Phase2将Phase1的2G PA,与ASM(Antenna Switch Module,天线开关模组 )整合,形成TxM(Transmitter Module,发射模组);将4G频段的PA整合,形成完整的4G MMMB PA(Multi-Mode, Multi Band Power Amplifier Module,MMMB PAM,习惯简称为MMMB PA或者MMMB)。
经过改进,Phase2方案有以下优势:
灵活性增强:由于2G PA的设计方法与3G/4G PA有大的不同, 2G PA与4G PA的分离可以带来设计的灵活性。同时为日后2G退网做好准备。
2G PA一般采用SAW-less方案,输出不需要经过额外的SAW滤波器等,2G PA与ASM集成为TxM可以降低2G PA后端插损。
供应商可针对性发挥优势:不同供应商在2G与3G/4G的技术积累与能力不同,分离后可以极大化的发挥不同供应商的优势。
4G 频段的整合,为日后4G乃至5G频段的发展做好准备。
Phase2在定义时,还考虑到了不同运营商的兼容。除了定义全网通的4G MMMB PA芯片,支持GSM、WCDMA、TDS-CDMA、TD-LTE及FDD-LTE的5模方案外,还定义了只支持中国移动频段的GSM、TDS-CDMA、TD-LTE的3模方案芯片,这两颗芯片尺寸大小不同,但却可以共板替换,定义的相当巧妙。不过由于3模市场很快过去,全网通手机成为大势,MTK巧妙的兼容定义并未被大规模使用起来。
国际厂商的Phase2的代表产品是Skyworks的Sky77916 Sky77643,以及RFMD(现Qorvo)的RF521X RF5422。
国内厂商也在这个时代进行追赶。
方案归一化后,国内厂商开始加大投入,开发与Skyworks/Qorvo等国际厂商相同方案的产品。虽然产品定义和目标产品都是清晰的,但过去几年国内厂商和Skyworks/Qorvo等厂商的竞争中并不占优,直到2020年前,国内市场在4G Phase2市场的市占率仍小于10%。Skyworks/Qorvo等公司在国内竞争对手*入后,仍然保持优势的原因是:
国内厂商大多数采用“跟随战略”,即在Skyworks/Qorvo推出产品之后,快速进行拷贝和复制,推出功能类似的产品,然后靠低价格*入市场。
Skyworks/Qorvo等国际厂商性能更优:Skyworks/Qorvo等厂商有近20年的技术积累,国内厂商若采用相同的方案,无法在性能上实现超越(在相同方案中,目前综合性能仍然是国际厂商最优)。
Skyworks/Qorvo成本更低:Skyworks/Qorvo等厂商采用IDM模式,有年20亿美金以上的销售额支持其形成规模优势,使其拥有更低成本(国内为Fabless模式,并且销售额小于国际厂商1到2个数量级)。
Skyworks/Qorvo掌握知识产权:国内厂商采用同质方案的知识产权风险,让头部客户使用有顾虑。
2020年以后,随着4G毛利逐渐降低,5G市场逐渐起来,国际厂商开始放弃对4G市场的占据,国内厂商得以机会在4G市场取得份额。但由于定价权依然在国际厂商手中,采用相同技术方案实现产品的国内厂商依然无法取得可观的毛利。
慧智微在2011年成立时即尝试采用创新的方案进行设计,取得性能、成本及知识产权优势。慧智微采用自有知识产权软件定义可重构方案实现的Phase2射频前端拥有更少硬件,并可通过软件调谐实现性能优化。目前已实现数亿片芯片出货。
Phase3/5:完善方案,支持CA
Phase3及Phase5的定义在2015-2016年,也是全球4G建设最为火热的时候。除中国外,大部分运营商获得的频谱都是通过拍卖的方式获得,频谱资源珍贵,运营商一般无法获得连续较宽的频谱。相比于中国移动在4G时代B41获得的2575-2635MHz的70MHz带宽(进入5G后,中移动在B41/n41带宽将拓展至160MHz),国际运营商通常只有几MHz或者10几MHz信号带宽。为了提升用户体验,CA(Carrier Aggregation, 载波聚合)技术开始被大家关注。
CA技术是LTE-A中的关键技术,可以将2~5个LTE成员载波(Component Carrier,CC)聚合在一起,实现最大100MHz的传输带宽,有效提高了上下行传输速率。
按照上下行CA的功能不同,CA可分为下行CA(DL-CA,Down Link CA)及上行CA(UL-CA,Up Link CA)。按照载波频段的不同,CA可分为带间CA(Inter Band CA),及带内CA(Intra Band CA)。同时,带内CA又有连续与非连续之分。
图:LTE载波聚合示意图
CA方案较为复杂,不同细分场景和不同的CA组合需要有不同的方案来响应。MTK先后定义了Phase3及Phase5来支持不同的CA场景。Phase3可以支持到2下行CA及带内上行CA;Phase5利用多工器的引入 ,又将CA能力提升到了3下行CA及带间上行CA,不过PA后端插损增加,对PA输出功率的要求提升。
由于分立方案实现CA较为复杂, Phase3及Phase5作为完整射频前端方案并未形成大规模生态。CA市场并非全球市场,对CA能力有强需求的主要是海外高端手机,在Phase6 PAMiD方案定义完成后,这些手机快速转向了PAMiD方案,所以Phase3/Phase5也没有形成对Phase2的取代。
在MTK的定义中,并没有“Phase4”方案,原因是华人社会对数字“4”的避讳。据说MTK对“Phase4”的跳过,也让Qorvo/Skyworks等国际厂商了解到了“4”这个数字在中文发音的额外含义,使国际厂商在产品命名中的数字使用也更加慎重。
Phase6/Phase6L:进入PAMiD,依然经典
在分立方案开发完成后,国际大厂开始向PAMiD深度布局,PA和滤波器厂商开始整合:2014年,Skyworks宣布与松下组建合资公司;2015年,RFMD与Triquint合并,成立Qorvo公司;2016年,高通宣布与TDK建立新的合资公司RF360。
PAMiD的全称是PA Module integrated with Duplexer,PA滤波器集成模组。在这个模组中,同时集成了PA模组与滤波器组,也集成了天线开关等。PAMiD集成度高,链路插损小,使用简便,是高端手机的首选方案。iPhone从iPhone4时代,即开始采用PAMiD方案,方案来自于Avago(现Broadcom)、Skyworks、Triquint/RFMD(现Qorvo)等厂商。
虽然射频前端厂商在2016年之前就在iPhone等手机上应用PAMiD方案,每家厂商也都有自己的方案在推广,但公开市场一直缺少统一定义,PAMiD方案在公开市场并没有很好的应用。
MTK在2016年推出PAMiD方案Phase6定义,随后又进行成本优化,去掉冗余载波和滤波器,升级到更贴合中国市场的Phase6L(Phase6 Lite),Phase6L也在公开市场的PAMiD方案中取得成功。