中心議題：

• 針對移動電話設計要能實現未來用戶要求設計

解決方案：

• 利用MEMS技術實現移動電話射頻設計
• 采用可調式的RF前端元件

如果一款移動電話設計要能實現未來用戶所期望的各項廣泛服務
，創造性思維是不可或缺的
；而許多產業觀察者認為
，微機電係統(MEMS)將是實現這種設計的下一波技術。

事實上，MEMS元件的推出已證實了其在大量消費性市場應用中的實用性，例如麥克風和遊戲機等。我們似乎可以歸納出一個結論：未能整合MEMS功能的係統就不算完整。因此，MEMS遂成為每一係統在實現其功能
、彈性以及與外界互連時不可或缺的新類比元件。

雖然摩爾定律描述了電晶體密度和運算能力的進展，但MEMS的整合將以較其更多倍的速度進展，並將許多原先需要混合建置的功能直接整合在晶片上。

射頻(RF)設計目前最強大的趨勢是推動可配置/免頻帶的無線和天線設計。使RF元yuan件jian可ke以yi數shu位wei化hua重zhong新xin配pei置zhi的de優you點dian與yu需xu求qiu逐zhu漸jian增zeng加jia，因yin此ci能neng夠gou精jing確que且qie數shu位wei化hua地di控kong製zhi頻pin率lv和he阻zu抗kang值zhi，並bing持chi續xu對dui係xi統tong性xing能neng進jin行xing最zui佳jia化hua。這zhe種zhong可ke配pei置zhi的de前qian端duan可ke在zai瞬shun間jian實shi現xian頻pin率lv和he通tong訊xun標biao準zhun的de切qie換huan，同tong時shi重zhong複fu使shi用yong相xiang同tong的de信xin號hao路lu徑jing。

WiSpry公司藉由結合MEMS技術和主流半導體製程技術


，打造出一款具有即時數位可調且具成本效益的低損耗RF電容器，實現了動態RF技術──真正的軟體定義無線電，其RF前端可透過基頻進行數位化控製，且所有特殊標準功能都以數位信號處理(DSP)編程方式載入。一旦前端成為數位可調式，大多數的RF工程作業就可以轉向軟體部份，因而大幅減少硬體設計/再設計的數量和成本，並縮短手動調整電路所花的時間。

可編程前端RF可在多個平台上使用，且由於新的響應可被載入到平台的韌體中

，因此它甚至可以提供一些‘未來驗證標準’。
無線標準

目前，大多數無線標準在頻譜分配方案規定的頻段內，采用兩種頻率光罩來進行數據的傳送和接收──也(ye)稱(cheng)為(wei)頻(pin)率(lv)雙(shuang)工(gong)。由(you)於(yu)頻(pin)譜(pu)分(fen)配(pei)存(cun)在(zai)地(di)區(qu)性(xing)差(cha)異(yi)
，加(jia)上(shang)全(quan)球(qiu)彼(bi)此(ci)競(jing)爭(zheng)的(de)無(wu)線(xian)通(tong)訊(xun)標(biao)準(zhun)數(shu)量(liang)龐(pang)大(da)且(qie)快(kuai)速(su)革(ge)新(xin)
，使(shi)得(de)全(quan)球(qiu)移(yi)動(dong)電(dian)話(hua)平(ping)台(tai)必(bi)須(xu)支(zhi)援(yuan)的(de)頻(pin)率(lv)數(shu)量(liang)倍(bei)增(zeng)。盡(jin)可(ke)能(neng)有(you)效(xiao)地(di)利(li)用(yong)無(wu)線(xian)頻(pin)譜(pu)，以(yi)及(ji)使(shi)用(yong)從(cong)前(qian)未(wei)用(yong)到(dao)的(de)頻(pin)譜(pu)來(lai)支(zhi)援(yuan)新(xin)服(fu)務(wu)，也(ye)在(zai)在(zai)引(yin)領(ling)頻(pin)率(lv)雙(shuang)工(gong)的(de)趨(qu)勢(shi)發(fa)展(zhan)。

然而

，為了能夠接取到無線網路
，各個裝置必須實現的技術需求始終如一。事實上，用於RF前端的高性能硬體方案必須能夠提供必要的選擇性
、線性度和隔離，同時對電路的插入損耗和功耗要求最小化。

一個典型的例子是為整合了7個頻段於一支手機中，至少需要5個獨立的RF元件組(鏈)
，其中包括多個天線，另外還需要8擲或更高階以上的開關用來選擇所需的執行頻段。

當首款移動電話問世，當時還隻是采用單頻的無線設計，但手機用戶對於能夠遠離座位撥打電話已感到相當興奮，而RF設計人員也隻需考慮單一的頻率設計。

然而
，隨著技術的快速進展，為了支援暴增的手機用戶
，雙頻手機頓時成了必備的功能。當用戶開始攜帶手機旅行後，三頻、四頻和五頻的手機設計隨即成為一般的功能需求，並為設計人員增添了更多困擾。

隨著更多頻段的增加
，更多的RF設計途徑變得越來越難以解決各項衍生出來的問題。體積、成本和複雜性的增加都還算是這些問題中最為簡單的。
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頻段覆蓋範圍是以趨近線性的速度而增加。首先
，隨著交換式解決方案隨著射程數增加而持續改善

，它以一種次線性的速度發展；其次，如同先前所述，每一代技術的進展都不斷促使每一頻段元件體積縮小且成本降低；再者，許多個別元件如今都被整合成模組

，雖然減少了開銷
，但根本問題並未獲得解決。

如今
，越來越多移動電話產業均體認到，單單沿用這個方案是無法解決問題的。除了複雜性、尺寸和成本問題外，多鏈路方案還會加重基礎性能的限製。

每mei一yi鏈lian路lu所suo對dui應ying的de頻pin段duan或huo多duo或huo少shao有you一yi些xie不bu同tong的de阻zu抗kang特te性xing。如ru果guo每mei一yi鏈lian路lu都dou有you獨du立li的de天tian線xian，整zheng體ti鏈lian路lu便bian可ke以yi得de到dao最zui佳jia化hua。然ran而er


，單dan獨du的de天tian線xian既ji占zhan空kong間jian
、成本又高，而且具有顯著的交叉藕合特性，因此，多條鏈路被迫以開關和濾波器結合成單一通道。

由於在共用電路時可能造成折衷
，即使采用完美的開關，在加入新頻段時還要保持所有頻段的高性能也愈趨困難。

另外，由於鏈路中的每個元件都有其特殊的固定頻率響應，因此僅能實現次佳化的頻帶邊緣性能。
 
單鏈路解決方案

如果采用可調式的RF前端元件，那麼上述所有問題都可以避免，特別是針對目前所使用的通道可進行單鏈路最佳化。

單鏈路方案的好處正獲得廣泛的認同

，但在其建置過程依舊麵臨挑戰。

可調式前端元件的研究已發展了數十年
，但這項必備的技術直到目前才逐漸成熟。傳統的問題主要出在尺寸
、成本、可重複性

、可靠性和性能方麵
，各個問題在早期也都獲得部份的解決；然而WiSpry公司首度為市場帶來完整的解決方案
，並適用於低成本的量產市場。

WiSpry公司率先將高Q值(high-Q)MEMS電容器元件整合到主流RF CMOS製程技術中，實現了大量生產、低成本製程以及高性能RF MEMS技術的優勢。

gebiededianrongqiyuanjianyijuyoushuweikebianqixideweixiaopingxingpailiedianrongzhenghezaijingpianshang。gebiepangluhuochuanlieyuanjianzhengheweidianrongzhidanyuan，jiezhexingchengkebaohanrenyidulidanyuanzuhedezhenlie，zuizhongxingchenglejuyoulianghaodianqitexingdeshuweihuadianrongqi
；其電容值比(最大/最小)超過10且Q值在1GHz時超過200以上。

該元件的製造得益於CMOS半導體製程技術的最新進展。WiSpry公司正使用一種無晶圓製程模式，在可大量生產的主流8吋RF CMOS晶圓上，以單晶片整合可編程數位化電容器技術，因而免除了傳統高性能MEMS技術上因尺寸和成本帶來的困擾。

該製程流程還包含晶圓級封裝
，讓代工廠提供的晶圓成品可在傳統的自動化後端處理過程(如凸點製作、薄化、切片、封裝和測試)中直接使用，而使得高可靠性的終端產品製造可藉由傳統RF半導體製程來實現。 圖2：個別旁路或串列元件整合為電容值單元，接著形成可包含任一獨立單元組合的陣列，最終形成了具有良好電器特性的數位化電容器；其電容值比(最大/最小)超過10且Q值在1GHz時超過200以上。
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無需外部電路

那麼這些元件是如何執行的？設計人員又如何使用這項技術呢？

由於這些元件的性能如同一個整合串列介麵的high-Q電容器一樣，因此不需要外部電路。所有支援MEMS單元的功能都被整合在晶片上。

透過串列彙流排載入一個包含數位化電容器單元所需設置的數位字元後，內部邏輯和驅動電路將會立即使電容值設置為特定值。

這種編程能在高速下重複設置
，以製作出大量應用中所需的動態RF功能。

隨著可編程晶片與其他高Q值的被動
、主動元件及支援電路被整合成客製化模組，WiSpry公司也將利用所產生的平台為完整的RF前端提供可編程特性。

這項工作將從具有頻率可變和失配調整功能的天線開始著手
，接著RF鏈路上的其他問題也將迎刃而解。