引言

　　隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的不斷突破，人們正在邁進(jìn)真正的移動(dòng)信息時(shí)代。2009年1月7日，工信部三張“3G”牌照的同時(shí)下發(fā)，使我國的移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)正式進(jìn)入了3G時(shí)代。盡管經(jīng)歷了2008年的種種危機，2009年的經(jīng)濟走勢也依然不確定，但是正如狄更斯在《雙城記》中的名言所說(shuō)“這是個(gè)最好的時(shí)代，也是個(gè)最壞的時(shí)代”，危機之中往往孕育著(zhù)發(fā)展的機遇。在3G以及未來(lái)的無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò )中，語(yǔ)音數據、計算機、廣播電視和傳感器網(wǎng)絡(luò )等各種通信應用的網(wǎng)絡(luò )融合將成為其發(fā)展的大趨勢。

　　網(wǎng)絡(luò )融合體現出來(lái)的結果就是業(yè)務(wù)上的融合，業(yè)務(wù)的融合最終由移動(dòng)終端實(shí)現。作為3G網(wǎng)絡(luò )的應用載體，直接面向用戶(hù)的移動(dòng)終端(手機)牢牢把握著(zhù)便攜性和移動(dòng)性的特征，不斷融合了數碼相機、MP3等消費類(lèi)電子產(chǎn)品以及計算機的功能，朝著(zhù)個(gè)人移動(dòng)信息終端邁進(jìn)，功能將會(huì )越來(lái)越完善，將逐步從簡(jiǎn)單的通話(huà)工具轉變?yōu)閺姶蟮膫�(gè)人綜合信息平臺。而作為移動(dòng)終端中的核心部件，射頻RF芯片也將迎來(lái)新的發(fā)展機會(huì )。3G市場(chǎng)啟動(dòng)以后，消費者對換新機、新應用、新服務(wù)的需求會(huì )有超過(guò)平常的增長(cháng)，同時(shí)也會(huì )促使終端廠(chǎng)商對RF芯片提出新的需求。作者認為以下幾個(gè)方面的應用將會(huì )是新一代個(gè)人移動(dòng)信息終端的幾個(gè)熱點(diǎn)，本文將探討其未來(lái)發(fā)展趨勢，并對相關(guān)射頻芯片產(chǎn)品進(jìn)行介紹，希望能夠起到拋磚引玉的作用。

　　個(gè)人移動(dòng)終端的WiFi接入

　　隨著(zhù)移動(dòng)通信和互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展，以及信道寬帶化，通信網(wǎng)絡(luò )和業(yè)務(wù)正在發(fā)生著(zhù)根本性的變化，移動(dòng)通信網(wǎng)正在迅速成為一個(gè)寬帶互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)平臺。將無(wú)線(xiàn)通信與國際互聯(lián)網(wǎng)結合的新一代移動(dòng)通信終端能夠處理圖像、音樂(lè )、視頻流等多種媒體形式，提供包括網(wǎng)頁(yè)瀏覽、電話(huà)會(huì )議、電子商務(wù)等多種信息服務(wù)。加入了移動(dòng)性的互聯(lián)網(wǎng)將會(huì )為移動(dòng)用戶(hù)帶來(lái)全新的應用，這些新應用的出現使得移動(dòng)用戶(hù)對移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的速度和穩定性會(huì )提出越來(lái)越高的要求。由于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )的帶寬限制，使得手機上網(wǎng)無(wú)法完全用戶(hù)對速度和內容的要求。而WiFi接入是移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )提供高品質(zhì)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的強有力的補充。隨著(zhù)3G網(wǎng)絡(luò )能力的提升，移動(dòng)通信和互聯(lián)網(wǎng)逐漸融合，用戶(hù)對移動(dòng)寬帶網(wǎng)絡(luò )的需求也會(huì )越來(lái)越大，以滿(mǎn)足移動(dòng)電子交易移動(dòng)等業(yè)務(wù)功能。具有WiFi寬帶接入功能的移動(dòng)終端可以結合3G網(wǎng)絡(luò )和WIFI接入的各自?xún)?yōu)勢，使用戶(hù)真正體驗到隨時(shí)隨地的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。這一發(fā)展趨勢將使WLAN的寬帶接入功能在個(gè)人移動(dòng)信息終端中起到至關(guān)重要的作用。個(gè)人移動(dòng)終端移動(dòng)和便攜的特點(diǎn)，對WIFI接入的RF芯片在功耗和體積方面提出了更為苛刻的要求。那些體積更小，耗電量更低的WIFI芯片必將在個(gè)人移動(dòng)終端無(wú)線(xiàn)寬帶接入的日益普及中受益。據市場(chǎng)調研公司IDC的研究報告，2012年以前全球WLAN半導體市場(chǎng)的復合年增長(cháng)率將達22.8%，到2012年將突破40億美元大關(guān)。手機應用的復合年增長(cháng)率將達49.3%，到2012年將成為WLAN的第二大市場(chǎng)[1]。

　　目前的WLAN芯片市場(chǎng)上，投資大，生產(chǎn)能力較強的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)芯片廠(chǎng)商，主要是歐美企業(yè)，其中包括博通(Broadcom)、創(chuàng )銳訊(Atheros)、英特爾(Intel)、科勝訊(Conexant)、德州儀器(TI)等。我國臺灣地區也有一些WLAN芯片供應商，包括雷凌科技、益勤科技及瑞昱半導體和洛達科技等，這幾家廠(chǎng)商各自擁有特定客戶(hù)支持以及產(chǎn)品特色。國內的靈芯集成(SmartChip Integration)，憑借中科院的技術(shù)背景和多年的射頻芯片設計積累，也自主研發(fā)成功了可以工作在2.4GHz/5.8GHz 雙頻段的多模WLAN射頻芯片，支持IEEE802.11a/b/g標準，是國內唯一研發(fā)成功此類(lèi)芯片的IC設計公司。

　　數字多媒體廣播接收

　　數字多媒體移動(dòng)廣播(俗稱(chēng)手機電視)是個(gè)人移動(dòng)終端的新熱點(diǎn)。從T-MMB、DMB-TH、CMMB等各標準的“群雄爭霸，硝煙四起”，到今天的CMMB一支獨秀。我國的移動(dòng)多媒體廣播在很短的時(shí)間內，取得了波瀾壯闊的發(fā)展。而隨著(zhù)我國無(wú)線(xiàn)多媒體廣播的發(fā)展，具備移動(dòng)數字電視接收功能的個(gè)人終端也正在成為市場(chǎng)的熱點(diǎn)。目前市場(chǎng)上已經(jīng)出現了各種支持CMMB移動(dòng)電視接收的終端產(chǎn)品，例如CMMB手機、USB dongle、SD接收卡、GPS終端等。近來(lái)，CMMB產(chǎn)業(yè)不斷重磅出擊，廣電總局正式宣布了移動(dòng)多媒體廣播CMMB第二階段試商用正式啟動(dòng)，在一期已經(jīng)完成的37座城市的基礎上，二期將完成全國100-120個(gè)地級城市的單點(diǎn)覆蓋網(wǎng)絡(luò )，推遲發(fā)射的CMMB衛星也有望于2009年中期發(fā)射，將可覆蓋全國絕大多數地區。2008年11月 28日，CMMB正式啟動(dòng)了第二輪終端招標工作，規模達百萬(wàn)部，又一次顯示了CMMB終端這塊大蛋糕的吸引力[2]。

手機電視的接收模塊由兩部分構成：負責接收信號的前端射頻芯片(RF)和負責信道解調的數字解調芯片。目前符合CMMB標準的數字解調芯片已有創(chuàng )意視訊(Innofidei)、泰合志恒(Telepath)、展訊等多家國內設計公司推出的多款自主產(chǎn)品，而負責接收信號的前端射頻芯片目前還主要是國外一些大型IC設計企業(yè)如美國ADI、MAXIM，以及以色列的思亞諾公司。國內有靈芯集成研發(fā)成功了支持S/U雙波段CMMB射頻接收的 RF芯片S203ITM，集成了全部無(wú)線(xiàn)射頻接收電路模塊，僅僅需要極少的無(wú)源元件就可形成完整的數字移動(dòng)電視調諧射頻接收方案，在70mA典型功耗電流下，可以到達-100dB的靈敏度，具有低功耗、低成本、高靈敏度，寬動(dòng)態(tài)范圍等顯著(zhù)特點(diǎn)。該芯片目前正在進(jìn)行方案整合工作，將于2009年上半年正式推向市場(chǎng)。

表1 常見(jiàn)的幾種CMMB前端射頻芯片及其性能

　　*以上數據均來(lái)自廠(chǎng)商發(fā)布的Datasheet，詳細指標以廠(chǎng)商的最新發(fā)布為準[3][4][5][6][7]。

圖1 靈芯集成雙波段CMMB射頻芯片S203ITM

　　GPS個(gè)人導航與定位

　　以GPS為代表的衛星導航應用產(chǎn)業(yè)是當今國際公認的八大無(wú)線(xiàn)產(chǎn)業(yè)之一。隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步、應用需求的增加，GPS以全天候、高精度、自動(dòng)化、高效率等顯著(zhù)特點(diǎn)及其所獨具的定位導航、授時(shí)校頻、精密測量等多方面的強大功能，已涉足眾多的應用領(lǐng)域，使GPS成為繼蜂窩移動(dòng)通信和互聯(lián)網(wǎng)之后的全球第三個(gè) IT經(jīng)濟新增長(cháng)點(diǎn)。ABI Research公司調查報告指出，單就搭載GPS功能的手機供貨量到2012年將超過(guò)5億5千萬(wàn)部，可望締造1,000億美元商機[8]。經(jīng)過(guò)近20 年的發(fā)展，我國的衛星導航用戶(hù)設備市場(chǎng)化的條件日趨成熟，批量化用戶(hù)群體正在逐步形成，已進(jìn)入應用行業(yè)高速發(fā)展的時(shí)期。目前，我國擁有世界上最大潛力的衛星導航應用市場(chǎng)，其重點(diǎn)發(fā)展趨勢之一就是面向個(gè)人消費者的GPS終端產(chǎn)品尤其是手機的定位應用。高靈敏度、低功耗小、抗干擾能力強的GPS RF芯片，搭配高靈敏度的GPS接收處理芯片或者軟件接收機，可實(shí)現在室內、森林和城市峽谷中的導航定位功能，形成一個(gè)完整的快速導航定位方案，能夠為移動(dòng)電話(huà)、PDA和個(gè)人導航裝置(PND)提供最佳的定位服務(wù)。由此，GPS個(gè)人導航與定位是未來(lái)個(gè)人移動(dòng)信息終端的又一大發(fā)展趨勢。GPS功能將是新一代手機提供的最重要的增值服務(wù)之一，大多數智能手機都將裝上A-GPS (輔助全球定位系統)芯片。因此智能手機GPS行業(yè)的潛在市場(chǎng)十分龐大、誘人。

　　目前市場(chǎng)上主流的GPS RF 芯片主要是來(lái)自SiRF、Ublox、NXP、Broadcom等國外廠(chǎng)家的射頻芯片產(chǎn)品。此外，靈芯集成也推出了自主研發(fā)的GPS接收機低中頻前端射頻芯片S401ITI。它集成了高性能GPS接收機所需的全部射頻和模擬電路，包括片上低噪聲放大器，完成下變頻功能的混頻器，完整的整數分頻頻率合成器，以及基帶模擬電路，支持符號位和幅度位的1/2兩比特數據輸出。下表列出了目前市場(chǎng)上比較常見(jiàn)的幾種GPS前端射頻芯片及其模塊性能比較：

表2 常見(jiàn)的幾種GPS前端射頻芯片及其性能

　　*以上數據均來(lái)自廠(chǎng)商發(fā)布的Datasheet，詳細指標以廠(chǎng)商的最新發(fā)布為準 [9][10] [11] [12]。

圖 2 靈芯集成S401ITI GPS RF芯片

　　個(gè)人移動(dòng)信息終端RF芯片產(chǎn)品發(fā)展趨勢

　　個(gè)人移動(dòng)信息終端的任何一種通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的應用，都必須通過(guò)無(wú)線(xiàn)收發(fā)的射頻前端RF芯片來(lái)接收和發(fā)射電磁波信號。隨著(zhù)移動(dòng)終端所具有的功能越來(lái)越多，所需要的各種射頻芯片也越來(lái)越多。目前個(gè)人移動(dòng)信息終端所用的射頻芯片還都是專(zhuān)為某種特定應用而設計的，往往需要內置多種射頻前端芯片來(lái)滿(mǎn)足不同的應用。隨著(zhù)移動(dòng)終端所具有的功能越來(lái)越多，所需要的各種射頻芯片也越來(lái)越多。這就大大增加了移動(dòng)終端的成本、體積和功耗，從而對現有方案形成制約。由于受到終端價(jià)格競爭日益激烈的影響，終端生產(chǎn)企業(yè)對于產(chǎn)品的成本控制愈發(fā)重視，并逐漸轉移到關(guān)鍵元器件生產(chǎn)廠(chǎng)家身上。這就要求芯片廠(chǎng)商不斷優(yōu)化產(chǎn)品結構和工藝，以達到降低成本的目的，化解降價(jià)帶給終端企業(yè)的壓力。因此，移動(dòng)終端的小型化和低成本化這兩個(gè)主要的推動(dòng)力將不斷提高射頻芯片的集成度，使得集成多種功能的多頻多模射頻前端RF芯片，將成為今后移動(dòng)終端射頻芯片的主要發(fā)展趨勢。

圖3 靈芯集成IEEE 802.11a/b/g+移動(dòng)電視接收多模多頻RF芯片

靈芯集成作為國內寬帶無(wú)線(xiàn)通信射頻芯片研發(fā)和設計的先行者，在成功研制了可應用于個(gè)人移動(dòng)信息終端的IEEE802.11abg WLAN芯片、CMMB移動(dòng)電視接收、GPS 前端射頻等RF芯片的基礎上，不斷探索和研究無(wú)線(xiàn)通信射頻芯片的發(fā)展趨勢。率先研制成功了國內首款面向個(gè)人移動(dòng)信息終端的“IEEE 802.11a/b/g + 數字移動(dòng)電視接收多模多頻射頻芯片”。該芯片既符合IEEE 802.11a/b/g標準，可應用于寬帶無(wú)線(xiàn)接入和各種終端產(chǎn)品間的無(wú)線(xiàn)互聯(lián)互通，還可以接收多頻移動(dòng)數字電視(U/S雙波段)，能有效降低個(gè)人移動(dòng)信息終端的成本和體積。在此芯片結構中，經(jīng)過(guò)巧妙構思和精準設計，使兩種不同功能通過(guò)同一個(gè)信號鏈路來(lái)實(shí)現，包括后面的濾波器也是共用的，僅僅是信號接收段是分離的，因此在芯片實(shí)現時(shí)，芯片的面積并不是兩個(gè)不同模塊的簡(jiǎn)單疊加，而是在單一芯片上僅增加了不足十分之一的面積，使得芯片具有極高的性?xún)r(jià)比，具有很高的實(shí)用價(jià)值。該產(chǎn)品具有低功耗、低噪聲、高靈敏度、高線(xiàn)性度等多項顯著(zhù)特點(diǎn)。工作頻段可以覆蓋2.4GHz頻段及5.8GHz頻段，采用 2.7V～3.6V供電電壓，具有SPI和I2C控制接口，靈敏度為-83dB，功耗電流小于 87mA，增益控制范圍90dB，具有很強的市場(chǎng)競爭優(yōu)勢。