重磅！从拆解看5款5G智能手机电路设计方案的优劣

概述：

早期的5G智能手机设计大多使用高通调制解调器和射频前端（RFFE）组件。

高通目前为智能手机提供业界唯一商用的毫米波5G调制解调器到天线（modem-to-antenna）的设计方案。

5G RFFE组件成本占整个RFFE很大一部分，mmWave驱动的RFFE增长最为显著。

采用成熟的商用调制解调器和RFFE解决方案，原始设备制造商（OEM）将开发工作集中于手机的整体设计上。

凭借其先发优势，高通有望在5G智能手机的半导体支出中占据更大份额。

目前，IHS Markit已抽样调查了6家拥有5G智能手机的OEM厂商，其中5家厂商在RFFE部分采用了同种方案——由高通提供的完整的5G RFFE解决方案。这不仅体现了高通作为调制解调器主要供应商的重要地位，也说明了高通在将行业领先的调制解调器到天线解决方案推向市场方面愈加专业。高通击败了现有的RFFE组件供应商，并且颠覆了5G领域的RFFE市场。

与之前向4G过渡时，智能手机落后于网络部署的情况不同，5G智能手机在5G网络发布的第一天就可以使用。并且，智能手机是展示5G功能的主要设备。IHS Markit从6家OEM厂商那里取样了7款独特的5G智能手机。早期5G设备中OEM厂商品牌的多样性是前所未有的，这为射频技术提出了挑战。以前，只有技术能力更强的OEM厂商才会率先推出新一代无线手机，然而现如今的5G时代，我们也看到了那些新型的或规模较小的OEM厂商，如小米、Oppo和OnePlus——10年前4G转型期间，它们大都还不出名。

适应5G新频谱

早期的5G网络是 “非独立”的，这意味着5G无线连接需要一个锚定LTE信号。对于RFFE的设计来说，LTE和5G将有两种不同的RF路径。由于LTE-A的功能（例如载波聚合和多频段支持）已使RFFE的设计变得很复杂，这一需求将给目前的智能手机RFFE设计提出更大的挑战。在这篇文章中，我们将分析5款智能手机的拆卸结果，比较它们的相似之处以及各自独特的设计。

在新网络中实现5G频谱对RFFE的设计具有重要意义。通过扩大频谱范围，5G将提供更大的容量和更高的速度。然而，为了支持这些更宽的带宽，必须相应地重新设计RFFE以支持所使用的频率。Sub-6GHz 5G频率由于其类似于现有的LTE RFFE信号，所以挑战性不大。

该5G频段（FR1）通常被称为“Sub-6GHz”。FR1信号传输特性与现有的高频段LTE相同，只是载波带宽要宽的多（100-200MHz, LTE中为5-20MHz）。

另一个更具挑战性的光谱范围（FR2）是毫米波（mmWave）5G。FR2频谱由于其信号传播受限、衰减高，在手机应用中还没有得到广泛的使用。其最大的开放频谱范围在24GHz到90GHz之间。为了克服mmWave的传统局限性，需要采用无线电技术中的特殊技术以扩展FR2的可用覆盖范围。聚焦波束形成和波束跟踪等射频技术被部署在5G网络的边缘，为移动用户提供数百兆赫的带宽。

拆解结果分析

今年2月，在巴塞罗那世界移动通信大会（MWC）上众多厂商发布5G智能手机，LG是其中之一。V50 ThinQ 5G是一款sub-6GHz 5G智能手机，最初设计用于美国运营商Sprint，后来被用于部署sub-6GHz的全球其他运营商（通常在N77/78频段 3.5GHz）。

LG采用高通第一代X50 5G设计，包括一个分立的5G收发器（SDR8154）和一对RFFE模块。QPM5650传输模块和QDM5650分集接收模块，支持单频段N77/78 sub-6GHz 5G网络。我们将在随后的拆卸结果中看到，第一代设计已被其他三家OEM用于相同的射频配置。

除了RFFE，第一代5G智能手机另一个设计挑战是找到足够的PCB表面来安装额外的5G组件。高通X50调制解调器位于PCB的顶部，与骁龙855 SoC相邻，其余的RFFE组件安装在PCB的底部。LG选择将所有5G组件安装在一个主PCB板上，而不是采用模块化（即堆叠式PCB板)设计，这种设计可以替换为LTE-only，也可以更换5G版本。因此，LG V50 ThinQ本质上是一款根据高通架构设计的专用5G智能手机。

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