當前位置: 華文世界 > 科技

公開課73期筆記|北鬥產業進入高質素發展新階段,諾思濾波芯片積極創新之道

2024-03-27科技
直播回放地址

集微網訊息 當前,隨著北鬥系統在全球範圍內服務的不斷拓展,北鬥套用規模不斷擴大,套用深度持續增強,中國北鬥產業進入高質素發展新階段。這對適用於北鬥導航的濾波芯片提出了更高的要求。在這一背景下,諾思積極響應,不斷探索適應新需求的濾波芯片之選,為持續推動北鬥產業的發展貢獻力量。

作為中國射頻濾波芯片IDM供應商,諾思在北鬥領域擁有十余年的研發生產經驗,其前期開發的產品在業內廣受好評,並實作了規模交付。面對當前北鬥領域新套用場景與新要求,諾思積極探索和創新,於近日升級了適用於北鬥二代和北鬥三代全系列濾波芯片。

鑒於此,3月26日,集微網舉辦了第73期「集微公開課」活動,特邀諾思(天津)微系統有限責任公司市場技術經理翟國祥進行「諾思推出適用於北鬥二代和北鬥三代全系列濾波芯片」的主題分享,他詳細和深入地介紹了諾思最新推出的適用於北鬥二代和北鬥三代全系列濾波芯片產品,以及諾思的濾波芯片效能特點和衛星通訊產品布局等。

諾思實力加持:高質素核心專利、高良率智慧工廠、高技術完備產品

諾思從事無線器材射頻前端MEMS濾波芯片、模組、套用方案的設計、研發、生產和銷售,核心產品ICBAR幹涉耦合體聲波諧振器具有國際領先水平。其在天津濱海設有工廠,建築面積2.5萬平方米,是亞洲首座具備完整自主知識產權的6英寸MEMS高端濾波芯片智能制造中心。

自2011年註冊至今,諾思累計投入資金超16億元,人員規模240人,其中,研發人員占比40%。諾思具備國際一流MEMS濾波器的研發生產制造能力,其天津濱海工廠將100%國產化要求貫穿到各個環節,保障客戶自主可控的要求,技術工藝能力達到行業領先水平。

諾思自有MEMS工藝機台數量百余台,輔助機台超過十余台。其工廠已逐步向智能制造系統發展,FAB透過資訊總線實作平台全數碼化、柔性化、智能化和高度整合化,已成為先進生產與智能制造於一體的智慧工廠。翟國祥進一步表示,諾思所提供產品是自主研發生產的,涉及的技術及器件自主可控,專利總數652項,布局涵蓋濾波器/雙工器/模組設計、芯片封裝、體聲波諧振器結構及加工工藝等。

目前,諾思已研制和生產的成熟產品約有650余款,覆蓋8.5GHz以下的通訊頻段,產品形式包括濾波器、雙工器、多工器以及模組等。天津產線生產良率達到95%,產品經客戶驗證透過,並實作批次銷售,截止到2023年累計出貨超12億顆,已為全球多家智能終端、通訊器材、物聯網、車聯網、北鬥導航以及衛星通訊等企業提供優質的產品與服務。

產品特性突顯:零溫漂、高滾降、低差損、高抑制、高功率

北鬥衛星導航系統(BDS)是中國自行研制的全球衛星導航系統,也是繼美國GPS、歐盟GLONASS之後的第三個成熟的衛星導航系統。翟國祥指出,北鬥導航系統對於提高定位精度、提升國際競爭力、保障國家安全、促進經濟發展、提升生活質素等具有重大意義。

我們知道,北鬥要求核心器部件100%自主可控。而諾思所提供的產品是自主研發,涉及的技術和器件也均自主可控。翟國祥在主題分享中介紹,北鬥衛星導航系統由空間段、地面段和使用者段三大部份組成。諾思主要服務於使用者段的企業,為其提供的濾波芯片屬於基礎器件,也是作為體現國產技術最關鍵的部份。

全面推進北鬥替代和單北鬥套用更是未來發展的重中之重。翟國祥認為,目前,新一代支持北鬥通訊的智能電話、手表、公務機等為集成電路發展帶來新增長點。翟國祥表示,在北鬥衛星導航系統使用者段市場,截至2023年,中國北鬥套用滲透率已超過50%,預計到2025年滲透率將超過90%。

在北鬥導航領域,得益於高質素核心專利、高良率智慧工廠、完備的技術的加持,諾思北鬥濾波產品零溫漂、高滾降、低差損、高抑制、高功率等產品效能創新顯現。諾思推出的適用於北鬥二代和北鬥三代全系列濾波芯片產品頻率覆蓋L波段、S波段及其它全部北鬥公開服務訊號;根據客戶指標要求,此次升級大幅提升產品的效能,采用溫補結構產品溫漂系數在±5ppm/℃以內;更優異的帶外抑制,更陡峭的邊帶滾降能力,極大的提高了系統的靈敏度與抗幹擾能力;同時對產品的功率容量也做了提升(發射端≥5W)。

低溫漂、高滾降

用於北鬥導航S頻段的ICBAR濾波器,具有優良的溫度漂移特性。以北鬥II代S頻段RSF K2492F009 C1為例:溫度漂移系數在±5ppm/℃,以內相同頻寬,保證插損的同時,ICBAR可實作更高滾降、更高鄰帶抑制的需求;鄰帶和遠端都能保證一個較高的抑制,以阻隔其他無用訊號的幹擾。

以北鬥III代S頻段RSFK2492F016B1為例:

此款產品采用溫度補償(TCF)結構,溫度漂移系數在±5ppm/℃以內,大大降低了濾波器在高低溫下的溫度漂移,從而保證產品具有高滾降,高鄰帶抑制等特性。

低插損、高抑制

以北鬥III代B1C頻段RSFK1575F032B1為例:

此款產品套用在北鬥接收埠,近帶抑制較深≤-45dB@f0+25MHz,插損在2.0dB以內;有效降低其它訊號對北鬥系統接收通道造成的幹擾,提高系統穩定性與安全性。

再以北鬥III代B3I頻段RSFK1268F020B1為例:此款產品套用在北鬥接收埠,最佳化近端抑制≤-55dB@f0+22MHz,帶內插損在2.0dB以內,提升訊號靈敏度。

高功率容量

以北鬥III代L頻段產品RSFK1618F016B1為例:

此款產品左側抑制≤-45dB@1559-1591MHz,插損在1.8dB以內。經測試,在CW訊號下,最大耐受功率≥37dBm(5W),滿足發射端產品效能需求。

除北鬥領域產品外,諾思在衛星通訊領域也做了相關產品布局,以下為部份產品開發情況:

在介紹相關北鬥領域和衛星通訊領域產品布局之後,翟國祥還進一步介紹了諾思在汽車電子、WIFI 6E方面的相關布局。翟國祥表示,ICBAR汽車電子領域套用方面,諾思可提供更高效能、更高可靠性的汽車電子新型解決方案,其中,RSQP8889E已順利透過IATF 16949:2016汽車行業質素管理體系認證及車規產AEC-Q200測試認證;ICBAR WIFI 6E產品套用方面,諾思產品具有高頻率、大頻寬、小尺寸特點,廣泛套用於通訊器材、智能家居、物聯網等領域,可提供更快速度和更低時延的移動通訊新型解決方案,其中,RSJP6501P的插損、抑制等電效能參數,達到國際一流水平;在5.5G(5170-5815MHz)頻段的抑制典型值甚至可以做到-48dB以下,減少系統間的串擾。

在追求產品效能的同時,「超小」、「超薄」的封裝形式也成為了當下最為關註的焦點。小型化也是諾思濾波芯片產品明顯優勢。目前,北鬥3.0x3.0mm塑封產品及WLP(裸die)產品已量產交付。

在互動環節,翟國祥表示,諾思采用WLP的芯片類產品,一方面有效地縮減模組系統封裝面積,同時濾波器的厚度在0.2mm左右,可以大大降低模組的整體高度。另一方面實作WLP級別高可靠性,對封裝工藝無特殊要求,相容常規二次封裝,支持模組系統級封裝(SiP,System in Package)的靈活設計,實作更低插入損耗、更高的隔離度。

最後總結來看,諾思憑借IDM 軟性技術優勢,客製化設計生產能力,依托諾思自有的設計模型、工藝模型、生產數據庫,可設計生產頻寬、溫漂、抑制等多方面效能要求的客製產品,涵蓋濾波器、諧振器、雙工器等器件,並提供多種封裝形式產品,主要有WLP芯片類、塑封類、陶瓷管殼封裝類。