環旭電子 | 【5G後盾全球發力】USI 射頻電路設計/驗證：速解板端開發痛點

05/18/2022

【5G後盾全球發力】USI 射頻電路設計/驗證：速解板端開發痛點

在4G進入到5G後，更大的頻寬、新的頻段讓測試環境變化巨大，讓5G終端設備在生產及測試比以往都更加複雜。據研究單位推估，未來幾年市場就會有數十億台的5G終端設備現世，而品牌商必須在成本限制之下，交付高質量的產品。如何將產品成本控制在有限的範圍，需要從研發設計時就必須要考量，另外縮短專案開發時間提前將產品推向市場，也將成為企業之間競爭的關鍵環節。

延續前一篇「你不可不知的5G產品開發兩大挑戰」，本篇將再深入探討5G射頻開發的第二站「板端設計及驗證」，以及如何透過模擬驗證，成功跨越開發過程中的重重關卡。

延伸閱讀：你不可不知的 5G 產品開發兩大挑戰！一站式 5G 射頻測試鏈助攻

5G產品開發第二步：板端設計的模擬及驗證
經過前一篇的說明，可知5G產品開發時程冗長，需經過設計、模擬、驗證反覆處理。USI環旭電子團隊除了掌握關鍵主流驗證軟體，透過豐富模擬及設計經驗，在開發前期就透過模擬出最接近實作的數據。當天線模擬、RF模擬超過80%符合客戶規格時，才會做出實板(PCB)，進行實體化驗證。

多數電子製造服務廠，在此階段時常因為前期模擬不夠完善，導致實板和客戶規格出現落差，就需要一再優化或重新設計。環旭電子在這方面能以較少的時間處理優化，因為在起始的設計階段就做了充分的分析工作，不需要一試再試、摸索調整。開發團隊可以在設計模擬階段如此精準……

原因在於工業級產品的設計及生產經驗，驗證測試更是遠比一般產品更為嚴謹，
所以團隊累積大量的專業知識、實作基礎及製程經驗。

加速Time-to-Market關鍵：天線、射頻、機構的三方整合
5G產品要進到整機系統測試，需經過設計、模擬、驗證等挑戰，其中包含射頻、天線及機構的設計。首先會與客戶確認產品規格、RF設計架構及產品相關法規，進而訂定適當的設計方案，再開始著手進行線路圖設計，透過模擬計算來確認符合客戶指定規格且達到法規標準。

天線、射頻及機構系統等各個設計及驗證階段，往往都耗時2個月以上的時間，彼此之間也會影響，三者間的溝通若有一絲疏忽，可能會導致開發出的產品不符合規格而需要再重新設計。

透過整合三方的專業能力及設備、協助客戶進行開發，
大幅降低客戶多方整合時，產生的冗長溝通時間及落差風險。

過去曾有客戶嘗試自行開發，但由於缺乏5G開發經驗及模擬設備，當專案執行到中後期，準備進入量產前，才發現產品在整機組裝之後，產品本身的散熱及機構設計無法通過法規標準，耗費長久心力及預算卻又回到了原點。多方求助後找到了環旭電子，順利解決設計上的散熱問題並通過法規認證。環旭電子孰知每一產品的考量點都不盡相同，這些來自長期接觸各種產品，從中累積設計、製程等Know-how及經驗，今日才能為客戶提供更好的設計和製程建議。

微小化能力助攻：有限空間中，極大化產品效能
伴隨科技發展，科技產品功能日增、所需要的零組件更是倍增，為使產品能做到輕薄短小，產品設計開始往微小化發展。此時板端設計的空間運用，更是影響整體設計的關鍵，這時就需要微小化技術來支援。譬如，如何不影響整體效能下來減少射頻元件的空間，將釋放出的空間來佈局天線？

在空間限制之下，產品容易出現射頻阻抗不匹配，
或者太緊密時造成彼此互相干擾。然而運用系統級封裝技術，
有機會騰出 30 - 40% 的空間容許其他設計運用。

除了設計及驗證能力，透過微小化設計及系統級封裝 (SiP)的製程能力，未來天線尺寸能再進一步縮小，提升其他元件效率及設計自由度。就技術層面而言，更小的模組意味著訊號路徑更短、有效減少雜散電容和電感效應，從而提高訊號的完整性，進而提升傳輸速度。環旭電子以系統整合的角度出發，提供一站式的5G設計及測試鏈，不僅能簡化產品設計，還能大幅節省開發時間和成本。

延伸閱讀：如何用微小化技術來進行產品開發？

整合5G測試鏈：完整驗證設備及測試環境
綜觀整體產業，多數專案會在獲得客戶需求後啟動，進而訂定適當設計規格，著手佈局及設計，該階段以往容易因為天線、射頻及機構三者之間的關聯影響，需耗時數個月以上時間去溝通、調整，即便如此，開發出的樣品仍然有可能因為不符合規格而需再重複除錯的風險，這些重複除錯的開發過程及人力工時，即是品牌商的主要成本來源，也可謂是從4G邁入5G最大的「開發障礙」。

USI環旭電子透過將天線、射頻、機構三方整合成完整5G測試鏈，來大幅降低客戶多方整合，所產生的冗長溝通時間及產出落差風險，透過提供精準板端設計之模擬及嚴謹高效的驗證服務，省去傳統反覆優化、重新設計再驗證方式，大幅節省反覆優化調校時間，降低產品研發的開發成本及時間壓力，便是環旭電子最具價值的能力所在。

為了滿足未來數十億台5G設備的市場，倘若品牌商能尋得射頻領域領先的夥伴，協助突破開發障礙，交付高質量的產品，才能真正突破瓶頸，搶得先機、突顯5G市場競爭力。