最新報(bào)告：2022年5G智能手機(jī)對(duì)毫米波 RF 收發(fā)器市場(chǎng)需求大幅提升

得益于5G、6G通信的快速迭代，毫米波已成為全球通信產(chǎn)業(yè)的一大發(fā)展方向。Yole 預(yù)計(jì)，到2026年，AiP 和毫米波前端模塊市場(chǎng)價(jià)值將達(dá)到27億美元。

Strategy Analytics 近日發(fā)布報(bào)告認(rèn)為，高通在2021年從智能手機(jī)5G毫米波市場(chǎng)獲得了可觀的營(yíng)收以及市場(chǎng)份額。

據(jù) Strategy Analytics 報(bào)告顯示，2021年5G智能手機(jī)對(duì)毫米波 RF 收發(fā)器市場(chǎng)需求大幅提升，而高通占據(jù)了大部分市場(chǎng)份額。

Christopher Taylor 是 Strategy Analytics RF & 無(wú)線組件服務(wù)總監(jiān)兼作者，他說(shuō):“5G 智能手機(jī)毫米波方案需要額外的射頻收發(fā)器，而不是支持 Sub-6GHz 頻段的收發(fā)器，這擴(kuò)大了其市場(chǎng)。作為2021年率先推出支持5G智能手機(jī)毫米波解決方案的唯一供應(yīng)商，高通通過(guò)其毫米波收發(fā)器和模塊，獲得了5G智能手機(jī)毫米波組件的大部分高附加價(jià)值。”

ST60是 ST 首款工作于 60 GHz 未經(jīng)許可的 V 頻段的毫米波射頻收發(fā)器，可實(shí)現(xiàn)極低功耗、短距離但高數(shù)據(jù)速率、非接觸式點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和超低延遲連接無(wú)電纜和無(wú)連接器解決方案。 它為板對(duì)板連接提供高達(dá) 6.25 Gbit/s 的速度，從而能夠創(chuàng)建視頻鏈接或快速數(shù)據(jù)交換。它還可以穿過(guò)塑料、有機(jī)玻璃和木材等材料以及其他非導(dǎo)電材料。ST60 通過(guò)避免經(jīng)常出現(xiàn)在連接器或電線上的機(jī)械應(yīng)力，為創(chuàng)建更堅(jiān)固的設(shè)計(jì)開辟了道路。此外，它可以無(wú)縫替代千兆以太網(wǎng)、SLVS 或 UART 等有線解決方案。這些收發(fā)器還提供業(yè)界最低的每比特功耗，在發(fā)射器模式 (Tx) 下為 6.6 pJ/bit，在接收器模式 (Rx) 下為 4.1 pJ/bit。

超高頻 (EHF) 無(wú)線電使用 30 GHz 和 300 GHz 之間的頻譜，其波長(zhǎng)大約在 1 到 10 毫米之間變化。EHF 并不是什么新鮮事物，但 60 GHz V 頻段的優(yōu)點(diǎn)是不需要許可證，也不會(huì)干擾使用較低或較高頻率的電信協(xié)議。因此，它在工業(yè)或醫(yī)療設(shè)備、智能手機(jī)、消費(fèi)電子產(chǎn)品、許多計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備以及汽車和航空系統(tǒng)等廣泛應(yīng)用中構(gòu)成了物理電纜和連接器的節(jié)能替代品。 當(dāng)惡劣的環(huán)境迫使行業(yè)投資于更昂貴的防塵、防鹽或抗振連接器時(shí)，或者當(dāng)電纜限制移動(dòng)時(shí)，非接觸式連接可提高穩(wěn)健性和可靠性。最近的事件還強(qiáng)調(diào)了這樣一個(gè)事實(shí)，即 ST60 可以降低醫(yī)療設(shè)備污染的風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)闆]有攜帶細(xì)菌或病毒的電纜。

ST60 也在重塑使用昂貴同軸電纜的行業(yè)。將設(shè)備耦合到波導(dǎo)時(shí)，它會(huì)增加其覆蓋范圍，因此即使距離更長(zhǎng)，也可以確保高速穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸。它還可以讓機(jī)器相互通信以創(chuàng)建更智能的工廠，這些工廠可以額外測(cè)試智能手機(jī)等消費(fèi)設(shè)備，而無(wú)需插入電纜。非接觸式體驗(yàn)還可以通過(guò)更輕松地共享信息來(lái)改善最終用戶體驗(yàn)。最后，數(shù)字標(biāo)牌或活動(dòng)策劃者可以更輕松地構(gòu)建顯示墻，而無(wú)需繁瑣的電纜。簡(jiǎn)而言之，EHF 的范圍很廣，對(duì)于 ST 而言，盡快提供設(shè)備以幫助早期采用者過(guò)渡非常重要。

ST60：滿足您需求的 60 GHz 收發(fā)器

受益于 60 GHz 射頻非接觸式模塊的產(chǎn)品越來(lái)越受歡迎，但與其他競(jìng)爭(zhēng)解決方案相比，ST60 微薄的 25 mW 至 40 mW 使工程師能夠?qū)⑵溆糜诘凸脑O(shè)計(jì)。此外，與低功耗 STM32 微控制器一起使用，ST60 可以集成小型電池供電系統(tǒng)，能夠提供靈活的非接觸式通信，這在幾年前是不可能的。另一方面，設(shè)計(jì)人員可以聚合多個(gè) ST60以利用多鏈路通信并增加整體帶寬以應(yīng)對(duì)要求更高的應(yīng)用，例如電視或計(jì)算機(jī)顯示器和筆記本電腦屏幕等顯示面板的電纜更換。

ST60 的實(shí)用主義還延伸到這樣一個(gè)事實(shí)，即它比傳統(tǒng)的電纜連接器占用的空間少得多，這要?dú)w功于它的小封裝并且除了幾個(gè)電阻器之外沒有其他組件。它集成了很多組件，因此設(shè)計(jì)人員無(wú)需添加外部時(shí)鐘或值，從而大大簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)并減少了物料清單。而且延遲只有幾納秒，不會(huì)影響用戶體驗(yàn)。

我們要了解5G毫米波，首先得知道，5G 網(wǎng)絡(luò)需要在不同頻譜頻段上進(jìn)行不同類型的部署，3GPP 5G標(biāo)準(zhǔn)主要包含兩類頻段：中低頻的FR1，高頻的FR2。其中，F(xiàn)R1中低頻段的頻率范圍是450MHz-6GHz，也就是我們平時(shí)說(shuō)的Sub-6 GHz;FR2頻段的頻率范圍為24.25GHz-52.6GHz，因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)為毫米級(jí)，所以通常被稱為毫米波。

目前，我們國(guó)內(nèi)主要還在體驗(yàn)Sub-6 GHz頻段的5G網(wǎng)絡(luò)，這種方案成本較低、抗干擾性強(qiáng)、覆蓋半徑較大，可以快速提高5G滲透率，也就自然成為了5G建設(shè)初期的選擇。不過(guò)，隨著帶寬需求繼續(xù)擴(kuò)張，中低頻譜的網(wǎng)絡(luò)使用壓力也越來(lái)越大，加上人們對(duì)傳輸速率的更高期待，5G網(wǎng)絡(luò)的商業(yè)化向毫米波演進(jìn)就成了必然。

必須承認(rèn)，由于更窄的波長(zhǎng)，毫米波也天然具有更高的大氣衰減、更高的傳播損耗度。這意味著，毫米波不僅容易受到建筑阻擋，還會(huì)被雨滴吸收，甚至連空氣也會(huì)產(chǎn)生信號(hào)損耗，這種「天生缺陷」直接限制了它在室外的可用距離范圍，也在很長(zhǎng)一段時(shí)間里讓它飽受爭(zhēng)議。

不過(guò)，對(duì)于行業(yè)來(lái)說(shuō)，三兩個(gè)技術(shù)短板不會(huì)成為「是否該使用、該發(fā)展」的顧慮，而是會(huì)發(fā)出「何時(shí)、何地、何條件下使用才更可行」的提問(wèn)。

毫米波的優(yōu)勢(shì)在于能真正實(shí)現(xiàn)我們所期待達(dá)到的5G最高速率、頻譜資源豐富、帶寬極大，時(shí)延可低至亞毫秒級(jí)，還支持密集小區(qū)部署、高精度定位和更高的設(shè)備集成度……發(fā)現(xiàn)了嗎?毫米波早就圈定好自己的應(yīng)用范圍：在人流量密集的場(chǎng)所，它恰好能避短，發(fā)揮自身技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

發(fā)展至今，業(yè)界已經(jīng)很少有人再去懷疑毫米波可能帶來(lái)的積極變化。要知道，當(dāng)3GPP舉行其首個(gè)5G研討會(huì)時(shí)，也曾不確定是否要將毫米波納入第一套規(guī)范。再看今天，行業(yè)里猶豫的聲音已經(jīng)逐漸消失，甚至按照GSMA的預(yù)測(cè)，2034年之前，僅我國(guó)使用5G毫米波頻段所獲的經(jīng)濟(jì)收益，就將超過(guò)一千億美元。

而在研究人員的設(shè)想中，毫米波將與Sub-6 GHz的5G部署以及4G LTE緊密集成，使網(wǎng)絡(luò)能夠在室內(nèi)及室外場(chǎng)景之間進(jìn)行完美轉(zhuǎn)接，以此保持性能和覆蓋范圍。