低端频率的主流，但在10个频带以上，GaN的优势十分明显。在5G时代，GaN功率放大器将会成为超高频通信的首选。

砷化镓PA芯片是目前市场上的主流，出货量占总出货量的九成多。2G时代，PA芯片以CMOS工艺为主，进入3G时代后，生产工艺向电导率更高、截频更高的砷化镓工艺转变。由于三安光电和海特高新的砷化镓砷化生产线已经投入使用，国内PA芯片制造商的研发和生产环境将得到极大改善，因此国内厂商已经在砷化镓晶圆制造领域进行了大量的投资。

欧美公司掌握了市场。

一般来说，一台手机的主板所用的晶片要占整个接线板的30%-40%。据报道，iPhone7光是射频芯片就要花费24美元，而且据报道，今年苹果在射频芯片上的投资将历史性地超过30美元。由于智能手机的迭代速度越来越快，射频芯片也将迎来一波高潮。

现在大多数手机的核心器件都是单片机，唯独射频器件还在艰难地前进。据报道，全球大约95%的市场都掌握在欧美厂商手中，甚至没有一个亚洲的厂商能进入顶级行列。

中国在这方面仍然有很长的路要走！