5G已經到來，這是最好的時代，也是最有挑戰的時代。為實現 5G，技術要素包括模擬前端 (AFE) 和 RF 架構。那么，基礎設施用模擬與射頻芯片做到了什么程度？性能和集成度如何？為此，電子產品世界采訪了模擬和RF芯片供應商——ADI、恩智浦半導體和賽靈思。

1 ADI：5G的三大挑戰及應對方案

5G對設備運營商(OEM)提出了新的挑戰，因為5G技術和4G有很大不同，包括空口技術、編碼技術，以及后面的基帶等。最直接的挑戰是頻譜擴展，之前頻段一般集中在2GHz、2.7GHz以下，新的5G頻段有3.5GHz頻段、4.9GHz頻段等，因此設備商要提供新的產品來覆蓋這些頻段。

一方面帶寬增加，之前的帶寬更多是50MHz，最多100MHz。5G因為數據流量大大增加以10倍甚至100倍的增長，帶寬也要更寬。目前3GPP推出的規格里最寬的帶寬達200MHz；另一方面，通道數也會大大增加，之前宏基站是2×2或4×4，現在8×8已經出來了，甚至16×16。

5G有一種專門的技術叫Massive MIMO。在Massive MIMO場景有64×64，甚至128×128。通信商巨頭已經有這些Massive MIMO的原型產品了。　　

這些難題從技術角度對設備商提出了挑戰，不但要滿足新技術的要求，同時運營商也要求設備商進一步降低尺寸、功耗和成本。因此，需要半導體廠商推出新的解決方案。

ADI提供的產品可服務于從比特到天線陣列的完整5G基站信號鏈——包括上變頻器、下變頻器、PLL頻率合成器、開關、波束合成、LNA和PA等。

在分立器件方面，ADI的Pipeline ADC技術不斷往上提升，為了把精度做得更高，已推出14位的Pipeline ADC，在3G、4G尤其5G的基站應用里可以得到很好的發揮。

為了補全產品線，ADI于2014年收購了訊泰科技，最重要的意義在于，以前ADI的高速能力，甚至RF的能力，大約到6 GHz或8 GHz的水平，有了訊泰的能力補充，可以做到（100~110） GHz的能力，包括微波、毫米波在內，都有完整的產品系列。另外，訊泰科技對于毫米波、微波、RF的信號鏈是非常完整的，有完備的產品線，包括濾波器、開關等，再把它們跟ADI的技術結合起來，就形成了完整的RF解決方案。

例如HMC661/HMC1061，可以在18 GHz的高帶寬下進行采樣保持，減少對高溫ADC的依賴實現高速采集。另外，HMC994/998/907/797系列砷化鎵類的PA(功率放大器)產品，最大的特點是可以從DC，即從0 Hz到30 GHz的信號和帶寬放大。

另一款產品是現在在5G通訊，特別是5G毫米波通訊里推出來的產品。在5G通訊里，波束成形中怎樣把一個天線陣列形成多個波束非常關鍵，ADI有集中度高、性價比好的產品，對這種技術的實現就非常關鍵。ADI還有把低的RF信號提到高的RF信號的能力，針對不同的頻段，諸如K頻段、Ka頻段都有相應的產品，能夠建立起來可以達到500 MHz帶寬的系統。

在5G射頻收發器方面，實現了軟件配置的RF平臺，助力客戶從概念到成品的快速完成。實際上，無線電的概念從1995年就在美國通信協會上被提出來，但真正實現軟件配置的RF平臺是非常困難的，因為RF本身的設計會帶來非常多的挑戰。ADI最早把所有的濾波器、射頻的LNA、PA，包括高速DAC等集成在一個芯片里，這才得以實現所有的RF的頻點、帶寬、噪聲水平等都可以進行軟件配置。2014年推出了AD9361，2018年推出了ADRV9008/9產品。

２ 恩智浦：看好宏站和小站的機會

在通信基礎設施領域，從之前的3G、4G到現在的5G，恩智浦的產品包括核心處理器、射頻功放以及大規模的射頻電路等等。5G時代來臨，如果看得更遠一些，到2021年、2022年時，5G邊緣部分的成長會相當明顯。5G由于其特性和室內覆蓋的問題，包括穿透性的問題，對小基站在宏站的基礎上進行補站的需求，以及5G行業的應用會有比較多的增長。在邊緣側和5G部署系統里，除了核心網和宏站以外，還有小站以及企業端和工業5G的小的分布系統，恩智浦有獨特的分布式系統、產品和解決方案。

　　現在中國在5G方面走得比較快。如下圖，北美率先宣布的5G應用，之后才是中國。但北美的5G頻段跟中國有所不同，因為北美有很多Sub-6GHz的頻段被軍方占用，所以北美5G主要是在微波段進行部署的。中國由于是后發，在Sub-6GHz頻段下有很多投資，包括中國移動、電信、聯通，2019年已經大規模部署了，2020年在絕大多數的主要城市都可以進行覆蓋。

5G基礎設施的增長將刺激2020年手機市場銷量的增長。從2016到2019年，手機市場一直在萎縮，但從2020年開始，會出現4G到5G手機的更換潮。

在終端側，恩智浦除了之前提供的核心網絡的處理器和在宏站提供的射頻解決方案外，在開放式的架構，以及在CU、DU、RU、5G小基站、企業/工業、農業、5G的CPE等方面，都有小基站和企業基站的部署和應用（如下圖）。

在5G射頻技術方面，由于目前已經到了5G的市場投入期，未來的增長是非常大的（如下圖）。

圖：基站市場

恩智浦從技術到頻段都有覆蓋。從RF技術來看，恩智浦是從低頻到高頻，從微功率到大功率所有產品和技術的提供商。在高功率基站、毫米波基礎設施以及CPE解決方案方面，恩智浦也都有產品的覆蓋（如下圖）。

3 賽靈思RFSoC：實現更高的集成

擅長全可編程SoC的賽靈思把RF也集成了進來，推出了賽靈思Zynq UltraScale+ RFSoC是把RF嫁接到SoC里。2017年已經推出了第１代產品，2019年又推出了第２代和第３代產品。

RFSoC的第２代和第３代產品具有更高射頻性能及更強可擴展能力，可支持6 GHz以下所有頻段，從而滿足新一代5G 部署的關鍵需求。同時，還可支持針對采樣率高達的14位ADC和10 GS/S的14位DAC進行直接RF采樣，二者的模擬帶寬均高達6 GHz。

產品系列是單芯片自適應射頻平臺。該產品系列現在包括：第２代不僅符合亞洲地區5G部署的時間規劃，而且還支持最新射頻技術。第三代在 RF 數據轉換器子系統中對 6GHz以下頻段的直接 RF 采樣，以提供全面支持、擴展的毫米波接口，并將功耗降低達 20%。

那么，是否將來第３代產品是主流，因為第３代全覆蓋？實際上，賽靈思第一代產品主要服務于pre-5G或者是5G早期的一些部署，針對的是4 GHz的帶寬。但是現在有新的頻段得到了分配，尤其是在中國和日本，主要是4 GHz到5 GHz的，所以賽靈思推出了第２代產品，希望能夠非常及時地給這些運營商提供合適的產品。3GPP還在不斷的發展，現在已經要演化到6 GHz，這時候第三代產品芯片就是最合適的。

所以如果客戶要在2021年部署系統，那么第３代產品是最合適的，能夠幫助客戶滿足到時候所需要的一系列應用。

另外，全球很多國家在頻段分配上的情況是不一樣的，可能有一些并不需要4 GHz或者是5 GHz這樣的帶寬水平，所以可以根據各個國家的情況選擇1~3代產品。例如如果有的國家只需要4 GHz帶寬，其實第1代芯片就可以滿足需求。