作為标普500公司之一，Qorvo以在射頻領域的行業地位而聞名。在此基石之上，Qorvo的産品線已經廣泛覆寫了天線、濾波器、UWB、壓力傳感和電源管理等多個方面，這些技術在移動裝置、汽車、基站、資料中心、智能家居以及各種IoT裝置中發揮着重要作用。迄今為止，Qorvo全球擁有8500名員工，上一财年營收達到了36億美元。 日前，在北京舉辦的“春光作序，萬物更‘芯’”為主題的媒體日上，Qorvo三位專家和等媒體分享了在Wi-Fi 7、BMS及Sensor Fusion方面的革新之力和市場洞察，并展示了在多個領域的創新成果。
應對Wi-Fi 7 射頻前端挑戰，支援高效連接配接
基于Wi-Fi 7、Matter、超寬帶（UWB）等技術，Qorvo目前緻力于滿足智能家居市場需求，開發用于智能家居自動化、安全通路以及自适應體驗的互聯産品與裝置。 其中，Wi-Fi 7作為下一代無線通信技術标準，引入了320MHz帶寬、多鍊路操作（MLO，Multi-Link Operation）、4096階正交幅度調制（4K QAM）以及靈活的信道選擇等多項突破性技術，将帶來更高的資料傳輸速率、更低的延遲以及更強的網絡連接配接穩定性，為使用者提供更加流暢和高效的網絡體驗。 不過Wi-Fi 7 帶來了衆多技術突破的同時，對射頻前端也提出了更高的要求：例如需要更多的前端子產品、實作至少-47dB的EVM、相容數字預失真（DPD）、高效利用非連續頻譜，并強化濾波性能以改善信号隔離。 如何應對Wi-Fi 7的新挑戰？Qorvo亞太區無線連接配接事業部進階行銷經理Jeff Lin（林健富）表示：“Qorvo采用非線性（Non-Linear）FEM+DPD方案，不僅解決了EVM問題，還在功率效率上實作了很大的提升，例如使用Qorvo的非線性FEM的三頻12流路由器，預計可以節省大約6瓦的功耗。此外，Qorvo 還為Wi-Fi 6、Wi-Fi 6E以及Wi-Fi 7提供了一系列專門針對不同無線電頻段（從U-NII-1至U-NII-8）的濾波器産品。”
Jeff Lin介紹了Qorvo 符合 Wi-Fi 7 規範的前端射頻子產品器件與涵蓋整個 5GHz（UNII1-3）與 6GHz（UNII5-8）的體聲波（BAW）濾波器。其中，FEM包括線性和非線性兩種：線性Wi-Fi 7 FEM 有着良好的線性度，同時具備低功耗、小封裝、高整合的特性；非線性前端射頻子產品可大幅降低功耗，同時将PAE提升到極緻。 這種創新的非線性前端射頻子產品方案采用數字預失真補償（DPD）技術，可以在幾乎不需要任何處理器功耗的情況下實作與線性 FEM 相當的性能，且效率更高。 根據Jeff Lin的介紹，在功率放大器（PA）的設計中，線性PA和非線性PA各有其特點和應用場景。線性PA在大部分工作範圍内提供可預測的線性放大，但在高功率輸出時可能會崩潰并引起失真。為了在高功率下保持線性放大，非線性PA可以結合DPD技術，通過算法對PA的非線性特性進行補償，以實作線性化的輸出。 DPD的作用在于，它通過對PA的非線性行為進行數學模組化，并在信号進行中應用一個反信号來抵消非線性效應，能夠獲得所需的線性放大結果。此外，非線性PA相較于線性PA具有更高的能效比，可以在相同發射功率下節省約25%到30%的功耗，這使得非線性PA在能源成本較高或對環保有特定要求的市場中更受歡迎。 Jeff Lin強調，非線性PA結合DPD技術在提高能源效率的同時，也對系統設計和算法支援提出了更高要求。随着能源成本的上升和環保法規的加強，非線性PA應用會繼續增加。 據他介紹，DPD存在多種算法，其中兩種主要的實作方法是查表法（Loop Up Table, LUT）和廣義記憶多項式（Generalized Memory Polynomial, GMP）。查表法易實作，不需要額外的複雜計算資源，适用于基本的DPD需求；而GMP算法可提供更深入的DPD效果，但需要更多的計算資源，可能導緻更高的系統成本。 “DPD已成為Wi-Fi 7晶片廠商競争的一個關鍵點，優秀的DPD算法可以有效補償射頻器件的性能不足，甚至可能降低對高品質PA的需求，進而有助于降低整體成本”，Jeff Lin補充。 今年1月9日，維護和開發Wi-Fi标準的組織Wi-Fi聯盟正式宣布，已完成并推出了Wi-Fi 7進階無線标準的認證，适用的終端産品可以正式獲得“Wi-Fi 7認證”（Wi-Fi CERTIFIED 7）并以此進行銷售。 目前，Qorvo在這一領域已經取得顯著的進展，不僅提供完整的無線前端射頻模組和濾波器解決方案，還同時兼顧低功耗與小封裝的優勢，可以為産品開發提供更大的空間和靈活性。
單晶片BMS，提高電池壽命與安全
當下，越來越多的裝置正逐漸從傳統的内燃機驅動或交流供電轉向更為靈活高效的電池供電模式。在這種背景下，如何確定電池的安全、穩定和使用壽命成為業界關注的焦點。 Qorvo的電源産品組合包括電源管理晶片（PMIC）、斷電保護（PLP）、DC/DC穩壓器、電池管理、智能電機控制和碳化矽産品，以滿足工業、企業、消費電子和汽車等多個行業的需求。Qorvo還提供了QSPICE軟體，以提高工程師的工作效率。 在智能電池管理技術方面，Qorvo創新地将高性能微控制器（MCU）和模拟前端（AFE）內建到單一晶片中，簡化了系統設計并提高了性能和可靠性。Qorvo的電池管理系統（BMS）解決方案是業界首個能夠精确管理高20串電芯的單晶片方案。該方案通過內建Fuel Gauging、SOC（State of Charge）、SOH（State of Health）等算法，提高了資料采集和處理的速度和精度。 Qorvo資深客戶經理張亦弛認為，Qorvo的單晶片電池管了解決方案結合了數模混合技術，內建了控制器、存儲和通信接口，能夠為多20個串聯電芯的電池組（包括锂離子、锂聚合物和磷酸鐵锂等類型）提供全面的充放電控制和監測。此外，單晶片方案也有助于為客戶縮短開發流程和周期，以便産品更快上市。
他還特别強調了Qorvo的上位機軟體，即GUI程式已經非常成熟和強大。通過這個軟體界面，客戶可以實時監控每個電芯的狀态，并設定所需的保護門限或其他相關參數。一旦設定完成，軟體會自動将參數寫入固件，這樣客戶就可以節省程式設計的時間和精力，直接利用軟體進行相關開發。 目前，Qorvo的BMS晶片産品線包括兩個已量産的系列：PAC2214x和PAC2514x，均采用單晶片設計。PAC2214x系列内置了Arm Cortex-M0 MCU，主頻為50MHz，Flash容量為32KB；而PAC2514x系列則采用了更進階的Arm Cortex-M4 MCU，主頻達到150MHz，Flash容量為128KB。Qorvo的BMS晶片具備充放電管理、短路保護、過流過壓保護、電池監控、電池均衡和低功耗控制等六大功能，旨在優化電池效率和延長電池壽命。 目前，無線BMS已經成為一個顯著趨勢，Qorvo是否會對此進行布局？張亦弛談到，無線産品是Qorvo傳統強項，後續産品規劃也将布局具備無線功能的BMS産品。以電瓶車或電動兩輪車為例，無線BMS便于使用者通過手機等移動裝置實時監控電池充電狀态、接收電池電量低或過熱的提醒，以及電池壽命即将終結時的換電提醒等。 此外，在支援高達20串電芯的BMS解決方案中，關鍵在于如何在高耐壓環境下解決晶片發熱問題，以及實作高、低壓隔離。因為每增加一個電芯，電壓将會增加4.2V，對于20串電芯的系統，這意味着晶片需要能夠處理高達145V的電壓輸入。 Qorvo在馬達驅動産品設計中積累了多年的經驗和優勢，已經能夠實作最高160V耐壓的直流輸入。基于這些經驗，Qorvo在設計多串數、高耐壓的BMS産品方面具有先天優勢。“未來的産品疊代中，Qorvo将持續提升單晶片支援的最高電芯串數，以解決客戶在堆疊設計方面的難題”，張亦弛補充。
互動革新，Sensor Fusion 打造觸控新體驗
在智能互動的趨勢下，Qorvo正在通過創新的傳感器融合（Sensor Fusion）技術，引領觸控體驗的革新。該技術整合了MEMS傳感器、ASIC晶片、軟體和機電一體化結構，提供了一套全面的解決方案，能夠将傳統的實體按鍵轉變為現代化、智能化的互動界面。Qorvo的技術能夠适應多種輸入方式，并且不受大多數環境因素的影響，适用于各種材料，無論是在汽車行業還是消費電子産品中。 Qorvo的Renado Lei（雷益民）介紹，其Sensor Fusion産品在人機互動應用領域提供了創新的解決方案。該産品由兩部分組成：一是利用MEMS工藝制造的Sensor晶片，負責将施加的力量轉換成電信号；二是CMOS工藝的ASIC晶片，它對Sensor晶片傳來的模拟電壓信号進行處理，包括信号放大、模數轉換，并內建了内部算法，最終提供精确的量化力度信号值。 Sensor Fusion解決方案具備高精度、高靈敏度、高線性度和超低功耗等特性，能夠将傳統的觸控按鍵轉變為時尚、智能且可靠的操作界面。該方案旨在創造三維的人機互動體驗，通過其高內建度、一緻性和可靠性，可廣泛應用于智能手機、AR/VR、汽車/兩輪車/u-Mobility、可穿戴裝置以及智能家居等多個領域。
Renado Lei介紹，相較于傳統人機互動技術，Sensor Fusion技術具有以下優勢：适應性廣：能夠适應多種不同的表面材料，包括塑膠、玻璃、金屬和木材；輸入方式友好：不僅可以通過裸手操作，還能适應戴手套等不同輸入情況；環境适應性強：能夠在高低溫、潮濕、有水或油污的環境中穩定工作。 在産品方案類型方面，主要包括：分立方案，包括單獨的MEMS FORCE、GAUGE和AFE晶片；內建方案，将MEMS Sensor和ASIC內建在一顆晶片中；融合方案，內建紅外接收功能，适用于需要紅外檢測的應用場景。 Qorvo也提供必要的軟體支援，使客戶能夠實作包括按鍵、滑條調節以及二維和三維位置資訊識别在内的多種人機互動功能。 此外，Qorvo提供跨學科的産品設計支援，包括推薦結構堆疊方式，確定使用者操作的力量能有效傳遞到晶片并進行量化處理。兩個産品系列MEMS Force和Force Gauge，具有不同的結構堆疊方式和工作原理。 談及與競品方案的差異化優勢，Renado Lei表示，Qorvo的方案內建了MEMS Sensor和ASIC晶片，提供了全面的壓力傳感系統。與僅提供Sensor的方案相比，ASIC晶片内置了信号放大、模數轉換和算法處理功能，能夠簡化了客戶的設計和開發流程。 此外，ASIC晶片内置算法能夠實時監控和适應産品結構的變化，如環境溫度波動或結構老化，通過濾波處理減少環境因素對傳感器性能的影響。此外，Qorvo還設計了特定的矽膠層，以優化力的傳輸效率，并提供仿真支援，幫助客戶確定在設計公差範圍内實作最佳性能。 迄今為止，Qorvo的Sensor Fusion已在多個領域實作了創新的人機互動體驗，Renado Lei就一些關鍵應用案例進行了分享。 在智能手機領域，Sensor Fusion技術可以應用于邊緣觸控、3D觸控和螢幕喚醒等功能；在車輛設計中，Sensor Fusion結合了壓力傳感器和智能表面，提高了駕駛體驗和行車安全，同時豐富了使用者的體驗；在可穿戴産品中，Sensor Fusion技術克服了傳統電容式觸摸和滑動操作的挑戰，可實作更輕薄、更簡單的設計；而在智能家居應用中，尤其是在防水和防污方面，該技術提供了高靈敏度和精确度，使得人機互動更加便捷、智能和流暢。 目前，在汽車、藍牙耳機、智能手表、電動牙刷、筆記本電腦、智能眼鏡、智能手環等領域，Qorvo都已經有相關的量産案例。
寫在最後
正如本次媒體日上所傳達的，Qorvo 緻力于憑借廣泛的産品矩陣，無論是在白色家電、消費類電子，還是在工業、物聯網、汽車電子等領域，滿足市場對高功率、高能效、高性能系統的應用需求，希望為全行業實作“雙碳”目标貢獻力量。