谷歌Pixel 6 Pro拆解，F(xiàn)D-SOI工藝首次被用于5G毫米波
近日，Yole Développement及其旗下咨詢公司System Plus Consulting的兩位分析師共同對谷歌最新推出的5G Pixel 6 Pro進行了拆解和研究，發(fā)現(xiàn)該款手機中的芯片采用了三星的FDS28（28nm FD-SOI，耗盡型絕緣層上硅）工藝，其中的FD-SOI襯底來自法國Soitec公司。
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分析師指出，F(xiàn)D-SOI可降低手機的散熱，為毫米波應(yīng)用提供更高的能效，提升續(xù)航。優(yōu)秀的能效使得手機的電量更充足，可以保證手機與基站之間更好的連接，從而優(yōu)化通信質(zhì)量。FD-SOI的優(yōu)越性能使其成為目前5G毫米波應(yīng)用的理想選擇之一，未來有望獲得更多領(lǐng)域的青睞。
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5G毫米波不僅盛行于美國和日本，在全球多個其他地區(qū)也正蓬勃發(fā)展。5G毫米波被認為是目前6GHz以下5G的補充，其性能優(yōu)越適用于多個領(lǐng)域。值得關(guān)注的是，5G毫米波在改善了下行鏈路性能的同時，也極大提升了更重要的上行鏈路的性能。盡管智能手機應(yīng)用程序主要關(guān)注下行鏈路的創(chuàng)新，但可以預(yù)見，良好的上行鏈路性能將帶來新的可能。
圖1：Pixel 6 Pro拆解
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在手機創(chuàng)新方面，谷歌一直非常擅于引進突破性技術(shù)，Pixel 4 上的雷達運動傳感器就是其中之一。因此，System Plus Consulting分析了谷歌新推出的支持5G毫米波的Pixel 6 Pro。在拆解過程中，分析師發(fā)現(xiàn)了多項關(guān)鍵性技術(shù)。
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首先，Pixel 6 Pro標志著三星打破了高通的壟斷。如圖1所示，三星提供了系統(tǒng)的所有關(guān)鍵組件，包括：調(diào)制解調(diào)器、中頻收發(fā)器、毫米波 RF 收發(fā)器以及電源管理 IC。其次，Murata（村田）利用其內(nèi)部最先進的 MetroCirc 襯底完成了 AiP（封裝天線）組裝。
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圖2：從谷歌Pixel 6 Pro中拆解出的通信模組
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谷歌Pixel 6中拆解出的模組設(shè)計為業(yè)界首創(chuàng)。它采用一種創(chuàng)新靈活的天線設(shè)計，用單個組件實現(xiàn)了兩個輻射方向（背面和側(cè)面），其中包括一個完全使用的16通道收發(fā)器。而其他廠商的解決方案一般是基于兩個組件，每個組件具有部分使用的16通道收發(fā)器。這項設(shè)計最大的創(chuàng)新點體現(xiàn)在其毫米波天線封裝的內(nèi)部。如圖2所示，Pixel 6 Pro的內(nèi)部的毫米波射頻收發(fā)器是基于三星的28FDS 平臺（FDSOI 28nm）所打造，這也是一項重要的行業(yè)首創(chuàng)。
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據(jù)Yole預(yù)測，5G毫米波將迎來高速的增長。如圖3所示，其市場規(guī)模有望從2019年的5300萬美元增長至2026年的27.36億美元，增長幅度達76%。同時Yole也預(yù)測，到2026年，AiP 和毫米波前端模塊市場規(guī)模將達到 27 億美元。谷歌此次采用基于Soitec公司 FD-SOI的解決方案，首創(chuàng)性地將FD-SOI引入手機市場，替代了高通的bulk CMOS解決方案，這或?qū)⑦M一步推動5G毫米波的發(fā)展。
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圖3：Yole對于射頻前端市場規(guī)模的預(yù)測
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此外，Yole在一份最新的蜂窩射頻前端市場報告中預(yù)測，該市場將會迎來新的技術(shù)，而FD-SOI最早將于2022年滲透該市場。FD-SOI為5G毫米波提供了一種完全集成的方案，能將中頻轉(zhuǎn)換重組為毫米波信號（反之亦可）和毫米波射頻前端（包含發(fā)射和接收路徑），與5G毫米波應(yīng)用的需求非常契合。
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總而言之，F(xiàn)D-SOI的兩大顯著優(yōu)勢使其適用于射頻。一是其在混合信號和射頻電路方面顯著的集成優(yōu)勢；二是它能夠在毫米波的頻率下提供足夠的功率，同時保持高能效、降低散熱并提升續(xù)航。此外，憑借更優(yōu)的功耗水平，F(xiàn)D-SOI能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備與基站之間的更好的連接和成本控制，進而提升通信服務(wù)質(zhì)量。谷歌Pixel 6 Pro首創(chuàng)地將FD-SOI用于5G毫米波，此舉為智能手機的設(shè)計開創(chuàng)了更多可能。
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