如果移動電話設計想要支持未來用戶期望的所有業務，創造性思維是必不可少的。許多業界觀察人士認為，未來支撐技術將基于微電子機械系統(MEMS)設計。

事實上，MEMS設備最近已經在大批量消費類應用中取得成功，例如不同的麥克風和游戲機應用。目前已經到了沒有集成MEMS功能的系統就不能算完整的系統的地步。因此MEMS已經成為為每個系統提供強大功能、靈活性并與外界連接所必需擁有的一種新的模擬單元。

摩爾定律描述了晶體管密度和運算能力的進步，而MEMS的集成則加速了這一進步，將原先需要混合實現的許多功能直接集成到芯片上。

目前射頻設計中最明顯趨勢是可配置/頻帶自由的無線和天線設計。實現數字可配置的射頻元件不僅越來越有益，而且越來越必要，因為這樣可以實現頻率和阻抗值的精確數字化控制，從而不斷優化出最佳的系統性能。這種可配置的前端可以真正在眨眼間實現頻率和通信標準間的切換，同時重復使用相同的信號通道。

通過整合MEMS技術和主流半導體制造工藝創建出在線數字可調和高性價比的低損耗射頻電容單元，WiSpry公司成功開發出了動態射頻技術，并以此建立了真正的軟件無線電設備。該設備的射頻前端可以通過基帶實現數字控制，所有特殊標準功能都以DSP程序方式加載。一旦前端電路變成數字可調，許多射頻技術工作就可以轉移到軟件領域，從而極大地減少硬件設計/再設計的數量和成本，縮短人工調整電路所花的時間。

可編程前端可能會被橫跨多個平臺使用，未來很有發展潛力，因為新的響應可以被加載進平臺固件中。

圖1：MEMS是一種新的模擬器件；目前已經到了沒有集成MEMS功能的系統就不能算完整的系統的地步
多種標準充斥無線領域

目前，大多數無線標準采用兩種頻率掩模在頻譜分配方案規定的頻段內進行發送和接收數據——也稱為頻率雙工。由于頻譜分配存在地區差異，以及全球競爭性無線通信標準的快速發展和龐大數量，全球蜂窩電話平臺必須支持的頻率數量呈倍增效應。盡可能高效地使用無線頻譜、以及讓以前未用的頻譜來支持新業務，這些都正在推動該趨勢越演越烈。

然而，為了獲準進入網絡，設備必須滿足的技術要求始終沒變。事實上，用于射頻前端的獨立高性能硬件方案要求提供必要的選擇性、線性和隔離度，同時盡量減少電路的插入損耗和功耗。

作為一個集成7個頻段的手機的典型例子，至少需要5個獨立的射頻器件組(鏈)——包括多幅天線在內，另外還需要8擲或8擲以上開關用于選擇想要的工作頻段。

業界第一個蜂窩電話的無線設計是單頻段的，用戶對能夠遠離桌子打電話已經感到很興奮了。射頻設計師在設計時只需考慮一個頻率。

然而隨著技術的快速進步，為了支持越來越多的用戶，雙頻手機突然變成了必備要求。隨著用戶開始帶著手機旅行，三頻、四頻和五頻手機設計迅速變為常態，從而讓設計師愈加頭疼。

隨著更多頻段的加入，附加射頻設計的方法逐漸變得無法維持。最簡單的問題是體積、成本和復雜性的擴大。

增加頻段覆蓋率幾乎是線性的過程。剛開始是亞線性的，開關式解決方案隨著開關擲數的增加得到了持續改進。然后如上所述那樣，每一代新技術都使單個頻段元件體積不斷縮小，成本不斷降低。最后，許多單獨元件現在都被整合進了模塊，雖然減少了開銷，但沒有解決根本性問題。

如今越來越多蜂窩電話產業中的有識之士認識到，簡單地繼續沿這條道路是走不通的。除了復雜性、尺寸和成本因素外，多鏈方案會引起基礎性能極限問題。

每條鏈針對感興趣的頻段總有一些不同的阻抗特性。如果每條鏈都有一個單獨的天線，總鏈可以得到優化。然而，單獨天線方案既占空間，成本又高，并且具有嚴重的交叉耦合現象。因此，多條鏈被迫使用開關和濾波器整合為單條通道。

即使采用完美的開關，隨著每個新頻段的加入，保持所有頻段都具有高性能也越來越困難，因為共享電路必須做出一定的折衷。

另外，由于鏈中的每個器件有其特殊的固定頻率響應，頻帶邊沿性能通常不能達到最優。

單鏈解決方案

如果射頻前端器件是可調整的，那么上述所有問題都可以避免，并且可以專門針對目前使用的通道對單鏈電路進行優化。

單鏈方案的好處得到了廣泛認同，不過實現過程仍面臨挑戰同樣是業界共識。

可調前端器件的研究已經開展了數十年了，但直到現在這種必需的技術才變得成熟。以前的問題主要出在尺寸、成本、可重復性、可靠性和性能方面。每個問題在前期都得到了部分的解決，但只有WiSpry公司才是首次給市場帶來了完整的解決方案，這種方案適合大批量生產，而且價格點符合蜂窩電話產業要求。

通過率先將高品質因數(Q值)的MEMS電容單元集成進主流射頻CMOS工藝技術，WiSpry公司結合了大批量、低成本工藝的好處以及高性能射頻MEMS技術的優勢。單獨的電容單元以微型并行板電容的方式集成在芯片上，相互間留有數字可調的空氣間隙。單獨的旁路或串聯單元與電容單元組合在一起，形成包含了獨立單元的任意組合的陣列，這樣就最終形成了性能良好的數字化電容，其電容比(最大/最小)超過10，Q值在1GHz時遠在200以上。

該器件的制造受益于CMOS半導體工藝技術的最新進展。WiSpry公司正在使用一種工藝模式，該模式在可以特大批量生產的主流8英寸射頻CMOS晶圓上以單片方式集成了可編程的數字電容技術，因而消除了傳統意義上與高性能MEMS技術有關的尺寸和成本問題。

該工藝流程還包含了晶圓級封裝過程，因此代工廠提供的成品晶圓可在傳統的自動化后端處理過程(如沖震、削薄、切片、封裝和測試)中直接使用，從而實現采用傳統射頻半導體制造流程來生產高可靠性最終產品。

圖2：單獨的旁路或串聯單元與電容單元組合在一起并形成陣列，最終產生的數字化電容的電容比(最大/最小)超過10，品質因數(Q值)在1GHz時遠在200以上
無需外部電路

那么這些器件如何工作，設計師又需要提供什么才能使用這種技術呢？

由于這些器件實際就像帶集成串口的高Q電容那樣工作，因此不需要外部電路。針對MEMS單元的所有支持功能都被集成在芯片上。

通過串行總線加載一個包含數字電容單元目標設置值的數字“字”后，內部邏輯和驅動電路會立即將電容組設置成選中的值。