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2021年10月16日 | 从4G到5G，手机射频芯片的十年之路
2021-10-16 来源： 爱集微
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
“Phase 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。
图：参与射频前端方案定义的厂商
在2010年左右之前，手机平台方案并不像当前这么集中。除了MTK、高通及展讯外，ADI、TI、Agere、Infineon、Philips、Freescale、Renesas、Skyworks等公司，都提供过手机平台解决方案。由于当时平台方案分散，射频方案这个细分方向对射频技术要求高，所以并没有平台厂商可以将射频方案统一起来。在这个时期，射频方案定义的主导权主要在射频器件厂商，由射频器件厂商发起定义、平台适配和客户推广。
在2010年之后，MTK、高通、展讯及海思平台崛起，手机平台方案越来越集中。越来越集中的还不止是平台厂商，随着山寨机的没落，终端厂商也逐渐向头部聚集。平台厂商、终端厂商及器件厂商，都对射频前端器件“生态”的形成更加重视，能否形成器件统一的“生态”是新方案定义中非常重要的考虑点：
平台厂商：
· 平台厂商不断积累射频前端的定义能力，并期待将射频前端方案统一纳入到方案规划中，统一向客户提供一站式“turn-key”解决方案。
· 射频前端愈加复杂，新的射频前端方案必须要完成复杂的平台适配才能完成应用，使得平台厂商在射频前端方案定义的话语权进一步增加。
终端厂商：
期待实现不同供应商器件之间的灵活替换，降低供应风险。
方案统一可以降低应用时的适配难度。
器件厂商：
· 收敛统一的方案可降低多个方案带来的巨额开发和维护费用，降低生产成本。
· 方案的统一降可低新器件的开发风险。
由于以上考虑，MTK发起定义的“Phase X”系列射频前端方案受到终端厂商、器件厂商的支持，成为公开市场过去近10年主流的射频前端方案。MTK的“Phase X”系列方案伴随了整个4G的发展，占据整个4G市场约80%的市场份额，并且在5G时代依然是公开市场最为主流的方案。以下将对Phase系列方案进行详细讨论。
以上为公开市场方案定义的变化，还有一部分射频前端方案是直接由终端厂商发起定义的，这种方案出现在头部终端厂商中。如苹果iPhone手机、三星和华为的自研手机中所用的射频前端方案。自定义射频前端方案全年出货比例约占整体射频前端方案的20%以下，并且比较闭环。本文将主要讨论公开市场中通用的射频前端方案演进。
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：
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