대량 판매 휴대 단말기 시장을 위한

   초저가형 핸드셋 개발과 RF 트랜시버 역할(2)

레퍼런스 오실레이터 인터페이스

레퍼런스 오실레이터 인터페이스에서, 트랜시버는 외장형의 크리스털 기반형 소스에 타이밍을 동기화시키고 베이스밴드에 시스템 클록을 제공한다. 몇 년 동안, 값비싼 전압 제어형의 온도 보상형 크리스털 오실레이터(VC -TCXO) 모듈은 설정된 오실레이션 주파수를 유지하는 기능을 제공했다. 그러나 저가형의 소형 대체제로 이동이 지속됨에 따라, 수많은 핸드셋은 VCXO나 완벽하게 통합된 DCXO를 사용하고 있다.

VCXO가 표준형 AT-컷 크리스털, 버랙터(Varactor) 및 커패시터를 대략 0.95달러의 VC-TCXO로 교체할 수 있는 반면에, 고집적 DCXO 회로는 0.35달러의 3.2 x 2.5mm 크리스털을 제외한 모든 외장형 부품을 집적시켜 최저 BOM을 제공하며 제조 라인에서 버랙터 보정의 필요성이 없다. 기능성을 집적시키는(그림 2에서 보듯이) 개념은 새로운 것이 아니나, 대량 생산에서 이러한 성공은 트랜시버 벤더를 선택하는데 매우 제약이 되고 있다.

검증된 DCXO와 대규모 온-칩 용량성 튜닝 범위를 감춘 트랜시버의 경우, 대형의 3.2 x 5.0mm 크리스털은 추가적으로 10%의 크리스털 절감을 가져올 수 있다. ULCH 단말기가 최초한의 기능으로 이루어져 있기 때문에, 소형 크기를 증가시키는 것은 하나의 요인이 되어서는 안된다.

대형 크기에 가격을 낮추는 것은 기술 투자 상황 및 대량 생산 라인 변경의 이유로 인해 일시적인 변화일 것 같다. 동시에 중국 및 대만의 신규 크리스털 벤더들은 사이즈 제너레이션(Size Generation)으로 크리스털 벤더들이 크리스털 소켓을 포착하기 위해 3.2 x 5.0mm 제품들을 적극적으로 감소시킬 필요가 있다는 것을 알고 있다. 장기적으로, 3.2 x 5.0mm와 3.2 x 2.5mm 크리스털 사이의 가격 차이는 더 큰 패키지에서 더 높은 소재 비용으로 인해 역전될 것이다. 크리스털 폼-팩터 공급 및 수요 경제학에도 불구하고, 광범위한 DCXO 생산 성공을 갖춘 트랜시버는 PCB 공간을 절약시키고 최저로 낮은 BOM을 실현시킨다.

트랜시버 공정기술

트랜시버 제조 수준에서 공정기술은 실행할 수 있는 비즈니스 모델을 보장하면서 ULCH 시장 가격 요구조건을 만족시킬 수 있도록 폭 넓게 선택되어야 한다. 놀랄 것도 없이, CMOS는 셀룰러 IC를 위해 바람직한 공정 기술로 등장하고 있다.

SiGe, BiCMOS 및 실리콘 BiCMOS와 비교할 경우, CMOS 트랜시버는 소형의 리소그래피 크기 때문에 더욱 낮은 제조 비용과 더욱 작은 다이 면적의 이점을 제공한다. 안타깝게도, CMOS 설계는 때때로 몇 가지 문제를 수반한다. 복잡한 시스템 유형을 구현시킬 때, 특히 엄격한 RF 성능 매트릭스와 대규모 디지털 집적도 모두를 요구하는 시스템의 경우, CMOS는 바람직한 Q 또는 기판 커플링 및 고주파수 기생 하강에 대한 최상의 절연을 항상 제공하지 않는다.

그러나 지난 몇 년 동안, 상업적인 성공을 달성하고 경제적이고 고집적 이점을 실현시켜 설계 문제를 극복한 CMOS GSM 트랜시버가 존재해 왔다. CMOS가 휴대폰에서 베이스밴드 기능을 위해서만 사용되었기 때문에, 이 혁신은 RF, 베이스밴드 및 전력 관리 기능의 진정한 단일 칩 통합으로 가는 길목에서 매우 중요하다.

ULCH 시장 요구조건

ULCH 시장 요구조건은 다시 설치되는 네트워크 장비, 작업이 쉬운 인프라 배치 및 운영 비용을 낮게 유지시킬 수 있는 불충분한 사후 판매 서비스 등의 이유로 사용자 만족과 핸드셋 품질이라는 도전에 직면해 있다. 따라서 낮은 반사율(Return Rates)은 고품질, 고성능 핸드셋의 필수조건이다. 특히 핸드셋 제조업체들(1순위 공급업체 포함)들이 지속적으로 자신들의 브랜드 강점을 이용하려 하고 있기 때문이다.

예를 들어, 95%까지 생산량을 향상시키는 가상의 대안 트랜시버와 비교할 경우, 핸드셋 생산량의 94%를 갖춘 트랜시버를 고려해 보자. 30달러의 ULCH 가격의 휴대폰을 고려했을 때, 이 생산량 차이점은 위약금 또는 상당한 양의 절약으로 인해, 모든 핸드셋의 경우 0.30달러가 된다.

대량 생산형 제조 기법과 CMOS의 고집적 성능을 이용해 설계된 트랜시버는 최상으로 시장에 소개될 수 있다. 고집적도는 외장형 부품 수를 감소시키며 10~15% 범위에 해당되는 부품 변화 및 회로 트레이스와 PCB 변화에서 핸드셋을 분리시킨다. 모든 RF 시스템이 완벽하게 통합될 수 있다면, 완벽한 시스템 테스트는 핸드셋 제조업체들에게 문제가 되기 전에, 선적된 모든 부품이 성능 및 품질에 대한 엄격한 요구조건을 만족시킬 수 있도록 사용될 수 있다.

전반적인 핸드셋 가격과 네트워크 효율성은 향후 10억 명의 사용자들이 GSM을 선택할 때 중요한 요소가 된다. 새로 출현하는 초저가형 핸드셋 패러다임내에서, RF 트랜시버 성능, 무선 솔루션 BOM 그리고 신뢰성은 성장을 위한 기회를 가속화시키며 공급업체 및 최종 사용자 모두에게 경제적인 혜택을 제공할 수 있다.

<자료출처 : 월간 반도체네트워크 2006년 03월호>