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    • 创新型手机射频前端集成方案L-PAMiD
    • Wi-Fi 7亮相,高集成度助推普及
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聚焦“消费电子、汽车、物联网”三大主题,慕展探秘Qorvo多元产品方案

07/25 19:15
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Qorvo 以射频技术为起点,结合自身优势不断拓宽新赛道,凭借卓越的创新能力和雄厚的技术实力,在 Wi-Fi 7、UWB、Matter、Sensor Fusion、电源管理电机控制碳化硅等前沿技术上取得显著成就。其业务覆盖汽车、消费电子、国防/航空航天、工业/企业、基础设施和移动设备等多个应用领域,持续推动智能化的边界扩展。

在近期举行的慕尼黑上海电子展(electronica China)期间,Qorvo 举办了小范围访谈和展台参观活动,围绕“消费电子、物联网和汽车”三大主题展示了一系列解决方案,并分享了前沿创新技术的最新成果。与非网记者受邀参加了本次活动,也带来了Qorvo在慕展上亮相的重要产品和技术介绍。

消费电子

针对“消费电子”主题,Qorvo展示了最新的高度集成L-PAMiD模块、适合紧凑型应用的PMIC,以及Wi-Fi 7和Sensor Fusion的技术方案,揭示了如何通过核心技术引领行业关键趋势。

创新型手机射频前端集成方案L-PAMiD

Qorvo以射频技术为起点,凭借卓越的创新能力和技术实力,在本次展会上重点介绍了手机射频前端集成方案L-PAMiD产品。该产品集成了多模多频功率放大器(PA)、射频开关滤波器低噪声放大器(LNA)等元器件,具有高集成度。L-PAMiD模块广泛应用于多模调制解调器,为智能手机平板电脑和蜂窝设备提供高性能射频前端解决方案。

在展台上,记者看到了Qorvo最新的L-PAMiD产品展示,包括QM77051和QM77058产品。Qorvo高级现场应用工程师邓瑞介绍说,QM77051是一款全新的All-in-One集成方案,集成低频、中频和高频电路,以及2G电路。与之前的两片式设计相比,QM77051的面积减少40%以上,与分立方案相比,面积节省75%以上。

现场展示的多款用于测试的评估板便于客户了解器件性能,进行测试,板上有供电电路和控制电路,四周有测试点,可测量不同端口性能。

邓瑞详细介绍了L-PAMiD产品的三大优势:首先是高集成,减少占板面积,有利于手机轻薄化设计;其次,高性能,提前解决电磁兼容和信号互扰问题,前端损耗更低;最后,易开发,节省分立器件调试匹配时间,缩短研发周期,降低研发成本。邓瑞解释说,Qorvo在射频前端领域耕耘了30多年,从最早的分立放大器、开关、滤波器设计逐步走向集成化方案。随着2G到5G的发展,需要支持的频段越来越多,前端射频器件也越来越多,高度集成化是技术发展的必然趋势,也是市场的迫切需求。

邓瑞还介绍了Qorvo在EMI(电磁干扰)和RFI(射频干扰)问题上的创新解决方案。Qorvo采用“自屏蔽模块”技术,在模块表面添加一层自屏蔽金属镀层,简化产品制造和组装过程,提高性能。

在随后的媒体交流中,Qorvo高级销售总监江雄也对PAMiD产品进行了补充介绍。他提到,Qorvo的PAMiD产品从最早的两片式发展到如今的LMH完全集成,产品在中国市场非常受欢迎。新一代产品尺寸比上一代减少40%以上,与分立方案相比,最多节省75%的面积。江雄指出,L-PAMiD产品的高集成度和小型化设计使其在竞争中占据明显优势。

江雄介绍了Qorvo在制造和封测上采用的独特工艺,特别是WLP(晶圆封装)技术的小型滤波器和复用滤波器设计。他说,为实现更高集成度,Qorvo在设计和制造过程中投入大量研发和创新,从元器件选择到封装工艺,每一环节都进行了精细优化。

江雄详细解释了PAMiD产品的主要特点和优势。他说,PAMiD产品不仅支持5G、4G、CDMA和WCA等多种频段和模式,还具有更好的热处理和高可靠性。Qorvo此次展出的产品中,集成了多种过滤保护和过压保护,使得客户使用过程中失效率为零。Qorvo还展示了高效率L-PAMiD产品,其PAE(功率附加效率)达到24%,比以往提高40%。江雄解释说,高效率意味着更低功耗,对电池寿命和客户体验有显著提升。

Wi-Fi 7亮相,高集成度助推普及

本次展会上,Qorvo高级市场经理Jeff Lin展示了小米的BE10000 Wi-Fi 7路由器,该路由器是三频配置,包含2.4G和两个5G频段,配置为4×4×4。尽管Wi-Fi 7标准尚未完全定下,Qorvo已与国内厂商合作,提前发布了产品。除了小米,Qorvo还有中兴和京东等客户。

Jeff Lin指出,2024年中国的Wi-Fi 7市场将迎来大爆发。许多新Wi-Fi路由器几乎都是Wi-Fi 7配置。Qorvo在这一领域深耕已久,许多高端Wi-Fi 7芯片中都使用了Qorvo的产品。Qorvo正在开发Wi-Fi 7的第二代产品,未来的产品将更加小型化,耗电率和效率也将提升且兼具性价比。

近年来,随着物联网设备数量的增加,对高速、稳定连接的需求也在不断增长。Wi-Fi 7凭借其高带宽、低延迟和强抗干扰能力,将在智能家居智慧城市工业自动化等领域发挥关键作用。然而,物联网设备的多样性和复杂性也带来了兼容性、功耗管理和安全性等挑战。

Jeff Lin详细介绍了Wi-Fi 7的技术优势和市场前景。Wi-Fi 7的主要优势在于更高的频宽、更低的延迟和更强的稳定性,特别适合需要高速数据传输的应用,如视频流、游戏和虚拟现实等。Qorvo自2021年开始设计Wi-Fi 7前端射频器件,并在今年完成了大部分Wi-Fi 7产品的设计,包括线性和非线性的前端射频器件、高功率和中功率的器件,以及针对不同市场需求的宽频FEM。

Wi-Fi 7的高功耗主要源于其三频设计,例如从原来的4×4变为4×4×4,功耗增加了三分之一。Qorvo通过使用砷化镓材料和优化设计,提高了前端射频器件的效率。Jeff Lin提到,非线性PA(功率放大器)的使用可以显著降低功耗,并计划将滤波器集成到Wi-Fi FEM中,减少尺寸并提高效率。

据Jeff Lin介绍,Qorvo已经开始开发Wi-Fi 7的下一代产品,针对市场需求和成本优化设计,为客户提供高效、集成度更高,且兼具性价比的解决方案。Qorvo还将继续探索更高集成度的设计,将更多功能集成到单一芯片中,以降低尺寸和成本。Wi-Fi 8的预研工作也在进行中,未来几年可能会随标准推出符合Wi-Fi 8规范的新品。这种高度集成的设计不仅可以提高性能,还能降低制造成本,对未来Wi-Fi 7和Wi-Fi 8产品的普及具有重要意义。

目前中国市场是Wi-Fi 7使用量最大的市场。不过对于Wi-Fi 7市场也出现了争议,那就是中国尚未开放6GHz频段,目前市面上销售的Wi-Fi 7路由器仅有2.4GHz和5GHz频段。再加上中国市场竞争激烈,厂商通过降低成本和设计上的取舍来推出Wi-Fi 7产品,如使用Wi-Fi 6的放大器搭配Wi-Fi 7芯片,去掉部分高端功能。尽管国内尚未开放6GHz频段,但Wi-Fi 7在2.4GHz和5GHz频段上的性能提升仍然具有重要意义。

基于Sensor Fusion技术的创新触控解决方案

在本次展会上,Qorvo展示了基于Sensor Fusion技术的触控交互解决方案。目前市场上无需开孔的触控产品,如电动牙刷和笔记本触控板,可能使用了Qorvo的Sensor Fusion技术。这种技术是一种压力检测芯片,包含MEMS压力传感器和信号采集与处理,具有高灵敏度、小体积和低功耗的特点。

技术专家展示了两个主要产品。第一个是集成了四个传感器的触控板,传感器分别位于四个角上,能够实现3D触控,检测X和Y的坐标。压力越大,显示的圆圈越大;压力越小,圆圈越小。对输入材质没有要求,即使使用笔也可以操作。第二个产品是应用于汽车的按键,无论是在方向盘、中控还是侧门上都需要用到。通过压力传感实现有效信号传输,不需要打孔,外观美观。这款按键还可以应用在汽车的外饰件,如门把手,实现无缝设计。在汽车中控屏上,这款芯片可以实现单手放大、双手缩小的操作,进一步提升用户体验。

Sensor Fusion的原理包括传感部分和信号处理部分。传感部分基于MEMS工艺的惠斯顿电桥,在受力时转换成电压信号,实现力的电转换。信号处理部分则对电信号进行放大、模式转换和算法处理,最后输出量化值。3D触控特性指的是能够识别按压力度和位置,实现三维信息。这种特性在游戏手机中尤为明显,用户通过操控力度和位置执行不同操作,极大提升了使用体验。

Qorvo的技术专家详细介绍了其压力检测芯片的特点和应用,这款芯片包含压力传感器和信号的采集与处理两部分,相比传统的人机交互技术,这款芯片能够有效防水防尘,在使用过程中无需开孔,实现了一体化设计,外观美观大方。芯片对表面材质没有特别要求,无论是金属、木头、亚克力还是塑料,都能兼容,对外表形状也没有特殊要求。

据Qorvo高级客户经理雷益民介绍,Qorvo的Sensor Fusion技术展示了卓越的防水防尘、抗油污和3D触控特性,为智能牙刷和手表提供了无间隙的创新交互体验。展示中,Qorvo展示了两个已经量产的产品。第一个智能手环集成了灵敏度最高的Sensor Fusion解决方案,设计考虑了热冲击和声波效果对MEMS芯片的影响,解决了材质、软件和算法等多方面问题。第二个是电动牙刷,无需在手柄上开孔,通过按压即可实现on/off功能,有效防水并防止牙膏流入。

在智能手机和TWS耳机领域,低功耗和小尺寸尤为重要。Qorvo的Sensor Fusion技术在这方面表现出色。主要部分是MEMS工艺做的电桥,功耗低,通过设置采样率,待机时功耗仅为几个微安。小尺寸方面,Qorvo采用Wafer带做Bonding,使产品小巧,适合多种应用场景。雷益民提到,Qorvo的方案不仅适用于消费电子,还广泛应用于物联网和汽车领域。

在笔记本上,Qorvo的Trackpad结合了电容和压感技术,识别力度和多级触发,控制音量、灯光等功能。相比传统方案,Qorvo的多维输入方式更加方便和灵活,提升用户操作体验。通过结合电容感应技术,Qorvo的触控板不仅能识别触摸位置,还能感知按压力度,实现多级触发。这种功能使得用户在使用笔记本时可以更直观地控制音量、亮度等功能,大大提升使用的便利性。

高效集成的ACT88760 PMIC产品

 

在展会上,Qorvo展示了ACT88760 PMIC产品,该产品支持7路降压转换器和6路低压差线性稳压器LDO),封装尺寸仅为3.85 mm x 3.85 mm,适用于小型化电子设备。Qorvo的PMIC产品包括一个高效的eFuse模块用于系统断电时的热绑定功能,以及一个ECA电路用于采集电压和电容信号,支持基于UPS的电源管理。高压充电电路在系统断电后对电容进行充电,确保在需要时提供高效的电源输出。

Qorvo区域客户经理刘明Mason Liu指出,这款产品集成了电源与电路的环路稳定性调配和数据控制功能,客户无需进行外部调整,大大简化了设计流程。

据介绍,Qorvo的PMIC产品以其卓越的高精度、全面的设计支持和企业级断电保护功能而脱颖而出。Mason Liu介绍了这些产品的核心优势,特别强调其极高的精度,在拥有多个电源轨的复杂系统中能够有效执行功率分配。同时在稳定性方面,Qorvo的PMIC产品集成的企业级断电保护(PLP)功能。该功能在系统断电时通过热绑定和外加电容,实现持续电源供应,确保数据安全和系统稳定性,特别适用于固态硬盘等需要在断电时进行热绑定的设备。

Qorvo的设计涵盖从软件到硬件的全方位支持,为客户提供了极大的便利。

据介绍,Qorvo的多次可编程PMIC解决方案与单独的断路保护PLP技术,是通过早前收购Active Semi获得的。这些技术包括PLP芯片,内部主要包含eFuse、ADC和Buck & Boost,典型应用场景如固态硬盘,在系统断电后进行外挂电容的信号采集和充电。

PMIC产品作为高度集成解决方案,用于在具有多个电源轨的复杂系统中执行功率分配。ActiveCiPS(可配置创新电源)技术通过I2C接口实现多次可编程非易失性存储,用以调整功能和参数,并可实现预编程和即时优化。Qorvo的工程师特别强调了其高集成度和小尺寸。

物联网

针对“物联网”领域,Qorvo展示了基于 Qorvo ConcurrentConnect™ 技术的互联方案,包括Zigbee到Matter的bridge桥,以及在BMS芯片内部集成蓝牙的无线BMS方案。

创新无线BMS解决方案

在展位上,Qorvo展示了其无线BMS方案,将BLE技术集成到BMS系统中,实现对电芯的实时远程监控。相比传统有线BMS方案,如菊花链通信协议,这种无线方案不仅减少了线缆成本,还降低了物料成本和维护难度。Qorvo的无线BMS方案不仅集成了蓝牙、BMS AFE和系统级芯片(SOC),还提供完整的软件算法和代码,大幅缩短硬件设计软件开发时间。客户只需三个月到半年即可完成设计,比传统开发时间缩短近一半。该系统目前由两颗分立芯片组成:一颗支持多达20块电芯管理的BMS芯片和一颗BLE芯片。未来计划将这两颗芯片合二为一,提高研发效率并降低成本。

与众多友商相比,Qorvo着重在电量计算方法上。其MCU通过独有算法,能准确读取电池在不同环境下的剩余电量(SOC)和健康状态(SOH),提供灵活且定制化的解决方案。此外,Qorvo的无线BMS方案在ADC通道上具备多路16位和12位的Sigma-Delta ADC,增强了市场竞争力。Qorvo区域客户经理刘明介绍,友商的电量计算方法存在局限性,而Qorvo的MCU中加入了独有的算法,能够准确估算电池SOC和SOH。客户也可以用自己的算法搭配Qorvo的芯片,充分利用Qorvo提供的整体解决方案能够大幅缩短客户的开发周期。

基于ConcurrentConnect技术的Zigbee到Matter桥接方案

在展会上,Qorvo高级现场应用工程师侯思磊演示了一款基于其ConcurrentConnect技术的Zigbee到Matter桥接方案,该方案通过QPG7015芯片实现无线连接扩展,使Zigbee设备能够加入Matter网络生态。QPG7015芯片的硬件层面支持实现了Zigbee和Matter协议的无缝切换,相比于软件实现的“动态多协议”技术,切换速度更快、网络延时更低、丢包可能性更小,非常适用于网关、音箱以及Bridge的产品开发。而QPG6105芯片支持IoT设备端的应用,包括开关、传感器和灯具,提供了全面的硬件和软件支持,帮助客户迅速将产品推向市场。

侯思磊还介绍了Matter协议在国内外市场的发展情况,Matter是由全球开放标准联盟(Zigbee)改名为“CSA连接标准联盟”后推出的新品牌,旨在推动更可靠的连接标准。虽然Matter技术目前还处于初期阶段,但由于苹果、谷歌、亚马逊、三星等大生态系统的支持,其未来前景被看好。Matter协议有望统一智能家居的标准,促进设备的互联互通,提高用户体验。

汽车电子

针对“汽车电子”领域,Qorvo展示了UWB、Sensor Fusion 以及 1200V 碳化硅模块。除此之外,在消费电子领域介绍过的Sensor Fusion也可应用于中控台、 方向盘、车门、车窗等部位。

车规级UWB芯片DW3000

 

Qorvo目前有三代UWB芯片及其应用。第一代DW1000系列广泛应用于各种UWB的设备距离检测;第二代DW3000系列支持802.15.4协议,可实现较高精度的室内定位AoA角度测量;最新一代UWB芯片支持多通道雷达功能,适用于距离检测、人员检测、心跳监测等应用。第三代UWB芯片的雷达功能特别适合消费类设备,如手机和IoT设备,能够提供准确的距离和人员检测功能,并支持简单的雷达处理代码,便于开发者快速实现应用功能。

Qorvo高级现场应用工程师陈金昌还谈到了汽车厂商与手机厂商的合作趋势,以及UWB技术在这一趋势中的重要角色。例如,目前众多汽车厂商在造手机,都是为了实现汽车与手机之间的无缝衔接。经过车规认证的Qorvo UWB芯片组是车辆安全访问和新兴车载UWB雷达应用的首选,包括无钥匙进入、智能迎宾、乘客检测等场景以及手机控制。这款UWB芯片组不仅可以用于手机控制,还能实现更多车内应用,例如车主通过手机进行无钥匙进入,同时检测乘客位置,提升车辆智能化和安全性。

在回答关于UWB在更多领域应用的前景时,Qorvo表示,UWB在工业领域的应用已越来越广泛,如工厂管理和物流领域。Qorvo技术团队指出,UWB技术在工业领域的应用具有巨大潜力,可以提升生产效率和管理水平。尽管目前消费类市场的应用未完全普及,但随着汽车和手机厂商的合作加深,未来UWB技术有望在更多消费类场景中得到应用。

此外,陈金昌还谈到了UWB技术在安全性方面的优势。UWB技术具有高度加密性,可有效防止信号被截获和破解,提升应用安全性。例如,在无钥匙进入系统中,UWB技术可通过精确距离测量和加密通信,确保只有授权设备才能开启车辆,防止被盗和非法使用。

尽管UWB在无钥匙进入领域具有独特优势,但在普及过程中仍面临一些挑战,包括标准协同和市场需求等。Qorvo专家表示,UWB技术的标准化和普及需要时间,但他们对其未来发展充满信心。随着更多厂商加入和技术不断成熟,UWB技术将在更多领域得到应用。

1200V碳化硅模块

此次展会上,Qorvo展示的1200V碳化硅模块以其独特的设计和先进的封装技术脱颖而出。Qorvo的碳化硅模块采用共源共栅结构JFET,具备极快的开关速度和低开关损耗。加之采用银烧结方式进行芯片堆叠封装,进一步提升了模块的功率循环次数,使其在可靠性、热特性和损耗方面表现出色。这些技术创新使Qorvo的碳化硅产品在市场上具有显著的竞争优势。

通过收购拥有20多年碳化硅研发历史的United SiC公司,Qorvo获得了丰富的碳化硅产品线和先进技术。United SiC的产品包括80多种SiC FET、JFET和肖特基二极管器件,其中最新的第4代SiC FET在5.9毫欧的RDS(on)下达到750V的业界领先水平。这一技术对电动车充电器、DC-DC转换器、牵引驱动、电信/服务器电源、变速电机驱动和太阳能光伏逆变器等应用至关重要。

Qorvo控制电机控制集成解决方案

除了在展会上展示的产品,在媒体访谈中,Qorvo区域客户经理刘明Mason Liu也向与非网记者详细介绍了Qorvo在电机控制方面的产品和解决方案。他提到,与传统厂商提供的分立方案不同,Qorvo的方案是高度集成的。传统的分立方案通常包括MCU(微控制单元)、预驱动器功率管和电源等多个独立组件,而Qorvo则将这些组件集成到一个芯片中,类似于其在BMS(电池管理系统)中的集成方案。这种高度集成的设计不仅简化了系统设计,还提高了整体效率和性能。

Qorvo的电机驱动产品覆盖从48伏到600伏的广泛电压范围。在高压600伏的IP(知识产权)领域,Qorvo已有十多年的技术积累,这使得其产品在市场上具备显著的竞争优势。Mason Liu还强调,Qorvo的产品中集成了多种电机控制算法,如BLDC(无刷直流电机)控制和PMSM永磁同步电机)控制,这些算法都被集成在MCU内部,使客户能够直接使用这些算法进行电机控制,显著简化了开发过程。

此外,Qorvo还支持单电路采样和Sensor Fusion等功能,能够满足客户对不同应用场景的需求。例如,在电动工具、家电、电动两轮车等应用中,Qorvo的电机驱动产品都表现出色。Mason Liu提到,Qorvo的方案不仅在硬件上提供了高度集成,还在软件上集成了先进的控制算法,使其产品在性能和易用性上都具有明显的优势。

总结

总的来说,Qorvo在本次慕尼黑上海电子展上的表现令人印象深刻,其在电机控制、汽车电子、消费电子和物联网等领域的创新解决方案,展示了其强大的技术实力和市场竞争力。未来,Qorvo将继续致力于技术创新和产品优化,为客户提供更优质的解决方案,推动行业的发展和进步。

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