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3G手机需求上涨 功率放大器供不应求

关键词:3G 手机 功率放大器

时间:2010-09-28 08:15:22       来源:陈玉凤

从去年至目前为止,3G RF所需的功率放大器(Power Amplifier, PA)始终面临缺货的情况,究其原因,主要是由于低价手机盛行、智能型手机热 卖与行动上网需求激增,导致PA用量大增,PA业者供应不及。这是3G相关业者在进行组件备料采购时必需持续注意的状况,尤其3G手机在接下来几年预估仍将成长快速。全球最大手机芯片设计公司美商高通副总裁暨台湾区总经理张力行日前便指出,今年全球3G手机出货量将超越现有GSM手机,2013年3G手机出货量将达10亿支,成长力道非常可观。

比较2G和3G的PA用量,前者仅需1颗,而3G由于强调多频、多功能,因此一支3G手机的PA使用量都至少有3颗,如果再加上WiFi功能,则PA的用量就会多达4至5颗,例如iPhone 3GS所用到的PA就高达4颗,3.5G手机甚至需用到6至8颗PA,因此业者表示,3G手机市场规模的持续扩大,导致PA缺货情况可能将延续至下半年。


基本上,由于3G手机对于PA的功率效率、线性度、省电特性要求较2G高出许多,而一般而言,GaAs制程的功放效率最高,也最为省电。比较硅制程与GaAs的能源效率,硅制程的能源效率约为30%左右,GaAs的的功率效率在45%左右,由于这样的特性,因此在3G PA的领域中,GaAs便备受青睐。事实上,目前约有九成的3G手机功率放大器是采用GaAs制程。


市场上的主要业者,例如Skyworks、RF Micro Devices(RFMD)、TriQuint、Anadigics及Avago等都是采用GaAs制程。近来各家业者也纷纷推出新产品,例如Avago Technologies便于近日发表多模3x3功率放大器模块产品,在新推出的ACPM-500x与ACPM-520x系列中,该公司整合了一级客户对于整合定向耦合器、多重模式功率控制、低电流以及高附加功率效率(PAE, Power Added Efficiency) 的需求。安华高科技营销总监 James Wilson并表示,定向耦合器可以真正降低所有手机制造商的成本,更高的效率则可以为大部分的使用者带来更长的通话时间。


排名全球前三大的TriQuint亦于日前推出符合高通新一代3G芯片组,包括最新的QTR/RTR8600, QSC6x95等平台的PA模块 TQM7M5013。值得注意的是,iPhone 4便是采用Triquint CDMA功率放大器模块。根据TriQuint于日前公布的2010年第2季(4-6月)财报指出,该公司营收4-6月营收为2.075亿美元;本业每股盈余0.20美元,皆较原本预期为佳。


Anadigics亦于今年第三季初发布最新HELP4 WCDMA单频功率放大器AWT66xx 系列。Anadigics 无线射频产品部门副总 Marcus Wise 表示,第四代的HELP4功率放大器适合用于各种掌上型装置,可于各功率等级上都有最高效率的表现,包含在电流消耗率上可减少50%。同时还可提高75%的电池用量,大幅提升手机产品的通话及待机时间。AWT66xx 系列所有的产品皆已进入量产。Marcus Wise表示,尽管目前4G移动技术开始兴起,但随着3G智慧手机市场以惊人的速度不断扩大,WCDMA领域仍将存在重大商机。


此外Anadigics即将推出LTE和WiMAX等功能更为强大的产品,Marcus Wise指出,为面向4G的发展奠定基础,Anadigics的HELP4产品拥有客户所需的效率、灵活性、性能和可靠性,可提供移动用户期待的技术先进的解决方案。根据Anadigics日前公布的财报指出,4~6 月营收为5,170万美元,本业每股盈余达0.02美元,扭转前季亏0.04美元的状况,且上述财报优于财测。

不过,由于GaAs功率放大器产能扩充进度不及需求,因此也有业者积极发展采用CMOS制程发展PA,希望借着利用CMOS晶圆代工的庞大产能,得已快速增加3G手机功率放大器的产量,以满足此波需求。Javelin半导体便是其中相当积极的业者之一。


Javelin Semiconductor于年初宣布推出型号为JAV5001的3G手机用功率放大器(PA),此产品采用CMOS制程。Javelin表示,这款自行开发完成的3G PA产品,预计自今年下半年起委由产能充裕的一线者晶圆代工业者进行投片量产,以避免过去因产业供货高峰而造成的产能配给问题。Javelin新推出的3G PA符合业界标准W-CDMA和HSPA的3GPP规格,此产品的推出可说是PA从GaAs转换到CMOS制程的一大突破。


Javelin总裁暨执行长Brad Fluke指出,JAV5001极小化功耗跨于各输出功率等级,因此在实际使用3G手机时,能达到业界最低电池电流。JAV5001在业界标准的3 x 3 mm小型封装中,整合完备的电源调节电路、功率放大器偏压、输入输出匹配以及功率控制。JAV5001是3G UMTS I频段的功率放大器,只需要两个外部零件,具备单线电池连接,可以极低材料成本让手机制造商迅速导入。Javelin拥有十五项创新架构专利,并计划将此技术导入到该公司3G功率放大器全产品线。


一般预料,一旦无线通信用PA架构从砷化镓转换到CMOS制程上的情况更为普及,3G功率放大器的供给将不再受制于砷化镓磊晶代工厂商的有限产能,可有效纾解缺货情况。事实上,由于供货持续吃紧,因此包括Skyworks、TriQuint、RFMD等PA大厂,近来皆扩大对台湾释单。目前全球专业砷化镓晶圆代工厂商以台湾的宏捷科技、稳懋及美系厂商GCS为主。


面对国际IDM大厂及IC设计公司陆续释出订单,稳懋半导体董事长陈进财表示,今年起稳懋将持续扩产,计划年底前将晶圆产能扩充至1万4千片,2011年产能上看1万8千片。再者,稳懋发言人陈舜平协理表示,以今年砷化镓功率放大器销售情况来看,未来几年需求成长仍非常可期。目前全球砷化镓IDM厂及IC设计业者,几乎都是稳懋客户,主要往来的客户约有7、80家左右。


宏捷总产能为4吋周产2000片,6吋产能仍维持在周产100~200片,不过,目前6吋产能仍在持续扩增中,预计于今年年底,6吋产能将可增加为周产200~400片。另外,4吋转6吋产能的动作将于2011年第一季进行, 2011年底全数转换完成,预计到2011年6吋总产能为周产2400片。随着专业GaAs晶圆代工产能的扩充,加上相关业者在CMOS功率放大器的努力,3G功率放大器的供需预料将于明年趋于稳定。

 

延伸阅读:

RFMD向3G手机市场批量供应下一代WCDMA/HSPA+功放

RFMD最近宣布已开始向韩国和中国的3G手机制造商大批量供应其下一代RF720x WCDMA/HSPA+功放(PA)。

RFMD的RF720x PA可在所有主要的3G频段(1-6, 8-11, 33, 34)上提供很高的效率,从而可延长3G手机话音和数据通信操作时的电池寿命。RF720x具有业界最高的半功率到高功率转换点,这可在高达19dBm的半功率数据模式下,进一步提高效率和数据吞吐量。这一性能比现有的竞争方案高好几个分贝。

更高的半功率转换点对于下一代3G/4G智能手机的制造商来说尤为关键,因为他们希望在纯数据操作时输出功率可以更低。另外,通过优化所有的转换点(低功率、半功率和高功率),RF720x系列产品降低了客户校准时所需的测试时间,从而可在加快上市周期的同时,进一步降低整体系统成本。


“RF720x是针对智能手机和3G手机的下一代分立式3G PA的代表性产品,通过延长电池工作时间和实现更小的尺寸,它可以帮助智能手机制造商大幅增强消费者的使用体验。RF720x产品还可降低客户的整体系统成本和最大化他们制造工厂的产出,因为它可将设计周期和测试时间减到最小。”RFMD蜂窝产品部总裁Eric Creviston说,“我们对韩国和中国的新智能手机合作项目感到特别激动,我们也期望短期内能在欧洲和北美拿到更多的Design-Win。”

RF720x产品系列包括9款针对智能手机和3G手机设计的高性能PA,覆盖所有主要的WCDMA/HSPA+/TD-SCDMA频段和频段组合,可以与高通和其它领先开放市场3G芯片组供应商的参考设计方案无缝整合。

 

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