芯百特CB9328向UWB高频段市场发力

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集微网报道 早期来看,国内使用UWB高精度室内定位的行业应用产品,工作频段大部分都在3.5Ghz-6GHz低频段范围,因此只能应用于煤矿、监狱等封闭的小众市场。从市场趋势来看,业内均在广泛开发基于6GHz-8.5GHz的合法高频段UWB产品,以期推广到更广泛的应用市场领域。

不过随着频率的升高,UWB超宽带的传输距离和穿透性势必受到影响,市场对于UWB高频段功率放大PA类产品的需求迫在眉睫。此时,如果有一颗能够集成PA+LNA+Switch,而且可以显著降低客户UWB产品射频端设计难度的FEM,可谓是正当其时。

芯百特CB9328就是这样一颗PA+LNA+Switch三合一的FEM,近期其在市场环境的驱动下应运而生。

CB9328:三合一FEM的最佳选择

据介绍,CB9328是一个具有全集成功率放大器(PA)、低噪声放大器(LNA)的前端模块(FEM)。CB9328不需要外部匹配组件,降低了组装和调试的复杂性和PCB面积,实现了低成本的解决方案。同时,CB9328还实现了高发射功率,高发射/接收开关损耗,不仅提高了灵敏度,低噪声数字和更好的距离,高输出功率,还降低了超宽带收发器的整体成本,是超宽带FEM的最优选择。

详细来看,高集成度指PA+LNA+Switch三合一FEM,有效降低客户射频前端设计和调试难度和BOM成本;CB9328独有的bypass mode,既可以在强输入信号时旁路掉LNA接收信号,也可用于某些只需要单功率放大的场合。这一创新性的设计,大大扩展了CB9328的使用场景。另外,输出功率可达+20dBm@7GHz,输出增益23dB@6.5GHz及21dB@8.5GHz,可根据客户不同版型尺寸需求,定制化LGA/DFN/QFN等不同封装管型,方便客户做特殊用途的产品开发。

在产品研发和生产的过程中,由于CB9328是一颗6.0GHz-8.5GHz的PA+LNA+Switch三合一FEM产品,对于原先擅长WiFi5/6和5G小基站等Sub-6G开发的工程师来说,可谓是不小的挑战。再加上CB9328对于可靠性和性能要求更高,如何平衡成本、性能、可靠性等“鱼”和“熊掌”的取舍问题,是对研发工程师的极大考验。用心耕耘终迎收获,通过多次改版和流片,芯百特终于打造出这款性能优异、可靠性高,且极具成本优势的完全自主可控的全国产供应链的产品。

事实上,在UWB射频前端,芯百特早已做出完善的布局和规划。

2020年,公司就已大批量产了基于UWB低频段(3.0GHz-4.5GHz)的功率放大器PA:CBG9326。这颗高性价比PA一经推出,就因为出色的性能,完美取代市场上原先广泛使用的ADI HMC9326MS8G,深受客户和市场的好评。

同年在北京冬奥会上,采用芯百特高精度定位芯片的UWB基站被部署在国家速滑馆“冰丝带”内,从而实现对馆内运动员的厘米级高精度定位,实时监测、记录运动员的滑行轨迹,并支持两年以上的历史数据查询。相较传统UWB定位设备,在同等环境下UWB-AOA在保持高精度定位的同时可节约成本近80%,是“绿色奥运”科技与节能的最好响应和实践。

此外,芯百特还专门为UWB应用推出了一颗低噪声放大器(LNA)CBG9092以及一颗宽频开关(Switch)CBS8384,为客户提供完整的Turnkey Solution解决方案。

而此次新推出的UWB高频段(6.0GHz-8.5GHz)FEM产品,不仅补齐了芯百特在UWB高频段PA产品的缺失,更是通过创新性的设计和整合能力,实现了高性价比的三合一FEM产品。CB9328的上市,使得芯百特在UWB产品线的布局日臻完善,低频和高频、PA/LNA/Switch单品和三合一FEM都已齐全,公司适合不同市场需求的产品矩阵日渐成型。

站在市场层面,在UWB产品线上,芯百特有一颗高性价比的低频段产品,通过国产替代取代了原有ADI相关产品的大部分市场。其次,公司拥有广泛的客户基础,通过跟客户紧密的沟通交流,以及捕捉市场趋势的变化,及时启动高频段产品的研发,以满足未来更大市场的需求。再者,通过创新性的设计,芯百特拉开与其它类似产品性能上的差距,保持在市场上的领先地位。

“芯百特的UWB射频前端产品,在低频段我们是跟随并取代,在高频段我们是合作布局。在产品设计阶段,我们就跟多家UWB SOC厂家紧密沟通交流,共同确定产品规格参数;在MPW样片回来后,也及时跟UWB SOC厂家一起实测和优化数据;在量产阶段,我们的CB9328 FEM产品已顺利进入原厂的参考设计BOM清单。”通过上下游产业链的协同努力,以及技术和市场上的领先优势,芯百特UWB射频前端产品在未来日趋普及的应用市场上势必将会大放异彩!

UWB技术将朝高速低功耗、更高频段迸发

据Techno Systems Research的《2021年超宽带市场分析》显示,全球UWB出货量到2021年超2亿个,到2027年将突破12亿个。其中,智能手机将在2027年成为UWB的最大应用市场,其次则是汽车、智能家居设备、可穿戴设备、消费者标签和RTLS B2B。

目前来看,在UWB主芯片市场上,成熟的玩家主要以国外三家芯片商为主。其中Apple以自有芯片和封闭生态,专注于iPhone及周边产品的应用;NXP主要聚焦于车载和工业应用市场,不过现阶段只能支持大型公司,其他公司很难拿到样片和支持;市面上较多见的是Qorvo(Qorvo于2020年以4亿美金收购了爱尔兰UWB公司Decawave),国内主流应用于煤矿、监狱、危化品仓库等行业应用,以及其它几乎能涉及到UWB室内定位的全部应用市场。

不过国外芯片厂商把持国内UWB SOC市场的局面正在悄然发生变化。今年以来,UWB资本市场捷报频传,多家国产UWB SOC厂商完成大金额的融资。1月,低功耗UWB芯片设计公司瀚巍微电子完成8000多万人民币Pre-A+轮融资;同月,无线通信系统芯片设计公司纽瑞芯科技完成2亿元人民币A轮融资;8月,驰芯半导体完成近亿元的Pre-A+轮融资;10月,UWB车用技术解决方案商清研智行宣布完成数千万人民币A轮融资。

时值年尾,也已经有厂商官宣芯片量产,尽管据市场查询供货并不稳定,但至少已将国外SOC厂商把持的国内UWB芯片市场的铁幕扒开了一条缝,相信明年会有更多捷报传来。

现在国产厂商刚刚回来的只是芯片(硬件),相关的算法、软件的优化及应用的推广还需要时日。国外厂商在UWB业务上的投入,也是以年为周期计,我们在追赶和试图超越时,还是需要有冷静的头脑和长期作战的耐心。”芯百特坦言。

对此,芯百特也有着自己的节奏,其不仅长期看好UWB行业和市场的发展,也为此做好了长远的布局。

在全球缺芯的浪潮下,芯百特坚定推行自主可控的国产化上游供应链的策略。在第二代化合物半导体砷化镓(GaAs)和第三代化合物半导体氮化镓(GaN)工艺上,芯百特和上游晶圆厂紧密合作,共同打磨和完善工艺,最终使得推出的量产产品,除了在供应链安全、交期可控外,更使得产品具有更高的性价比优势,能够与国外同类产品的竞争中占得先机。

由于高频段无线通讯信号衰减比较严重且穿透性较差,所以UWB SOC内部集成CMOS工艺的PA,往往能以满足大功率和远距离覆盖的要求,这种场景下一般需要外置PA或FEM来加以解决,而这也是芯百特射频前端产品将获得广阔应用市场前景的原因。

另外,随着国产UWB SOC芯片的推出,以及市场对于完整自主可控国产芯片的迫切需求,都加速了芯百特UWB PA或FEM进入市场、占领市场的进度,反观芯百特强大的FAE本地化团队的贴身服务,更将不断赢得客户的信赖。

目前,芯百特高频PA和FEM产品已经与上游Fab厂达成紧密合作关系,上游Fab厂也会在价格和产能上全力支持芯百特拓展UWB等未来可期的新兴应用市场。如今芯百特的低频段产品持续稳定出货,高频段产品已送达头部客户手中,并取得满意的验证结果。

从未来的技术趋势上看,在国际各大公司、科研机构工作人员的不懈努力下,有关UWB的核心技术,例如如调制与解调、天线、检测、同步、伪随机序列生成、脉冲合成等将会逐渐得到改进,UWB将会朝着更高速率、更低功耗、设备更易实现、更加贴近人们生活需求的方向发展。

需要注意的是,考虑到除美国完全开放低频和高频之外,欧洲、韩国、日本和中国等国家和地区对低频都有着严格的限制,不过对高频的限制较少,因此,支持高频将变得非常重要,高频也就成为各大厂商重视和努力的方向之一。

着眼未来,芯百特仍将继续跟踪市场变化,不断开发出更高频段、更高性能、更优性价比的UWB射频前端产品,以满足客户、行业和市场的需求。亦将发挥自身在蓝牙、Zigbee、WiFi、5G上的技术优势,努力研究市场趋势,开发出支持多模、多频的射频前端产品,以引领市场风向。

另外,在车载应用方向,芯百特已有车载中控WiFi通讯、智能车钥匙UWB定位、车联网C-V2X等不同产品矩阵,后续也将持续投入在智能汽车、车规标准射频应用的研究和开发领域,努力打造并成为未来汽车射频供应商的重要力量。

(校对/孙俐俐)

责编: 徐志平
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