上海羊羽卓进出口贸易有限公司从4G到5G，手机射频芯片十年之路
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2011年巴塞罗那举行的世界移动大会（MWC 2011）中，时任中国移动董事长王建宙表示，2011年将是4G TD-LTE商用元年。4G两大通信标准TD-LTE和FDD-LTE在2011年全面正式商用。
到了2021年，通信协议10年一变，5G成为代表未来的通信标准。在正式商用两年之后，5G即达到了超过4亿的连接数。5G生态逐渐形成，蓬勃发展。 在过去十年中，无论对于已经基本固化的4G通信协议，还是仍在演进中的5G协议，射频前端方案都在不断演进。射频前端的“十年一大变，两年一小变”，演变出看似复杂的多种方案。MMMB PA、TxM、L-PAMiD、L-FEM……各种简写名词层出不穷。本文对过去10年手机射频前端方案做一个整理，和大家一起回顾射频前端方案的过去，讨论射频前端方案可能的未来。射频前端方案演进
“Phsase X”系列的出现
现在谈到手机射频前端方案，无不例外都会提到“Phase2方案”、“Phase7方案”、“Phase7LE方案”等名词，这些方案是怎么出现的呢？ 一般射频前端方案由器件厂商、平台厂商及终端厂商三方共同定义开发完成。Phase1：史前时代
严格来说，并没有Phase1方案的定义。
MTK的射频前端定义是从2014年的Phase2开始的。在Phase2推出之前，TD-LTE/FDD-LTE已经全面商用3年了，在这三年出现的方案一般称为Phase1方案。 Phase1方案并不统一，一般来说是最大程度的复用射频前端厂商3G时代的产品定义：与原来2G/3G重合的频段复用原来的pin脚；4G的新频段用单独分立的通路进行覆盖；再用天线开关将所有频段合并到同一根天线上。 下图为典型的射频前端方案，发射部分主要由三款芯片构成：Phase2：顺应时代，成就经典
Phase2方案是MTK由2014年定义的第一代归一化4G射频前端方案，7年过去回头来看，Phase2方案的定义依然经典。用现在时髦的一句话说：Phase2方案，YYDS（永远滴神）。 如前文所述，在2G/3G时代，射频前端的方案并不统一，Skyworks、RFMD（现Qorvo）等公司时常会有缺货发生。不少国内创业公司在2011年前后，依靠RF9810、Sky77590等芯片缺货挖掘到了第一桶金。缺货对国内创业公司是机会，但对终端及平台厂商却是灾难：射频前端的缺货会影响到平台出货和终端生产。于是，MTK在2012到2013年左右开始着手定义Phase2方案。 Phase2方案的定义不仅仅考虑到了当前方案的统一，还考虑到了方案生态的可达成性、未来协议的演进、4G三模/五模的共存等等。Phase2对于Phase1的改动主要如下：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。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。Phase7/Phase7L/Phase7LE：5G的开门红
5G对全世界来说都是新的。 5G频段是新的，标准是新的，甚至需求也是不断变化的。在需求未清晰的情况下，5G早期的方案也差别很大。高通、华为海思、村田、Qorvo及Skyworks等厂商，都在2018年推出过不同形式的方案。 MTK在对协议、运营商、终端客户及器件厂商的信息综合分析后，定义了Phase7方案。Phase7方案的Sub-3GHz部分主要由Phase6/Phase6L继承而来。在5G新增加的Sub-6GHz UHB部分，重点定义了支持n77/78/79频段、集成SRS开关的双频高集成模组。 Phase7方案的推出，很好的适应了5G的新需求，众多终端厂商的5G射频前端方案快速切换至Phase7方案。 MTK将5G平台方案取名“天玑”，并发布1000、800、700系列，布局5G高、中、低端市场。由于5G完整方案的推出，MTK平台在5G大有斩获。下图为MTK平台近一年市占率增长情况，在2021年Q2，MTK平台出货市占率达43%，比其他第三方平台（高通、展锐、三星）之和还要多。Phase5N：虽非官方定义，但却顺理成章
虽然Phase3、Phase5作为完整方案并未成为全球性的大节点，但Phase3、Phase5定义下所产生的个别芯片在日后方案中有了举足轻重的作用：Phase3时代定义的TxM，可以很好的支持5G时代的多天线场景；Phase5时代因为CA方案中后端引入四工器、Diplexer等插损增加，将Phase2 MMMB PA的功率提升了1dB，这提升的1dB受到了终端厂商的欢迎，可以用来抵消部分应用中PA后端过大的插入损耗，部分厂商直接将提升功率版的MMMB PA称为“Phase5 PA”。 5G到来之后，头部终端厂商主导将Phase5 MMMB PA增加支持5G NR信号的定义，被业界称之为Phase5N（“N”代表支持5G NR）PA，基于这颗MMMB PA所构建起来的5G方案也称之为“Phase5N方案”。由于大家对Phase2/5 MMMB PA相当熟悉，Phase5N PA只是在原来的基础上增加了5G NR信号支持，pin脚等未做修改，这颗物料也顺理成章的得到大家的接受。射频前端方案的未来
过去10年，平台深度参与射频前端方案的定义，安全保障了在4G的大规模商用以及5G新协议的快速部署。未来射频前端方案将演进到什么方向呢？ 猜测有以下几个可能的趋势：射频前端方案继续强调“生态” 生态的形成会带来良好的质量，合理的价格，安全的供给。有良好生态的射频前端方案将继续是终端厂商的优先选择。头部终端厂商深度参与规格定义与产品定制 目前头部终端厂商越来越集中，并且对射频前端的理解能力也越来越强。除了苹果、三星、华为之外，国内的OPPO、vivo、小米及荣耀也都已经具备射频前端方案的定义能力。未来头部终端厂商将深度参与到射频前端产品定义中来。高集成模组化是大方向 受限于可集成化小型SAW/BAW滤波器及双工器，国内厂商现在还无法在Sub-3GHz提供PAMiD及L-PAMiD方案。随着越来越多优秀公司的投入，一旦滤波器及双工器供应解决，国内厂商有望实现PAMiD及L-PAMiD模组产品实现突破。核心技术为王 只有掌握核心差异化的技术，才有机会在归一化生态的产品竞争中获胜，才有机会深度参与到头部客户的差异化定制中来。未来竞争将更加激烈，更考验厂商的核心技术能力。结语
射频前端芯片行业是一个备受关注的行业，本文尝试回顾过去十年手机射频前端方案的发展，提供一些信息供参考讨论。射频前端芯片行业也是一个快速变化的行业，射频前端方案与通信协议息息相关， “十年一大变，两年一小变”是这个行业过去几年发展的规律。 观往知来，只有了解射频前端的过去，才能把握射频前端的未来。慧智微电子期待与你一起了解过去，开创未来。说明：部分图片来自网络及公开渠道。 附，文中部分简称名词解释及框图：*免责声明：本文由作者原创。文章内容系作者个人观点，半导体行业观察转载仅为了传达一种不同的观点，不代表半导体行业观察对该观点赞同或支持，如果有任何异议，欢迎联系半导体行业观察。
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MTK平台手机生产流程简述：射频校准与综测，建议收藏
一部手机的生产流程大致如下所示：
1. FLASH烧录
一部正常工作的手机，除了要有硬件、结构件外，还必须要有软件支持。手机下载软件一般是在FLASH芯片贴片前将程序烧录在芯片中，或者等到贴片完成后采用在线下载。
在线下载方式的优点是灵活，如贴片完成后，或已装成整机后，需对软件进行升级，该方式就比较适合。但在大批量生产过程中，芯片烧录方式则效率更高。对于一款手机，如果用在线方式下载程序，需要的时间是10分钟，改用芯片烧录方式下载同样的程序，只需约3-4分钟。
同时，在芯片烧录过程中，对该器件具有检测作用。如某款手机，在生产初期，手机软件采用在线下载的方式，发现有少量手机不能正常下载，换FLASH后正常。在第二次生产时，改用芯片烧录方式下载软件，烧录过程中发现有2％的FLASH不正常。通过这种方式，可以将不良FLASH检查出来，避免在帖片后，才发现器件不良问题，减少了手机维修成本。
SMT贴片
2. 板号写入
手机主板上有中央处理器和存储器，贴片完成后，在主板上贴上一个条码，作为板号（主板的唯一编号Barcode），并通过计算机、扫描仪和数据线将板号写入主板的存储器中。 板号能正确写入，表明手机系统连接器输入输出电路基本正常。在后续的测试中，该板号与测试结果相联系，通过板号可以查询生产过程的测试记录。
3. 主板测试
与传统的ICT测试有区别的是手机测试无法提供大量的测试点。但手机主板本身包括了电源管理电路、射频收发电路、基带信号处理芯片、中央处理器、存储器、电源输入口、显示接口、键盘等电路，接近一个完整的系统，可以用其接口电路对其进行测试。主板测试主要包括以下几个部分：关机漏电流、电池校准、充电测试、键盘电路测试和音频电路测试、振动和振铃电路测试。测试完成后，写入该工位的生产测试信息。 在主板测试项目中，需要有测试点、测试夹具、计算机、可控双路输出电源、可控三用表电表、数据线、GPIB卡、GPIB线和生产测试程序的配合。在生产初期，可以测试全部的项目；在生产稳定后，可根据故障统计，优化测试项目以加快测试速度。该测试工位的设置，可以将贴片造成的不良品检测出来，从而提高校准测试工位的效率。
4. 主板校准
主板校准主要包括发射机和接收机的射频指标校准。发射机校准包括：APC校准、包络调整、AFC频率补偿校准、温度补偿校准等。接收机校准包括：AGC校准、RSSI校准等。主板校准是手机生产测试的核心，手机的各项性能指标主要依靠校准工位调整参数，使之满足产品标准。
MTK平台手机校准
校准的项目有哪些? 手机校准主要是针对RF参数的校准，比如AFC、AGC、APC，另外，还有电池ADC的校准、温度校准，要看不同平台的要求，校准的项目也不同，但是大体相同。
那什么是AFC、AGC、APC、ADC呢？
AFC：保证手机时钟频率与网络时间频率同步APC：保证手机在不同功率控制等级发射的功率都在规定范围内AGC：调整手机的增益控制，保证手机接收的功率值控制在一定的范围内TXIQ：保证IQ调制信号的准确性ADC：电池电压校准，手机通过校准后，其充电电压和报警电压才能达到要求什么是校准？为什么要校准？
校准的简单原理就是：由于器件不一致、温度变化、器件老化等因素的影响，即使是基于同样的平台同样的设计，也会表现出不同的电性能。为了消除这种影响，每个手机在出厂之前都要对这些参数进行测量计算得到一些参数误差数据，并把这些误差数据存储到一定的存储介质（一般为EEPROM）里，在手机正常使用过程中，CPU会读取这些数据并利用一定的算法对需要补偿的参数进行补偿。在生产测试过程中，对需要补偿校正的数据测量计算并存入EEPROM里的过程，称之为校准。
我们继续回到生产测试的工位介绍……
5. 整机功能测试
在该工位，手机主板已组装成整机，测试人员需通过工程模式配合，检查手机主要功能是否正常。在大批量生产过程中，对测试的要求是高效率、低成本、可靠性。手机软件工程测试模式的应用，极大的提高了整机功能测试效率和覆盖率。手机工程测试模式就是利用手机软件，启动手机振铃、振动、键盘输入、音频环路、信号指示灯、显示器等单元工作，测试人员可以非常方便地检查该项功能。
为什么校准之后不立即终测，而要先整机功能测试？
从提高综合测试仪器利用率角度来考虑工位的设置，将整机功能测试，放在整机终测之前比较合适。在整机装配时，如组装键盘、机壳、LCD模块、听筒、主板等，难免会出现不良品。在功能测试时，该不良品被及时检查出，送到维修工位，而不是进入整机终测，这就避免了一部分手机的重复测试。
6. 整机综测
校准完成后的手机，其性能是否满足规范要求，或机壳装配是否对性能有影响，需通过综测来验证。手机通过数据接口接收测试程序指令，再通过射频接口与测试仪器相连接，就可以测试发射机的功率、包络、频率、相位、接收机灵敏度等指标。整机测试完成后，计算机向手机写入相应生产测试信息。
综测很重要
现在生产的相同型号手机虽然使用都是相同器件，但这相同器件还是有的一定的偏差，由此组合的手机就必然存在着差异,但这差异是在一定的范围,超出了就视为手机不良。 因此校准的目的就是将手机的这种差异调整在符合国标的范围，而终测是对于校准的检查，因为校准无法对手机的每个信道，每个功率级都进行调整，只能选择有代表性的（试验经验点）进行，所以校准通过的手机并不能肯定它是良品，只有通过终测检验合格的才算是合格产品。
终测测试项目
包括发射功率，功率时间包络，频率误差，峰值相位误差，开关谱（调制谱.切换谱)，灵敏度
接收电平、接收质量和ACLR等。
备注：部分内容来源于网络，侵删
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