抢攻5G小基站商机 工研院发表射频芯片原型

在4G与未来的5G行动通讯系统，高密度布建的小型基站已被视为提升频谱资源利用率、实现异质网络无缝连接的一大解方，相关的关键射频组件的市场潜力十分可观。 工研院资通所为协助台湾通讯上游组件产业掌握小型基站商机，于近期发布小型基站功率放大器芯片封装模块原型。

此一小型基站功率放大器芯片与模块原型，目前于4G LTE 2.5~2.7GHz (Band-41)上运作，并符合Picocell规格(27dBm, ACLR>47dBc)。该技术的开发，主要以提升线性度与效率为指针，其先整合了SMD被动组件于SiP封装模块，最后则整合于小型基站进行讯号传输。

工研院资通所无线新应用射频技术部技术经理陈正中表示，目前6GHz以下的频谱，主要会从传统的2GHz，慢慢延伸到3GHz~5GHz，而3.5GHz目前是相当多国家首先展开部署的一个5G频段，而因信道的带宽已大幅提升，从过去的20MHz提升到5G 6GHz频段以下的200MHz，若是到毫米波频段的话，则是将达400MHz， 这对射频组件来说，是一大挑战。

陈正中进一步分析，这样的带宽提升，将让功率放大器的线性度设计变得非常困难，而这些挑战往往在过去是大型基地台才会碰到的。 像是如今在提供给小型基地台使用的功率放大器中，输出功率不超过1W，其若要需求内存裸晶(Memory Die)的话，是很不容易的，势必得运用到数字预失真技术(Digital Pre-Distortion, DPD)来处理。

小型基地台是增加覆盖率和频谱利用率的重要技术，而射频前端组件与模块则是非常关键的区块，因其主导了系统的讯号质量、发射距离与接收的敏感度。 以半导体的整体供应链来看，射频前端的芯片，在整个通讯系统的比例是相当重的。

根据Mobile Experts的预估，小型基地台的功率放大器(PA)与收发器(Transceiver)的产值，在2019年将占有小型基地台半导体组件产值的16%。 对此，陈正中指出，当基站的功率越高，其比例亦会更高。

然而，如今小型基地台的功率放大器，由Skyworks在Femtocell拥有全球最大的市占。 由于行动通讯之射频前端组件与制程相相关性高，市场大多由国际整合组件制造商(IDM)占有。

陈正中指出，不过，台湾相关芯片厂商现正藉由Fabless+Foundry合作模式逐渐进入市场，但因基站射频组件规格与门坎较高，因此目前由工研院先行投入，接下来将与台湾射频芯片厂商展开合作，开发下一代基站射频功率放大器，并使其先期进入国际芯片大厂的5G解决方案的参考设计。