Dies liegt daran, dass 5G-Geräte unterschiedliche Hochfrequenzbänder verwenden, um eine Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung zu erreichen, was dazu führte, dass sich der Bedarf und die Komplexität von 5G-RF-Front-End-Modulen verdoppelten und die Geschwindigkeit unerwartet war.
Die Komplexität treibt die rasante Entwicklung des HF-Modulmarktes voran
Dieser Trend wird durch die Daten mehrerer Analyseinstitute bestätigt.Laut Gartners Prognose wird der HF-Frontend-Markt bis 2026 ein Volumen von 21 Milliarden US-Dollar erreichen, mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 8,3 % von 2019 bis 2026;Yoles Prognose ist optimistischer.Sie schätzen, dass die Gesamtmarktgröße des HF-Frontends im Jahr 2025 25,8 Milliarden US-Dollar erreichen wird. Darunter wird der HF-Modulmarkt 17,7 Milliarden US-Dollar erreichen, was 68 % der Gesamtmarktgröße ausmacht, mit einem durchschnittlichen jährlichen Wachstum Satz von 8 %;Der Umfang der diskreten Geräte betrug 8,1 Milliarden US-Dollar, was 32 % des gesamten Marktumfangs entspricht, mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 9 %.
Im Vergleich zu den frühen Multimode-Chips von 4G können wir diese Veränderung auch intuitiv spüren.
Zu dieser Zeit umfasste ein 4G-Multimode-Chip nur etwa 16 Frequenzbänder, die nach Eintritt in die Ära des globalen All-Netcom auf 49 anstiegen, und die Anzahl der 3GPP stieg nach der Hinzufügung des 600-MHz-Frequenzbands auf 71.Betrachtet man noch einmal das 5G-Millimeterwellen-Frequenzband, wird die Anzahl der Frequenzbänder noch weiter zunehmen;Das Gleiche gilt für die Carrier-Aggregation-Technologie – als die Carrier-Aggregation im Jahr 2015 gerade erst eingeführt wurde, gab es etwa 200 Kombinationen;Im Jahr 2017 gab es eine Nachfrage nach mehr als 1000 Frequenzbändern;In der frühen Phase der 5G-Entwicklung hat die Anzahl der Frequenzbandkombinationen 10.000 überschritten.
Doch nicht nur die Anzahl der Geräte hat sich verändert.In praktischen Anwendungen, am Beispiel des 5G-Millimeterwellensystems, das im 28-GHz-, 39-GHz- oder 60-GHz-Frequenzband arbeitet, besteht eines der größten Hindernisse darin, die unerwünschten Ausbreitungseigenschaften zu überwinden.Darüber hinaus stellen Breitband-Datenkonvertierung, Hochleistungs-Spektrumkonvertierung, Stromversorgungsdesign mit Energieeffizienzverhältnis, fortschrittliche Verpackungstechnologie, OTA-Tests, Antennenkalibrierung usw. die Designschwierigkeiten dar, mit denen das 5G-Zugangssystem im Millimeterwellenband konfrontiert ist.Man kann voraussagen, dass es ohne eine hervorragende Verbesserung der HF-Leistung unmöglich ist, 5G-Terminals mit hervorragender Verbindungsleistung und langer Lebensdauer zu entwickeln.
Warum ist das RF-Frontend so komplex?
Das HF-Frontend beginnt bei der Antenne, verläuft durch den HF-Transceiver und endet am Modem.Darüber hinaus werden zahlreiche HF-Technologien zwischen Antennen und Modems eingesetzt.Die folgende Abbildung zeigt die Komponenten des RF-Frontends.Für Anbieter dieser Komponenten bietet 5G eine einmalige Gelegenheit, den Markt zu erweitern, da das Wachstum von RF-Frontend-Inhalten proportional zur Zunahme der RF-Komplexität ist.
Eine Tatsache, die nicht ignoriert werden kann, ist, dass das RF-Frontend-Design nicht synchron mit der steigenden Nachfrage nach Mobilfunk erweitert werden kann.Da Spektrum eine knappe Ressource ist, können die meisten Mobilfunknetze heute den erwarteten Bedarf von 5G nicht decken. Daher müssen HF-Designer eine beispiellose HF-Kombinationsunterstützung auf Verbrauchergeräten erreichen und Mobilfunkdesigns mit bester Kompatibilität entwickeln.
Von Sub-6GHz bis hin zu Millimeterwellen muss das gesamte verfügbare Spektrum genutzt und im neuesten HF- und Antennendesign unterstützt werden.Aufgrund der Inkonsistenz der Spektrumressourcen müssen sowohl FDD- als auch TDD-Funktionen in ein HF-Frontend-Design integriert werden.Darüber hinaus erhöht die Trägeraggregation die Bandbreite der virtuellen Pipeline durch die Bindung des Spektrums verschiedener Frequenzen, was auch die Anforderungen und die Komplexität des HF-Frontends erhöht.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 18.01.2023