في الآونة الأخيرة، أصبح القطاع الأكثر سخونة في صناعة أشباه الموصلات هو بلا شك شريحة التردد اللاسلكي القطاع. تستعد شركات مثل Feixiang Technology وHuizhi Micro وKangxi Communication للاكتتابات العامة الأولية، مما يسلط الضوء بشكل أكبر على الأهمية المتزايدة لـ رقائق الترددات اللاسلكية.

تصور شرائح الترددات الراديوية

عندما يفكر الناس في رقائق الترددات اللاسلكيةلا يزال الكثيرون يعتبرونها قديمة. ينبع هذا التصور من سلسلة من الأحداث، مثل انخفاض أسعار أسهم الشركات المرتبطة بالترددات الراديوية بعد طرحها الأولي، وتراجع الاهتمام بالاستثمار في تقنيات الترددات الراديوية. كما قامت شركات كبرى مثل سكاي ووركس وكورفو وبرودكوم بتنويع استثماراتها في أسواق أخرى، مما يشير إلى تباطؤ في القطاع.

ومع ذلك، وعلى الرغم من هذا التشاؤم، شريحة التردد اللاسلكي قد يبدو مجال الاتصالات في الصين قويًا، لكنه لا يزال بعيدًا عن الكمال. مع وصول شبكات الجيل السادس وواي فاي 7، شريحة التردد اللاسلكي من المتوقع أن يشهد السوق تطورًا. ومع استمرار الحذر، لا تزال هناك حاجة ماسة للاستثمار الاستراتيجي في التقنيات المستقبلية.

ما هي شريحة RF؟

RF (تردد الراديو) الرقائق، كما يوحي اسمها، ضرورية لاتصالات الترددات الراديوية. استُخدمت في البداية في البث اللاسلكي (FM/AM)، رقائق الترددات اللاسلكية أصبحت الآن جزءًا لا يتجزأ من مجموعة واسعة من الأجهزة، مما يتيح بروتوكولات الاتصال مثل 2G/3G/4G/5G، وWi-Fi، وBluetooth، وGPS، وUWB، وLoRa، وNB-IoT. بدون رقائق الترددات اللاسلكية، فإن الهواتف الذكية سوف تتوقف ببساطة عن العمل كأجهزة اتصال.

أن شريحة التردد اللاسلكي هو جوهر وحدة التردد اللاسلكي، المسؤول عن استقبال أو إرسال إشارات الترددات الراديوية ومعالجتها. يتضمن ذلك رفع ترددات إشارات النطاق الأساسي وتصفيتها لإرسالها، أو خفض ترددات إشارات الترددات الراديوية المُستقبَلة وتصفيتها لاستخراج إشارات النطاق الأساسي.

في حين أن عملية تصنيع رقائق الترددات اللاسلكية لا توجد متطلبات صارمة مقارنةً بأشباه الموصلات مثل وحدات المعالجة المركزية أو وحدات معالجة الرسومات، فهي بعيدة كل البعد عن البساطة. على عكس المكونات الأكثر تحديثًا، شريحة التردد اللاسلكي السوق أكثر استقرارًا، مع إصدارات أقل تكرارًا للمنتجات. غالبًا ما يُقاس تصميمه بنطاق تردد التشغيل والكسب، مما يجعله مجالًا متخصصًا مع ابتكار أبطأ.

.

التحديات في تصميم شريحة التردد اللاسلكي

على عكس منتجات أشباه الموصلات النموذجية، رقائق الترددات اللاسلكية غالبًا ما تتطلب التكامل الرأسي والتصنيع الذاتي، مثل نموذج التصميم والتصنيع المتكامل (IDM). هذا النهج يُصعّب على شركات Fabless (التي تُصمّم منتجاتها دون تصنيعها) تحقيق أفضلية. علاوة على ذلك، فإن حواجز الدخول رقائق الترددات اللاسلكية إن تكاليف إنتاج هذه المنتجات مرتفعة بشكل لا يصدق؛ ولا يمكن لكل شركة أن تبدأ ببساطة في تصنيعها.

مع زيادة ميزات الأجهزة المحمولة بسرعة مع ظهور شبكات الجيل الخامس و Wi-Fi 6، فإن عدد رقائق الترددات اللاسلكية ازداد استخدام هذه الرقاقات بشكل كبير. ومع ذلك، لم تتوسع المساحة المخصصة لها بالقدر الكافي، مما عقّد عملية التصميم. يزداد التكامل تعقيدًا، ويجب مراعاة عوامل مثل التداخل وتوافق أنواع الرقاقات المختلفة. على سبيل المثال، في عصر الجيل الرابع، استخدمت الهواتف الذكية الرائدة عالية الأداء حلول PAMiD RF الأمامية عالية التكامل فقط، بينما في عصر الجيل الخامس، أصبحت حلول مثل L-PAMiD وL-PAMiF قياسية حتى في الأجهزة متوسطة الأداء.

.

أنواع شرائح الترددات الراديوية

رقائق الترددات اللاسلكية يمكن تصنيفها على نطاق واسع إلى أنواع مختلفة، لكل منها تطبيقات سوقية مميزة. بينما تركز معظم المناقشات على شرائح الواجهة الأمامية RF، هناك عدة أنواع من رقائق الترددات اللاسلكية مُدمجة في الهواتف الذكية، كل منها يؤدي وظيفة فريدة.

واجهة RF الأمامية – المفضلة لدى المنتجين المحليين

ال الواجهة الأمامية للتردد اللاسلكي (RFFE) الشريحة هي المكون الأساسي بين الهوائي وجهاز الإرسال والاستقبال اللاسلكي، حيث تتولى إرسال واستقبال الإشارات الراديوية الكهرومغناطيسية. وهي ضرورية للأجهزة المحمولة لدعم الاتصال بشبكات الهاتف المحمول، والواي فاي، والبلوتوث، ونظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، وغيرها من وظائف الاتصال اللاسلكي.

أن الواجهة الأمامية RF عادةً ما تُدمج الشريحة مجموعة متنوعة من المكونات. قد تشمل هذه المكونات مُضخِّم طاقة (PA)، ومرشحًا، ومُرسِلًا مزدوجًا أو مُضاعِفًا، ومُضخِّمًا منخفض الضوضاء (LNA)، ومفتاحًا، ووحدة ضبط هوائي (ASM)، وغيرها. في بعض الأجهزة، قد تُضاف مكونات إضافية، مثل المُرسِلات المزدوجة والمُقرِّنات، بعد مفتاح الهوائي.

لا تعمل هذه المكونات بشكل مستقل؛ بل تعمل معًا بشكل متناغم:

ال مضخم الطاقة (PA) تعزيز إشارات التردد اللاسلكي المرسلة.

ال مضخم منخفض الضوضاء (LNA) يقوم بتضخيم إشارات التردد اللاسلكي المستقبلة.

ال جهاز طباعة على الوجهين عزل إشارات الإرسال والاستقبال.

ال فلتر يضمن أن الإشارات الموجودة ضمن نطاقات التردد المحددة فقط هي المسموح لها بالمرور.

ال يُحوّل يتيح إرسال واستقبال إشارة RF، وإدارة تحويل إشارات التردد المختلفة.

علاوةً على ذلك، يؤثر أداء كل مكون على جودة الاتصال العامة للجهاز. على سبيل المثال، يؤثر أداء مكبر الصوت ومضخم الصوت منخفض التردد (LNA) بشكل مباشر على قوة الإشارة وحساسية الاستقبال، على التوالي، بينما يضمن المرشح استبعاد الإشارات خارج النطاق من مسار الاتصال.

خاتمة

ال شريحة التردد اللاسلكي رغم بعض الشكوك، فإن صناعة الاتصالات مهيأة لنمو كبير، لا سيما مع تزايد شعبية التقنيات الناشئة مثل الجيل السادس (6G) وواي فاي 7. بالنسبة للأجهزة المحمولة ومنظومة إنترنت الأشياء الأوسع، رقائق الترددات اللاسلكية لا غنى عنها. مع التقدم في التكامل والمواد، مستقبل رقائق الترددات اللاسلكية وسوف تستمر في دفع عجلة الابتكار، وتوفير العمود الفقري لتقنيات الاتصالات اللاسلكية من الجيل التالي.