TriQuint强调LTE将带来的挑战与商机
- 孙昌华
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移动通讯装置已对我们的生活带来深刻影响，移动通讯科技更早已深入每个人的生活中。仅在数年以前，移动电话只是用来拨打及接听电话的设备，然而，随着时代进步，如今我们多数人均拥有智能手机或平板电脑，而其功能也不亚于一台电脑。现今这些智能装置更配备了全球定位系统、加速计、镜头、距离感应器、近场通讯技术，及陀螺仪等功能。
我们的生活已无法离开这些移动通讯设备。据报导，有95%的人整天将移动电话置于离自身一米的范围内，这意味着我们可以在任何时间、任何地点接听电话、阅读简讯以及检查电子邮件。这现象导致了数据通讯大幅增加，若是智能手机持续普及，预计未来五年内，数据通讯量将是目前的十倍以上。
流量巨幅增加，是由于消费者不断企求更多的移动宽频服务以支持网际网络使用、影音串流、数码内容下载、电动游戏以及其他高带宽需求，及数据密集的多媒体应用。这些需求激增已使通讯基础建设负担沉重。因此，世界各地的通讯服务业者正在更新其网络，以确保有足够的容量及覆盖率来满足客户的期望。
TriQuint半导体公司作为创新无线通讯射频解决方案及晶圆代工的业界领导者，能提供先进的高效能解决方案，透过高度的整合专业能力，将更多功能包装在单一的模块中，而且其所占的尺寸比一个单独的个别电子元件还更小。
在以下的专访中，TriQuint讨论到公司的观点、移动通讯装置与网络基础建设方面的商机，以及对于业界的展望。
LTE技术加速部署
问题1：第四代LTE技术如何影响无线网络基础建设？
答：LTE的部署让通讯服务业者能更有效率地传输更大的数据通讯量，进而推升基站至无线网络通讯撷取点的容量需求。容量增加也会进一步促使光纤网络使用在后置网络的大量数据数据传送，以及连结移动用户至网际网络节点及国外网站的应用。LTE技术可更好的利用现有频谱、提高数据传输速率、降低延滞、降低每一位元组传输成本，以及简化网络架构。(请参照图一)
当更多的LTE装置来临时，会促使基础建设投资大幅增加。目前，全球各地的业者已启动了200个以上的LTE网络，而计划中的数量更多。变换至4G的速度将比当年业界进入3G服务的速度要快许多。举例而言，在亚太区域，LTE预计在2018年涵盖其人口数的一半。
在此同时，电信营运商也多将数据通讯量卸载至Wi-Fi技术为主的小型蜂巢网络(femtocells)，这些泛称为微蜂巢或毫微微蜂巢网络系统，用来减轻过度的网络负载。在异质网络(Heterogeneous networks；HetNets)中，小型蜂巢网络将扮演扩充人口密集都会区网络涵盖范围的关键角色。异质网络可让业者将其频谱组合，以及将现有无线网络资产做最佳化使用，同时给与客户更好的全面使用经验。小型蜂巢网络的出现，也让网络服务得以扩及偏远地区，其低廉的成本使得即使部署在较低人口密度的区域，仍然有利可图。
当无线网络演进至4G或是更先进的技术后，各个蜂巢基站的带宽需求会大幅增加，所以业者将面临的另一个挑战是要由微型基站回载大量数据到后置网络。对此，光纤网络与微波无线电均是合理的解决方案。
光纤网络为新技术提供更高容量，较佳品质及较低成本的选择，而微波？点对点无线电方案，从9至27 GHz的系统，可提供足够的带宽及距离。光纤目前已可以自10至40Gb/s 提升至100Gb/s或是更高的速率，而微波无线电可以达到光纤布署成本太高或太慢的区域。TriQuint提供这些部署途径的高效能解决方案，透过高度的整合专业能力，将更多功能包装至相较于分离式解决方案尺寸大幅缩小的单一模块中。
问题2：LTE的部署如何冲击智能手机市场？
答：LTE建置正大幅增加智能手机使用的频段数量，进而为设计工程师带来了新的挑战，除了需应付迫切的性能需求，工程师还要将数量激增的频段容纳在移动通讯装置中。下一时代的智能手机必须继续支持主要的2G频段、3G频段、新的4G外加Wi-Fi以及蓝牙。3G的5个专属频段与4G LTE至少20个频段相比，已相形见绌，而未来其数量还可能扩充至40个。
问题3：当LTE继续部署时，移转至高性能滤波器会带来什麽影响？将会如何影响市场？
答：在无线射频前端模块中，滤波器扮演着关键的角色，它能够选择让有效的信号通过，而排斥无效的杂讯。与能涵盖多重频段的功率放大器(PA)不同，滤波器是频段专属的，所以频道数量的增加直接导致设备中滤波器或是双工器数量的增长。
虽然一部手机要能支持全球所有的频道的想法并不实际，但一部性能充分、足以在国际通用的手机，必须具备能过滤2G、3G及4G的收发途径，至少15个频道，还要外加Wi-Fi、蓝牙以及GPS。此一手机需要至少30至40个滤波器。而未来状况可能更加复杂，下一时代高端手机可能需要50个以上的滤波器。
除此之外，智能手机的每一个分频多工及分时多工频道都需要高达三个滤波器：主要传送途径及接收途径均需要一个多工器，另外还要一个滤波器给次要接收途径。依频段而定，还需要一个共存的Wi-Fi滤波器。
问题4：为符合LTE性能规格，需要何种滤波器技术？
答：随着滤波器需求数量的增加，其性能需求也增高了。不仅在设备中的所有频段均需隔离以避免彼此干扰，而拥挤的频谱也意味着相邻两波段间的保护频带将显着的减少，甚或完全消失。为减轻因此而产生的干扰问题，需要采用高性能的滤波器。在某些频谱重整后重新指派给LTE的频段，也对滤波器有不同的需求。例如：狭窄的5 MHz及10 MHz的4G LTE频段，需要较3G WCDMA更敏锐的滤波器。
TriQuint可藉助于其先进科技组合，解决最困难的滤波挑战。我们的表面声波(SAW)及温度补偿表面声波(TC-SAW)滤波器适用范围可达1.5 GHz，在高于此频率范围的部分，TriQuint的体声波(BAW)滤波器具有令人信服的性能优势。(请参照图二)
我们的BAW技术是满足某些最具挑战的LTE频道需求的唯一途径。BAW波滤波器提供了优异的精确性能，包括陡峭的外缘(steep skirts)、极低温度漂移的高抑制频谱，适用于解决相邻波段之间令人烦恼的干扰抑制问题。BAW滤波器的尺寸随频率增高而递减，因而对性能与尺寸具高要求的3G与4G应用而言，体声波滤波器为最佳选择。
区域性频段分配所带来的冲击
问题5：区域性频段分配所带给手机设计的冲击为何？
答：手机设计者必须努力解决区域间，甚或是国家之间显着的频段分配差异，所带来的问题。而在未来，当更多LTE频段被分配之后，情况只会变得更严峻。例如在亚洲，LTE频段分配之所以复杂，归因于几个不同的地区市场之区域频段分配所致；大陆是个广大的潜在市场，但有其特殊的需求。其他国家，诸如日本与韩国这两个最积极投入4G LTE的国家，也各自有其需求。
在大陆，其指定采用的LTE技术是分时多工，而非北美洲所用的分频多工。许多LTE频段分布于高频带，包括许多邻接Wi-Fi的频段。此一状况产生了对BAW Wi-Fi共存滤波器的强烈需求。例如图三所示，可以发现位于频段40与41的两个紧邻的LTE分时多工频道。(请参照图三)。
夹在两个频道中的Wi-Fi频道，其下方与频段40绝无间隙，而其上方与频段41也仅有最小的间隙。高性能的BAW共存滤波器将是需要的。此外，依照客户的优先顺序来做取舍是必要的；若要支持波段40全波段，则可能需要放弃某些低频的Wi-Fi频道。若支持所有Wi-Fi带宽是优先的考量，则某些厂商会选择放弃部分的频段40。由于频段41与邻接的Wi-Fi之间尚有狭小的保护频带，频段41的共存状况较不具挑战性。即使在大陆，也存在地区性的差别，例如在香港，便以频段7及频段38替代频段41。
韩国市场十分特别，因其智能手机使用率高，LTE技术采用速率亦快。在韩国，大约有2,600万人拥有智能手机，超过其总人口的一半。而其中的1,500万人预期在2013年底之前会使用4G LTE。韩国频谱重整后重新指派频段3及频段5给LTE，从今年起，所有的手机将能支持频段7。频段26也已分派，因此将需要TC-SAW滤波器。虽然与频段5有所重叠，频段26包含了部分频段5滤波器未能涵盖的频率。频段3与频段7将需要BAW滤波器，对于Wi-Fi共存滤波器也有实质的需求。
日本的状况更增加了区域的复杂性。日本很不寻常地使用频段26、11及21。另外也有用到频段41，需要BAW Wi-Fi共存滤波器。
问题6：载波聚合(Carrier Aggregation)技术所带来的影响为何？
答：由于移动无线网络的容量需求大幅的增加，而无线电频率分配的稀有特性，使得频谱成为历史上最有价值且快速增值的商品。这也是为何通过LTE升级版所启动的载波聚合技术能有如此的吸引力。它能让网络业者将频谱中多个分散的零碎区块，整合成一个单一较宽的频道，而能有较大的容量及较高的数据传输速率。LTE升级版将需要高性能的滤波器技术，而TriQuint正与业者、芯片供应商及其他系统夥伴密切合作，以解决最困难的无线射频挑战。(请参照图四)
整合趋势仍在进行中
问题7：在市场持续整合之下，TriQuint具有哪些特性，使其能于市场保持领先？
答：无线射频解决方案持续在朝高度整合方向进行。TriQuint承担此项设计挑战，透过简化RF设计及最佳化性能，以提供客户在更小的空间中有更多的能力。我们在最小化、功率效率及系统性能等方面取得相当的优势。我们采用主动与被动的处理技术，将更多技术整合至微小的模块中，同时能节省电池电力。
TriQuint预见市场对多频段、多功能功率放大模块(multi-band, multi-mode power amplifier；MMPA)将有高度需求，MMPA可让OEM厂商能在更小的空间为多个手机频段提供支持。举例而言，我们的第一个MMPA组合了四频EDGE放大器及两个数据频段。第二代产品有四个数据频段，而第三代产品将会收纳十个数据频段。
这些尺寸微小、高度整合的模块，缩小了整个产品的外形，同时减少了外部零件的数量，降低组装成本，加速产品上市时间，并提供了领先业界的性能。除此之外，装置制造商采用通用的RF模块大小，可降低地区型手机的种类并提高设计速度。
TriQuint极具竞争优势，能将所生产的优质滤波器与功率放大器及切换器等主动元件整合，置于单一高密度的封装模块中，并将更多功能包装至更小的芯片面积中。我们的多频段、多功能功率放大模块是此一创新能力的最佳例证。我们的封装技术，包含应用铜凸块来取代打线制程的CuFlip覆晶芯片，以及晶圆级的封装制程，这些技术可减少RF模块的尺寸，方便其应用在现今以轻薄为主流的移动设备中。
问题8：TriQuint在此领域的产品策略为何？如何确保未来能不断的推陈出新？
答：TriQuint擅于有效的应用资本，投资于业界所需要的技术趋势。我们集中于研发差异性产品，产品能以最小的尺寸提供最高价值及领先业界的效能。TriQuint具有差异性的滤波技术，让我们能以独特的竞争优势来为客户解决最棘手的干扰问题。TriQuint的技术最适宜量产高效能的BAW及TC-SAW滤波器。除此之外，以我们强大的RF整合能力，可将优质而受欢迎的滤波器整合至一整合模块，并将更多功能包装在更小的产品中。
问题9：TriQuint将如何握亚太市场中新兴的LTE商机？
答：未来LTE在亚洲的部署将持续为产业带来冲击，而未来5年内改用4G的使用者人数将十分惊人。除了为移动设备提供LTE产品，TriQuint也提供无线射频方案给基站市场。我们在基站市场的产品收益逐渐提高，主要是因为有及早为大陆未来的TD-LTE建设提供支持，且目前已部署超过20万组的LTE基站。
LTE及LTE升级版推出后，市场对TriQuint的高性能、整合式RF解决方案之需求将会提升。为配合市场需求，我们已增加投资以扩充产能。研究发展仍然是我们最优先的工作。藉由研发，我们能持续打造独特科技及封装产品，以更小的尺寸来来提供业界最先进的RF解决方案，并藉由提供客户真实的价值来彰显我们对创新的承诺。
