TD-SCDMA产业链又一突破：国际认可首款本土CMOS射频收发芯片问世

【导读】TD-SCDMA产业链又一突破：国际认可首款本土CMOS射频收发芯片问世  
    “我是在一周前的早在六点多钟收到ISSCC（国际固态电子电路会议）电话的，他们邀请我们在明年2月的ISSCC年会上发表我们的CMOS TD-SCDMA射频收发芯片的论文。要知道，在这个会议上发表论文，被比喻为‘荣获国际芯片设计奥运金牌’，这是国际权威机构对我们开发出的全球第一枚单芯片CMOS TD-SCDMA收发器的认同。”鼎芯通讯CEO陈凯博士自豪地向《国际电子商情》记者表示。 

    作为TD-SCDMA产业联盟的唯一一家射频芯片企业，鼎芯承担着巨大的压力。一直以来，中国TD-SCDMA产业链的短板被认为是在基带芯片与射频芯片方面，而前者已有展讯等四家本土公司推出商用化的产品，但射频芯片方面始终看不到中国本土厂身的身影，目前市场上流行的两套方案一套是ADI的射频+基带，另一套方案则是中国本土厂商的基带+美信的射频IC。“现在鼎芯推出了全CMOS的TD收发芯片（CL4020），它不但打破了国际公司在TD射频芯片上的垄断，而且在工艺上超越了国际公司。”陈凯表示。 

    他解释道：首先CL4020芯片将接收器与发射器集成到一个单芯片上，而以上两家国际公司目前的方案仍是收与发分离，因此需要多一块芯片；其次，CL4020采用CMOS工艺，而ADI与美信采用的是传统的BiCMOS工艺，CMOS工艺的功耗比后者要降低25%以上，芯片尺寸更小。并且，CL4020采用了零中频技术，使得外围器件数量大大减小。 

    虽然是首次在TD的射频芯片中采用CMOS工艺，但是陈凯表示CL4020在“鼎芯-安捷伦TD-SCDMA射频实验室”中测得的数据显示整体性能指标已完全满足3GPP TD-SCDMA系统要求。CL4020支持双频（1880MHz-1920MHz；2010MHz-2025MHz），且零中频的架构集成了低通滤波器和∑-Δ小数分频锁相环，其发射通道EVM小于4%（TD标准要求17%），锁相环相位积分噪声（1kHz-640kHz）达到0.85度，整个接收通道的噪声系数小于4dB。今年4月鼎芯成功地在鼎桥的基站上实现了TD-SCDMA网络通话。 

    更进一步，鼎芯的射频芯片CL4020与其同步推出的模拟基带芯片CL4520搭配，能支持展讯、凯明、T3G和重邮等国内所有TD基带芯片的接口。陈凯解释道：“由于鼎芯是TD联盟中唯一的射频芯片成员，所以我们当初在定义这颗射频芯片时就与这四家基带厂商共同定义，考虑了对这四家基带芯片的支持。我们花了四个月的时间来讨论这些问题，他们非常支持我们。”鼎芯同步推出一款模拟基带芯片的原因是以上四家基带芯片中除了展讯的基带芯片集成了模拟基带外，其它几家的方案均需要独立的模拟基带，因此，鼎芯能满足国内所有基带芯片的要求。陈凯透露，下一步他们会将这一模拟基带芯片与CMOS的射频收发芯片集成。
 
    谈到射频前端芯片比如功率放大器和天线开关等器件，陈凯表示他们目前没有研发TD射频前端芯片的计划，虽然鼎芯已有研发PHS手机射频功率放大器的经验，他们甚至在PHS手机中将PA与收发器集成到单芯片上。但是他认为目前在TD上还做不到这一点：“从目前的工艺水平来看，PA仍以分离方式更具性价比。”他分析说，虽然美信在其接收芯片中集成了PA，但是其收与发射芯片是分开的，所以仍需两块芯片，且他们为此采用了较昂贵的SiGe BiCMOS工艺，成本上并不划算。虽然没有开发PA，但鼎芯的射频收发芯片可以与Skyworks、RFMD、安捷伦以及电子部13所等所有的PA、天线开关配合使用。 

    “我们现在发布TD-SCMA射频芯片正是时候，可以说踩了个正点。”陈凯向《国际电子商情》表示。他解释说，虽然他们的芯片没有出现在目前的试商用网中，但是手机厂商还没有开始为大批量生产TD手机选择器件。“现阶段的测试主要是针对网络性能、手机基带性能以及手机本身的设计，射频器件并不在主要的测试功能之列。”按照信息产业部的计划，明年的一、二季度才是手机厂商进行量产前的器件筛选阶段，正真TD手机量产要到明年的3月份，“因此我们这次肯定赶上了TD手机量产的第一波浪潮。”陈凯笑称。原本以为ADI、美信会垄断TD手机大量出货的第一波浪潮，他们将是赶第二波浪潮做“Cost Down”，现在由于TD牌照的推迟发放，他们抢了个正点。并且，鼎芯的射频芯片比国产的基带走得更远，CL4020甚至可以支持将来的HSDPA，而国产的基带要到明年才有HSDPA版推出。“因为我们在开始定义CL4020射频芯片时，就将对HSDPA的支持考虑进去了。”他补充道，“CL4020芯片设计的诸多挑战之一是DC offset（直流失调）， 特别是考虑支持HSDPA的情况。鼎芯采取了数字检测与环路抵消等诸多技术手段，采用数字化控制实现了芯片的优化。鼎芯在研发CL4020和CL4520的过程中产生了10余项发明，其中多项正在申请中美两国专利。”鼎芯工程副总裁李振彪博士进一步解释说。 

    “其实，我们为了赶出这颗芯片是加班加点，非常辛苦。信产部对TD产业链相关的进程非常重视，作为唯一的射频芯片厂商，他们对我们的压力非常大。外表看来TD的牌照发放一拖再拖，但是他们实际是外松内紧，对我们要求非常严格，但也对我们非常支持！”他表示鼎芯得到了信产部国家专项、浦东新区和上海市“科教兴市重大科技项目”的大力支持。TD产业联盟对他们的工作也很满意，产业联盟秘书长杨骅说道：“从鼎芯被选入TD-SCDMA产业联盟，承担TD-SCDMA国家专项，到取得今天这样的良好进展，对中国本土3G通信产业链完成布局和早日商用化起到了积极的推动作用”。 

    现在陈凯终于可以稍微喘口气了，但后面还有更艰巨的任务在等着他们。目前他们的芯片仍是在工程样片阶段，虽然与所有的四家基带芯片厂商都进行了测试，但还没有进入手机厂商的设计链中。不过陈凯非常有信心：“四家基带芯片厂商以及夏新、大唐、中兴、华利、联想等手机企业对我们都非常支持，并且台积电也对我们支持很大。”他透露说，目前台湾政府对0.18um CMOS RF工艺向中国出口仍是限制的，因此他们的芯片需要拿到台湾台积电工厂生产。陈凯透露他们有计划将这种先进工艺引入到中国，“因此我们还可带动中国晶园技术的进步。”他称。  [!--empirenews.page--]

    鼎芯的射频芯片与展讯等公司的基带芯片配合，共同完成了本土厂商在TD-SCDMA芯片产业链的完整布局，打破了本土公司在芯片上的瓶颈。而中国芯片厂商贯有的价格优势，暗示着TD-SCDMA产业链离中国政府要求的提供低成本、满足大众口味的TD-SCDMA手机的目标越来越近。中国政府的目标正在一个一个地实现，最近解决的另一个瓶颈是TD-SCDMA手机的一致性测试，包括Tektronix在内的国际领先测试公司宣布将为中国的TD-SCDMA手机进行现场测试，这将解决目前存在的手机与网络互通问题。随着一个一个的问题被解决，TD-SCDMA市场就在人们盼望TD牌照的不经意间成长起来。