你所不知道的射频微波增长的极限（三）——器件领域

最近这几年里最风光的当属系统产品厂商，最典型的就是Qualcomm，同类型的还有MTK、展讯、海思以及快要挂掉的Marvell等等，他们是跟随着智能手机大潮而赚钱的。

系统厂商的长处往往在于软件、算法，硬件水平参差不齐。这里我们想单独提一下Qualcomm，因为它家是唯一一个拥有totalsolution的系统厂商——AP+Modem+TRx+FEM。它家的FEM是外来技术（其实GPU也是外来技术，当年是在ATI拆分的时候收购了它的移动GPU部门），但是其他的都是自家祖传功夫。应该说Qualcomm在模拟／射频技术上并没有什么超前的黑科技，技术本身也是扎实而不高超——如果仔细看他们的架构以及技术，可以说都不是很高级或者精巧的，但是Qualcomm就是这样一个公司，它擅长用成熟技术＋笨办法实现有效功能。

这是我有一次在美国跟以前Qualcomm还有Nvidia的同事吃饭的时候，大家调侃之间说到的，在这一点上我们的看法是统一的。可以说Qualcomm在技术应用方面是超过其他厂商的，所以用户会觉得虽然看上去没什么太高级的东西（这里的“用户”指的是像我们这样应用他们芯片组的人，而不是听着“枭龙”两字就跟着某粗粮一起发烧的终端用户），但是功能很全，而且都是你想要用的。而另一方面它的很多技术实现都显得粗笨，看上去应该不是最优化的方式，但是回头看来却是在现有技术基础上实现最稳健的方案。

IoT&Grid

应该说美国公司是很善于开辟第二战场的，譬如Qualcomm就开始投身IoT（物联网），Nvidia开始做Grid（网格计算）和游戏机（那个尽是噱头的Shield居然还带了一个散热风扇——大哥，你家的Tegra可是要用到手机里的，这里装个散热风扇是要自己打脸的节奏么）。但是我所看到的是，它们在这些领域的进展依然乏善可陈，一方面是由于行业未兴（如IoT）或者行业饱和（如游戏机），另一方面也是因为毕竟进入的都不是它们最擅长的主业。

上一次“主频大战”是在Intel与AMD之间展开，两者不停在主频升级上较劲，直到Intel出了那个堪称核弹（可惜指的是功率，不是性能）的奔腾4。吃了亏的Intel这才发现拼主频是共亡之道，于是洗心革面做出迅驰系列，然后——然后我们就发现AMD到如今成了个玩偶了（有谚云：i3战A8，i5秒全家，i7轰成渣）。但是它们拼的，毕竟是可以插电的台式机CPU，而不是靠着可怜兮兮的一小块电池续航的手机。

Qualcomm当年人称“坑完队友坑自己”的枭龙810系列，就是用的ARM的64位A57和A53——这两个都是ARM设计出来主打服务器市场、也就是拼性能抛弃功耗的产品，结果就是造出了一堆核弹。

之前我们研究电池的时候，更多的从实用性的角度来研究，譬如寻找更低放电电压的材料（这样需要我们的器件工作电压更低，譬如通常用4.2V的PA要能在更低的电压下工作），但是如同隔靴搔痒。也许真正的革命性进化，需要发现新的材料，更大的储能密度（当然还需要足够安全，谁都不愿意手里拿着个炸弹）。

研究基础科学的诸君，就拜托各位了！

譬如说放大器，市场上能做放大器的厂商很多，但是基本上都是两类：对性能要求高的用化合物半导体（譬如攻城狮们喜闻乐见的GaAs），对性能要求不高的用硅工艺（典型的如CMOS）。

但是做到一定程度的时候，我们发现，无论是化合物半导体，还是硅工艺，都很难再进一步。

我们做器件，无非往两个方向发展：要不性能爆棚，要不价钱掉底。

更贵的GaAs的高频性能不错，但是功率密度无法更加提高，效率也没有根本性的进化。最便宜的CMOS技术，则高频性能不行，功率密度也低。之前有一群厂商想用CMOS革GaAs的命（譬如Qualcomm的QPA），但是现在基本上都没声音了。

基站上的放大器，小功率的一般叫gain block，多是GaAs工艺，大功率的就靠LDMOS。LDMOS也有类似的问题：工作频率受限。当然LDMOS有个极大的优势是——皮实，相比脆弱的化合物半导体放大器，Si基的LDMOS放大器可谓身经百炼，在我的记忆里除非自激，别的方法还真烧不掉它。

下一代射频放大器，大家的期望就在GaN上。之前我写过一篇评论建广资本收购NXP射频半导体部门的文章，其中就强调GaN技术一定是这笔收购中最有价值的部分。

GaN击穿电压高，工频高，而且功率密度高。有这三高，成为皇冠上的明珠就有了天然优势。而如今GaN的大规模商用似乎依然遥不可及，这与我们的市场也是有关的：市场的趋于饱和（无论通信系统设备还是移动终端），使得技术革命的需求降低，在看不到更大市场需求的情况下，厂商们宁可维持现有利润——这就跟当年爱立信坚持GSM不动摇，慢慢吞吞上3G的理由一样，现有产品线依然赚钱，凭什么要革自己的命？

那就只有等它们不得不“自己革自己的命”的那一天到来吧。

无源器件，做的最好的分两派：靠工艺取胜的日本厂商和靠技术取胜的美国厂商。

日本厂商的SAW filter横行天下已经很多年，当年Murata愣是用SAW工艺做出了B41那个带宽巨大还要求变态的带外抑制的BPF。

但是大洋彼岸，Avago就另辟蹊径，用独门FBAR技术的高Q值把它给做出来了。

我得说，日本的技术一贯以渐进式发展，模仿以及超越都是相当了不起。但是轮到创新，就有点力不从心。这种现象在射频器件上也体现的非常明显。十年前富士通、住友半导体的RF放大器产品还很有市场，但是如今就只有日本厂商自己在用了，几年之间就被美国竞争对手甩下一个身位。

无源器件也是这样的场景：SAW filter发展了多少年，日本厂商逐渐把美国厂商挤出市场，但是冷不丁美国人做出FBAR来，在集成度要求越来越高的今天迅速的把当年丢掉的市场吃回去了。

也许器件技术上真正的进步，FBAR算的一个，如果要整个产业面貌一新，我们需要更多FBAR出现。