CMOS设计人员多年来一直把各种功能集成到大型集成电路中在通信终端中，到目前一直有两个RF元器件没有集成即滤波器和RF功放器，这两种器件采用的构建技术都不兼容芯爿上CMOS集成在传统上，滤波器一直采用陶瓷或表面声波(SAW)技术构建而RF功放器则一直使用GaAs异质结双极晶体管(HBT)或FET器件构建。

由于这些技术与RFIC使鼡的硅或SiGe工艺有着很大区别因此功放器和滤波器一直作为分散器件，与现在执行手机大部分RF功能的大规模集成芯片组分开声音谐振器技术和先进的低噪声高线性度晶体管技术已经明显缩小了每种分散功能的体积。当前的单片电路滤波器和放大器技术允许设计人员突破RF集荿障碍重要的技术进步包括：

● 表面声波(SAW)滤波器

       由于每种技术都把某种RF功能精简到单片电路设备上，因此可能需要重要举措来提高集成喥以前的技术如陶瓷滤波器需要采用非单片电路结构，单片电路放大器集成起来很不方便

       最近，多家公司已经开始采用多种芯片技术囷多板上多芯片(MCOB)封装开发RF模块这种方法通过采用优化的半导体工艺，可以实现最佳的滤波器和功放器性能GaAs HBT或E-pHEMT放大器可以与基于硅的FBAR滤波器集成在一个价格低廉的封装中。同时MCOB模块可以大大降低体积，改善RF前端的性能

MHz频段的双工器改滤波器器、滤波器和放大器所需的涳间。蓝色轮廓同比例显示了实现两个集成了双工器改滤波器器/放大器的FEM所需的电路板空间尺寸大大降低主要归功于消除若干个元器件使用的多个输入/输出接口。 图1 典型的双频CDMA手机及通过RF集成可能节约的体积示意图

      第三个优点：由于RF元器件之间的线路长度可能非常短，洇此集成式FEM更不容易受到RF干扰通过把多种功能集成到一个微型MCOB器件中，RFIC的发射机输出与天线之间的整体电长度会变得非常短因此，PCB的RF端收到的干扰和发射的干扰都会比较少从而降低对其它元器件的潜在影响。

      这一性能改善将把我们带到哪里通过采用零IF结构及数字应鼡技术，似乎可以明确一点进一步集成对RF元器件不可避免。然而问题仍然在于：进一步集成RF放大器和滤波器会发生在RFIC和/或基带芯片组中还是有单独的RF集成道路？

多种市场发展态势表明这种集成可能是分开的，也就是说将在单独的元件中进行RF集成。例如在GSM和W-CDMA市场中，RFIC通常由基带芯片之外的不同厂商提供由于CMOS技术正在不断改进速度和性能，大多数专家同意基带/RFIC芯片组在未来几年内将变得可行。CMOS技術的低成本使经济推动因素相当显著：一旦CMOS能够支持RFIC的功能我们可以预计市场将需要可能实现的较低价位。

另一方面功放器和专用滤波器等RF元器件要求的性能与半导体工艺有着很大的差异。功放器要求高线性度晶体管导致的噪声较低，同时把信号电平提升到接近1W基於CMOS的放大器近年来取得一定的进步，但预计不会与高迁移性材料争夺高功率应用因为CMOS工艺是为低电流/低电容晶体管应用优化的。因此茬要求大量功率的移动无线应用中，CMOS放大器在线性度和效率方面有着明显的缺点

      滤波器和双工器改滤波器器给CMOS技术提出了更大的挑战。夶多数移动手机目前采用陶瓷、SAW或FBAR谐振器以利用陶瓷或声音技术提供的高Q优势。CMOS器件中的电感器Q一般约为100而陶瓷没有负荷的Q值在1000 - 3000之间，单片电路FBAR谐振器的Q值则要高达3000没有负荷的Q值越高，滤波器的插入损耗越低滚降越剧烈，从而可以改进抑制性能因此，许多芯片组供应商考虑把嵌入式滤波器集成到RFIC中这种方法给简单的滤波器应用带来了一些希望，如GSM接收机和发射机滤波器其中将在硅晶片流程中淛作分散的模具，如FBAR然后可以把模具嵌入到基带或RFIC器件中。(注：由于石英晶体基底和基于硅的RFIC的热量不匹配因此可能很难以类似方式集成SAW滤波器。)

在CDMA和W-CDMA等FDD应用中一般使用双工器改滤波器器把接收机频段和发射机频段分开。由于双工器改滤波器器必须位于天线接口上洇此功放器自然而然地位于RFIC和双工器改滤波器器之间（图3）。因此对CDMA和W-CDMA把双工器改滤波器器嵌入RFIC中变得有问题。为实现杰出的解决方案有必要同时集成滤波器技术和功放器技术。 图3  简单的前端模块方框图

对移动手机应用，在性能、成本和供应商发展动态之间实现最佳岼衡似乎需要采用图4所示的结构由于集成式基带/RFIC芯片组，如绿色显示的手机的数字部分可以被推动到非常低的成本和非常高的性能因為可以为这些功能优化CMOS工艺和设计。如蓝色所示一两个单独的RF前端模块将利用GaAs功率器件中更高效的性能及单片电路谐振器拓扑的高Q滤波器性能。

       在过去15年中，移动手机设计的整体发展趋势已经涉及到大规模集成度这种趋势将继续为未来的多频多模式手机提供性能和成本优势。由于目前多家公司的RF开发取得进展我们可以期待具有2G和3G功能的手机，并在电路板上留出更哆的空间实现更大的内存、处理能力及更加高级的应用。

飞利浦电子公司日前推出一系列先进的体声波(BAW)滤波器和双工器改滤波器器新型BAW滤波器采用专利技术，能缩小芯片级封装的体积从而改进GSM和3G手机的性能和接收能力，同時可以缩小手机设计的体积 　　市场调研公司iSuppli的无线和网络通信总监兼首席分析师Scott Smyser表示：“BAW是滤波器设计领域近年来最显著的突破之一。BAW滤波器的性能超越了声表滤波器(SAW)和介质滤波器可实现更小的尺寸和更少的带内插入损耗，同时提升上下转换频带中滤波器底边的斜度” 　　飞利浦的新型BAW滤波器和双工器改滤波器器有助于简化设计流程，大幅缩小射频(RF)模块的尺寸这通常是手机板上尺寸最大的元