近日,来自Yole Développement及其旗下咨询公司System Plus ConsulTIng的两位分析师共同对谷歌最新推出的5G Pixel 6进行了拆解和研究,发现该款手机中的芯片采用了三星的FDS28(28nm FD-SOI,耗尽型绝缘层上硅)工艺,其中的FD-SOI衬底来自法国Soitec公司。

分析师指出,FD-SOI可降低手机的散热,为毫米波应用提供更高的能效,提升续航。优秀的能效使得手机的电量更充足,可以保证手机与基站之间更好的连接,从而优化通信质量。FD-SOI的优越性能使其成为目前5G毫米波应用的理想选择之一,未来有望获得更多领域的青睐。

5G毫米波不仅盛行于美国和日本,在全球多个其他地区也正蓬勃发展。5G毫米波被认为是目前6GHz以下5G的补充,其性能优越适用于多个领域。值得关注的是,5G毫米波在改善了下行链路性能的同时,也极大提升了更重要的上行链路的性能。尽管智能手机应用程序主要关注下行链路的创新,但可以预见,良好的上行链路性能将带来新的可能。

图1:Pixel 6 Pro拆解

在手机创新方面,谷歌一直非常擅于引进突破性技术,Pixel 4 上的雷达运动传感器就是其中之一。因此,System Plus ConsulTIng分析了谷歌新推出的支持5G毫米波的Pixel 6 Pro。在拆解过程中,分析师发现了多项关键性技术。

首先,Pixel 6 Pro标志着三星打破了高通的垄断。如图1所示,三星提供了系统的所有关键组件,包括:调制解调器、中频收发器、毫米波 RF 收发器以及电源管理 IC。其次,Murata(村田)利用其内部最先进的 MetroCirc 衬底完成了 AiP(封装天线)组装。

图2:从谷歌Pixel 6 Pro中拆解出的通信模组

谷歌Pixel 6中拆解出的模组设计为业界首创。它采用一种创新灵活的天线设计,用单个组件实现了两个辐射方向(背面和侧面),其中包括一个完全使用的16通道收发器。而其他厂商的解决方案一般是基于两个组件,每个组件具有部分使用的16通道收发器。这项设计最大的创新点体现在其毫米波天线封装的内部。如图2所示,Pixel 6的内部的毫米波射频收发器是基于三星的28FDS 平台(FDSOI 28nm)所打造,这也是一项重要的行业首创。

据Yole预测,5G毫米波将迎来高速的增长。如图3所示,其市场规模有望从2019年的5300万美元增长至2026年的27.36亿美元,增长幅度达76%。同时Yole也预测,到2026年,AiP 和毫米波前端模块市场规模将达到 27 亿美元。谷歌此次采用基于Soitec公司 FD-SOI的解决方案,首创性地将FD-SOI引入手机市场,替代了高通的bulk CMOS解决方案,这或将进一步推动5G毫米波的发展。

图3:Yole对于射频前端市场规模的预测

此外,Yole在一份最新的蜂窝射频前端市场报告中预测,该市场将会迎来新的技术,而FD-SOI最早将于2022年渗透该市场。FD-SOI为5G毫米波提供了一种完全集成的方案,能将中频转换重组为毫米波信号(反之亦可)和毫米波射频前端(包含发射和接收路径),与5G毫米波应用的需求非常契合。

总而言之,FD-SOI的两大显著优势使其适用于射频。一是其在混合信号和射频电路方面显著的集成优势;二是它能够在毫米波的频率下提供足够的功率,同时保持高能效、降低散热并提升续航。此外,凭借更优的功耗水平,FD-SOI能够实现设备与基站之间的更好的连接和成本控制,进而提升通信服务质量。谷歌Pixel 6首创地将FD-SOI用于5G毫米波,此举为智能手机的设计开创了更多可能。

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