谷歌Pixel 6 Pro拆解，FD-SOI工艺首次被用于5G毫米波
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2022-01-11 02:54
近日，Yole Développement及其旗下咨询公司System Plus Consulting的两位分析师共同对谷歌最新推出的5G Pixel 6 Pro进行了拆解和研究，发现该款手机中的芯片采用了三星的FDS28（28nm FD-SOI，耗尽型绝缘层上硅）工艺，其中的FD-SOI衬底来自法国Soitec公司。
分析师指出，FD-SOI可降低手机的散热，为毫米波应用提供更高的能效，提升续航。优秀的能效使得手机的电量更充足，可以保证手机与基站之间更好的连接，从而优化通信质量。FD-SOI的优越性能使其成为目前5G毫米波应用的理想选择之一，未来有望获得更多领域的青睐。
5G毫米波不仅盛行于美国和日本，在全球多个其他地区也正蓬勃发展。5G毫米波被认为是目前6GHz以下5G的补充，其性能优越适用于多个领域。值得关注的是，5G毫米波在改善了下行链路性能的同时，也极大提升了更重要的上行链路的性能。尽管智能手机应用程序主要关注下行链路的创新，但可以预见，良好的上行链路性能将带来新的可能。
图1：Pixel 6 Pro拆解
在手机创新方面，谷歌一直非常擅于引进突破性技术，Pixel 4 上的雷达运动传感器就是其中之一。因此，System Plus Consulting分析了谷歌新推出的支持5G毫米波的Pixel 6 Pro。在拆解过程中，分析师发现了多项关键性技术。
首先，Pixel 6 Pro标志着三星打破了高通的垄断。如图1所示，三星提供了系统的所有关键组件，包括：调制解调器、中频收发器、毫米波 RF 收发器以及电源管理 IC。其次，Murata（村田）利用其内部最先进的 MetroCirc 衬底完成了 AiP（封装天线）组装。
图2：从谷歌Pixel 6 Pro中拆解出的通信模组
谷歌Pixel 6中拆解出的模组设计为业界首创。它采用一种创新灵活的天线设计，用单个组件实现了两个辐射方向（背面和侧面），其中包括一个完全使用的16通道收发器。而其他厂商的解决方案一般是基于两个组件，每个组件具有部分使用的16通道收发器。这项设计最大的创新点体现在其毫米波天线封装的内部。如图2所示，Pixel 6 Pro的内部的毫米波射频收发器是基于三星的28FDS 平台（FDSOI 28nm）所打造，这也是一项重要的行业首创。
据Yole预测，5G毫米波将迎来高速的增长。如图3所示，其市场规模有望从2019年的5300万美元增长至2026年的27.36亿美元，增长幅度达76%。同时Yole也预测，到2026年，AiP 和毫米波前端模块市场规模将达到 27 亿美元。谷歌此次采用基于Soitec公司 FD-SOI的解决方案，首创性地将FD-SOI引入手机市场，替代了高通的bulk CMOS解决方案，这或将进一步推动5G毫米波的发展。
图3：Yole对于射频前端市场规模的预测
此外，Yole在一份最新的蜂窝射频前端市场报告中预测，该市场将会迎来新的技术，而FD-SOI最早将于2022年渗透该市场。FD-SOI为5G毫米波提供了一种完全集成的方案，能将中频转换重组为毫米波信号（反之亦可）和毫米波射频前端（包含发射和接收路径），与5G毫米波应用的需求非常契合。
总而言之，FD-SOI的两大显著优势使其适用于射频。一是其在混合信号和射频电路方面显著的集成优势；二是它能够在毫米波的频率下提供足够的功率，同时保持高能效、降低散热并提升续航。此外，凭借更优的功耗水平，FD-SOI能够实现设备与基站之间的更好的连接和成本控制，进而提升通信服务质量。谷歌Pixel 6 Pro首创地将FD-SOI用于5G毫米波，此举为智能手机的设计开创了更多可能。
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