在芯片技术领域,射频芯片和 SoC 芯片,均扮演着举足轻重的角色。前者负责处理射频信号,实现无线通信;后者凭借高度集成特性,将多种功能模块整合于单一芯片。由此,一个关键问题应运而生:射频芯片会集成在 SoC 芯片里吗?
事实上,射频芯片既有集成于 SoC 芯片的情形,也有独立存在的情况,这取决于多种因素。部分场景中,将射频芯片集成至 SoC 芯片,优势十分显著。在 5G 通信基站领域,射频片上系统(RFSOC)技术正得到广泛应用。RFSOC 把射频前端电路与数字信号处理系统集成在同一芯片上,不仅缩短了信号传输路径,降低信号损耗与干扰,还实现了更高的系统性能和更低的功耗。在一个小型 5G 基站里,RFSOC 能够同时处理多个用户的高速数据传输,支持大规模多输入多输出技术,大幅提升频谱利用率和数据传输速率 。
智能设备追求小型化与多功能化,这使得射频芯片集成于 SoC 成为趋势。以智能手机为例,苹果等厂商一直致力于将应用处理器、基带芯片、射频前端芯片集成在一个 SoC 中。一旦成功,手机的系统集成度将大幅提升,功耗降低,进而为手机内部添加更多功能模块创造空间。除智能手机外,物联网设备同样受益于这种集成方式。在智能传感器节点中,RFSOC 集成了特定通信协议的射频前端和数字处理功能,不仅实现低功耗、长距离或短距离无线通信,其小型化特点,也便于物联网设备在各种环境中部署。
然而,将射频芯片集成到 SoC 芯片并非易事,其中存在诸多挑战。射频芯片采用 GaAs、SOI 等特殊制造工艺,滤波器更涉及 SAW、BAW 等复杂工艺。将采用不同工艺的射频芯片与 SoC 芯片集成,可能导致电磁干扰、电磁屏蔽和系统散热等问题。此外,射频前端芯片功能多样,负责蜂窝移动通信、WiFi、蓝牙等不同通信功能,每个功能块都需要特定芯片,这无疑增加了集成难度。
正因如此,在一些场景下,射频芯片会独立于 SoC 芯片存在。在对定制化要求较高的专业设备中,独立的射频芯片便于根据需求进行灵活配置与升级。在射频系统集成中,系统级封装(SiP)技术常被采用,它将不同功能的有源、无源器件集成在同一系统中,相比 SoC 集成,SiP 兼容性更好、成本更低、研发周期更短,有效规避了 SoC 集成过程中的部分难题。
从当前发展态势来看,不少厂商已在射频芯片与 SoC 芯片集成方面取得进展。电科芯片推出的高低轨一体化卫星宽带通信芯片,就是一款小尺寸、低功耗的射频基带一体化 SoC 芯片。但不可否认,基带加射频芯片的 SoC 方案,实现起来依旧困难,目前尚无广泛商用案例。
射频芯片是否集成于 SoC 芯片,没有绝对答案。它取决于应用场景的需求、技术发展水平以及成本考量。随着科技不断进步,未来或许会有更成熟的集成方案出现,推动射频芯片与 SoC 芯片的融合迈向新高度,为无线通信和智能设备发展开辟新路径。