提出更高效率和线性度要求

   
3G时代PA厂商已经有所斩获，对于即将到来的4G时代亦相当乐观。据StrategyAnalytics调查显示，到2013年全球LTE手机市场就有望达到1.5亿部。目前，在LTE和WiMax路线取舍不定的无线网络技术路线其实高下已分，LTE拥有最多的支持者，WiMax次之。Anadigics公司CEOMarioRivas表示，LTE在数据传输方面比WiMax更有优势，未来两者将会共存，LTE会成未来市场主流。“2011年LTE市场将会起步，运营商、设备供应商等都在加强力量部署4G，明年将会有更多相关的LTE产品面世。”MarioRivas指出，“我们也将推出支持LTE和WiMax等功能更为强大的PA产品，为面向4G的发展奠定基础。并且我们的策略是与4G芯片提供商一起合作进行参考设计，为客户提供更高效的解决方案。”

 
而致力于开发新产品，主要包括针对QCOM、IFX、MTK以及STE等主芯片组的全套解决方案的TriQuint公司也踌躇满志，TriQuint中国区总经理熊挺在接受记者采访时表示，3G到4G的PA设计主要围绕下列方向发展：一是高效率，提高通话时间，并且要在各个功率等级均提高效率。二是高线性度，满足系统指标要求，从QPSK/8PSK到QAM到OFDM，线性度要求渐次提高，而如何在此要求下降低功耗以提高效率是最大的挑战。三是小尺寸，多频系统导致器件繁复，进一步缩小尺寸十分重要。PA的集成方式有多种，包括半导体制程工艺级的集成、封装级别的集成、多频多模PA设计、PA与开关或滤波器的集成等等。此外，在PA性能提升、尺寸缩小和高度集成的同时，通过创新而驱动成本不断下降，是市场竞争的必然结果。MarioRivas表示：“4G的传输速率比3G更高，大数据量的快速传输需要高线性度的保证，对PA的线性度要求更高。”而Anadigics凭借专有的InGaP-Plus技术，实现了PA的高线性度、高效率、低功率这三大优势，成为其在市场上获得认可的“通行证”。

    宽频多频成趋势

   
市场上的PA产品包括单频段、双频段和多频段等系列，基于历史原因与国家政策，频谱的制定也体现出不同“特色”。2G时代流行的GSM4频手机，中国使用900MHz与1.8GHz两个频段，美洲则是850MHz与1.9GHz。使用的PA是四频PA，里面有两路放大器，一路供850MHz/900MHz使用，另一路为1800MHz/1900MHz使用。为了追求效率，PA都是相对窄频的，否则就会设计出一路功率放大器供四个频段使用。

 
而因为3G和4G手机的多频段多模式，一方面需要更多的PA，为PA市场带来增量。熊挺介绍，WCDMA频段多见的是5个：BandI2.1GHz、BandⅡ1.9GHz、BandⅣ1.7GHz、BandV850MHz和BandⅧ900MHz，常见的组合有Ⅰ/Ⅷ、Ⅱ/Ⅴ、Ⅰ/Ⅱ/Ⅴ、Ⅰ/Ⅱ/Ⅴ/Ⅷ等等，同时需要向下兼容GSM/EDGE的四个频段。所以在高端的智能手机中，射频前端变得极为复杂，在WCDMAⅠ/Ⅱ/Ⅴ/Ⅷ+GSM/EDGE的情形下需要4颗单频WCDMA的PA，以及一颗GSM/EDGE的四频PA。因而目前3G和4G手机PA在频间共享单一放大器链路仍有难度，所以PA的需求将短期走高，对PA市场将有很大的推动作用。另一方面，手机始终要以“成本”说话的产品，因而市场需要宽频多频多模PA。宽频PA的目标是可将上述多个频段以及制式，通过一颗PA实现。熊挺表示，宽频PA的方向是内部仍需要两路放大器链路，服务于高频段(2GHz附近)以及低频段(1GHz附近)。此外，偏置电路控制电路与传统放大器等功能可以通过工艺级的集成即HBT和pHEMT的晶圆级集成而实现。这可导致面积的缩小，亦带来成本的降低。

 
宽频PA的出现将引发PA市场“剧变”。“目前宽频PA的技术正在成熟，未来手机PA一定是多模多频的，这样手机的射频前端结构会被简化，PA数量也会减少。”熊挺指出。

    砷化镓工艺仍是主流

   
当前大部分手机PA都是采用砷化镓(GaAs)双极晶体管制造的，只有一小部分采用的是CMOS工艺。相比于GaAs，CMOS工艺的优势是低成本、低功耗和高集成度。在基带、电源管理和射频等关键芯片相继被CMOS工艺集成后，将PA与它们集成在一起形成真正意义上的“单芯片手机”，是PACMOS化的革命性意义所在。但问题是一方面目前CMOSPA仍然难以在成本和性能间取得平衡，CMOSPA既达不到砷化镓PA的性能，成本优势也并非绝对。“CMOS在低频、短距离无线技术领域会有优势，但在3G和4G技术领域，其效率和工艺要求不一定达到其要求，虽然可提高集成度，但放大效率也会降低。”MarioRivas介绍道：“在2G手机等低端应用中，因为成本优势，未来CMOSPA的市场份额可能持续扩大，但在3G和4G等高端应用中，砷化镓PA依然具有显著的性能优势，它比CMOSPA具有更高的效率和绝缘性以及更低的谐波和接收频噪音，砷化镓PA将仍是主流。”另一方面，由于对PA和基带芯片的性能要求不同，采用的工艺节点不同，目前来看将它们集成在一起的可能性不大。

  
目前业界还认为硅锗(SiGe)是CMOS发展阶段中的重大进展，也是替换GaAs的可靠方案，但迄今为止它并没有集低成本、高产量和性能等众多优势于一身。熊挺表示，由于对线性度、效率以及高频响应的进一步要求，SiGe与GaAs工艺的落后距离不是越追越近，而是进一步拉大。