芯耀
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射頻領(lǐng)域圍繞器件工藝一直有很激烈的爭論，放在5年前GaAs工藝還是絕對的主流，同時也有CMOS、SiGe等工藝出現(xiàn)開始沖擊GaAs的市場，雖然有廠商提出要用純硅的CMOS工藝器件替代GaAs，在當(dāng)時可能被視為笑談。因為從技術(shù)的成熟度上，尤其對高功率器件，GaAs工藝更高的飽和電子遷移率和擊穿場強(qiáng)，以及更高的熱傳導(dǎo)性能使其保持絕對的優(yōu)勢，制造工藝給CMOS射頻器件帶來的成本的降低也沒有那么明顯；從競爭格局上，GaAs工藝已有強(qiáng)大的利益集團(tuán)也不可能坐視市場被他人分割，幾年來，就有Skyworks收購Axiom（Skyworks后又收購了具備SiGe工藝的SiGe公司）、RFMD收購Amalfi和安華高收購Javelin，這些被收購的廠商都是CMOS射頻器件的創(chuàng)業(yè)公司，而這些公司的產(chǎn)品和技術(shù)在收購后多被雪藏，或者因核心人員的離開而停滯不前。RFaxis公司是能夠一路堅持下來并看到希望的為數(shù)不多的純CMOS射頻器件公司之一。
為什么選擇CMOS工藝
“我很早投入到GaAs工藝產(chǎn)品的研究，2001年Win投產(chǎn)的第一顆GaAs PA就是我參與設(shè)計的。那時同期大概有6、7家GaAs工藝的Fab廠，但基本都關(guān)閉了，只有Win生存下來。”談到自己的研發(fā)背景，IEEE資深會員，曾在全球最知名的砷化鎵單片微波集成電路(GaAs MMIC)設(shè)計團(tuán)隊中承擔(dān)關(guān)鍵性角色的錢永喜博士如是說。錢博士的這一背景和他現(xiàn)任RFaxis公司市場與應(yīng)用工程副總裁的身份之間似乎存在很大的反差。而整理射頻領(lǐng)域GaAs工藝的發(fā)展路徑不難看出這種轉(zhuǎn)變背后的邏輯。GaAs作為傳統(tǒng)工藝技術(shù)和市場已然成熟，同時如錢博士所說，支持GaAs這種特殊工藝的Fab廠經(jīng)歷了一些整合和優(yōu)勝劣汰，帶來的遷移難、產(chǎn)能不足和成本無法進(jìn)一步下降的問題日益凸顯，大環(huán)境對GaAs創(chuàng)業(yè)公司極為不利，而其他工藝的機(jī)會來了。
RFaxis公司市場與應(yīng)用工程副總裁錢永喜
RFaxis公司2009年3月正式成立，一直致力于單芯片射頻前端器件的開發(fā)。錢博士坦言，公司成立之初也走了一些彎路，最初一年半時間開發(fā)基于SiGe BiCMOS工藝的產(chǎn)品，產(chǎn)品性能也不錯，但SiGe工藝的產(chǎn)業(yè)鏈極不完善，F(xiàn)ab廠少，交貨周期長，無法面對手機(jī)等消費(fèi)類市場的激烈競爭。公司從2010年才真正開始研發(fā)純CMOS工藝的產(chǎn)品，此時CMOS射頻器件的產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)很成熟，F(xiàn)ab廠資源很多，價格也已經(jīng)觸底。到2013年RFaxis推出單芯片802.11ac產(chǎn)品RFX8051時，公司經(jīng)歷了三代產(chǎn)品包括第一代的RFX1010、第二代的RFX2401C/02C和第三代的RFX5000/5000B的開發(fā)和技術(shù)積累，完成在功率、效率、線性度以及高頻特性等方面的攻關(guān)。第三代面向802.11n的產(chǎn)品推出之時，市場已經(jīng)開始向802.11ac標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)移，這是對RFaxis的挑戰(zhàn)，但更是機(jī)會，公司從2013年啟動研發(fā)，歷時5個月，在2013年6月推出了RFX8051，最近RFaxis又推出了業(yè)界首款單芯片5G 802.11ac產(chǎn)品RFX8055。截至目前，RFaxis公司純CMOS工藝有15款產(chǎn)品推出，還有10幾種產(chǎn)品正在流片，覆蓋PA、5G完整解決方案、家庭網(wǎng)關(guān)以及WiFi等目標(biāo)領(lǐng)域。目前802.11ac產(chǎn)品的市場增量才剛剛開始，未來將是重要的增長點(diǎn)。
市場陽光初撒
RFaxis的RFeIC正在多樣化和快速地擴(kuò)展市場。這里錢博士談到一個重要的突破點(diǎn)，即和高通的合作。高通創(chuàng)銳訊與 RFaxis合作開發(fā)了3 × 3 802.11ac解決方案。該方案采用RFaxis CMOS RF前端RFX8051，其包括高效線性功放(PA)、低噪聲放大器(LNA)、發(fā)送/接收天線開關(guān)、基于定向耦合器的功率檢測器、諧波濾波器及相關(guān)的RF匹配和解耦技術(shù)。該方案為路由器、運(yùn)營商網(wǎng)關(guān)、機(jī)頂盒和企業(yè)接入點(diǎn)(AP)提供支持千兆位功能的Wi-Fi技術(shù)，并大幅度降低物料成本，是為無線連接和蜂窩移動市場開發(fā)的下一代RF解決方案。和高通的合作可以說為RFaxis打開了一扇門，可以進(jìn)入消費(fèi)以及更大的通信市場這片藍(lán)海。
RFaxis公司產(chǎn)品的一些典型應(yīng)用案例
另一大突破來自于物聯(lián)網(wǎng)的風(fēng)起云涌提供的機(jī)會，錢博士介紹，RFX2402C/E被采用在Securifi推出的世界首款同時也是最暢銷的符合802.11n標(biāo)準(zhǔn)的Almond觸摸屏無線路由器中。其無線吞吐量（約70 Mb/s測量）接近有線以太網(wǎng)端口的吞吐量（約90 Mb/s測量）。RFX2401C被用在摩托羅拉智能家庭產(chǎn)品中，如MBP33S無線嬰兒監(jiān)護(hù)器。RFX2402E也在VTech最新的智能嬰兒監(jiān)護(hù)器以及Vizio 40英寸家庭影院聲音器中被采用。
物聯(lián)網(wǎng)市場的機(jī)會
此外，酷派7060S/7061和TCL J706T智能手機(jī)采用了RFeIC，而它們只是眾多通過展訊（被紫光收購）把RFaxis RFX8422S集成到3G+Wi-Fi/藍(lán)牙芯片的3G智能手機(jī)的兩個例子。相信在英特爾入股紫光后，也會給RFaxis在移動芯片市場帶來新的機(jī)遇。除此之外，相信中國近日公布的1200億的集成電路基金計劃中，移動芯片將會占不少的分量，屆時，增強(qiáng)射頻信號并且采用新的RF技術(shù)（如純CMOS RF前端）一定是一個很好的切入點(diǎn)。
綜上，RFaxis公司的產(chǎn)品主要針對三大目標(biāo)市場，WiFi/高功率WiFi，智能手機(jī)/移動，以及物聯(lián)網(wǎng)。目前WiFi占比最大，但預(yù)計到2015年這三塊市場在RFaxis總體業(yè)務(wù)中占比相當(dāng)。對于如今市場上WiFi、藍(lán)牙以及ZigBee的標(biāo)準(zhǔn)大戰(zhàn)，錢博士表示，雖然不同無線通信標(biāo)準(zhǔn)對射頻前端器件的線性度要求不同，但RFaxis公司的產(chǎn)品在各標(biāo)準(zhǔn)之間的遷移很容易實(shí)現(xiàn)，因此無論哪家勝出，對RFaxis公司而言都不是壞事。
替代GaAs指日可待？
對比當(dāng)前射頻器件的GaAs和CMOS工藝，RFaxis采用的CMOS工藝為0.18μm，8英寸晶圓，技術(shù)非常成熟，GaAs陣營則多采用2μm GaAs HBT工藝，6英寸晶圓，每片晶圓的成本就是前者的近1.8倍，且CMOS工藝的良率遠(yuǎn)高于GaAs HBT工藝，RFaxis正計劃投產(chǎn)更低的工藝節(jié)點(diǎn)40nm的產(chǎn)品，屆時價格會更具優(yōu)勢；RFaxis公司主打單芯片即single die的解決方案，和市場上現(xiàn)有多芯片集成的解決方案對比，良率更好；RFaxis公司的產(chǎn)品在ESD特性方面表現(xiàn)突出，耐壓平均可達(dá)2.5kV，而現(xiàn)有GaAs器件耐壓250V都做不到，因此CMOS器件可更好的適應(yīng)客戶生產(chǎn)。錢博士介紹，目前已完成的客戶訂單中，僅有幾次因虛焊造成的問題，沒有退貨，足以體現(xiàn)其良率保證；此外，SoC設(shè)計需求已經(jīng)越來越明顯，而要將更多的模擬、數(shù)字和射頻器件集成到一起，采用標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝的射頻器件顯然具有絕對優(yōu)勢。
與同類產(chǎn)品相比，RFaxis公司產(chǎn)品的優(yōu)勢
基于以上幾點(diǎn)，錢博士提出，目前在一些中低功率的應(yīng)用，從GaAs/SiGe工藝轉(zhuǎn)到標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝將會是不可逆轉(zhuǎn)的一種趨勢。而在高功率領(lǐng)域的一些中低端應(yīng)用中CMOS器件同樣有替代GaAs器件的可能。錢博士也坦言，任何一種新技術(shù)想成為主流都要沖破重重障礙。正如本文最初提到的，既得利益者不會坐以待斃，現(xiàn)有GaAs陣營的大廠都先后收購了CMOS工藝的廠商，擁有了相關(guān)技術(shù)，即使CMOS工藝器件真如預(yù)期保持每年15%以上的年復(fù)合增長，成替代GaAs工藝之勢，恐怕RFaxis要面對的競爭對手仍是這些射頻大佬，也極有可能出現(xiàn)被收購的局面，當(dāng)然，對一些創(chuàng)業(yè)者而言，被收購也未嘗不是圓滿的結(jié)局，這些都是后話了。至少現(xiàn)在，RFaxis公司在沿著自己設(shè)定的路線堅定向前。
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