國產射頻前端能在5G時代彎道超車嗎？

電子發(fā)燒友網報道 文/黃山明

射頻前端（RFFE）作為模擬芯片這頂皇冠上的“明珠”，如今隨著5G技術的全面鋪開，全球的市場格局正在發(fā)生悄然變化。據高通數據統(tǒng)計預測，三年內5G射頻前端市場復合增長率為12%，規(guī)模將達到180億美。

高通的高級副總裁兼總經理Christian Block認為，基于4G的5G終端設備設計復雜性增加，進一步推動了預期增長。

目前高通正在多條產品線中集成UltraSAW技術，包括前端模組（FEMiD）、分集模組（DRx）、Wi-Fi分離器、GNSS分離器、功率放大器模組（PAMiD）等。

值得注意的是，高通的UltraSAW還采用了Soitec基于Smart CutTM技術的POI襯底，與高通濾波器的設計和系統(tǒng)相結合，可以保證帶有多濾波器功能的多工器芯片的良率。

或許基于對其技術上的信息以及高通在在調制解調器產品上的優(yōu)勢，Christian Block表示高通預計在今年年底便能坐上RFFE市場的頭把交椅。與此同時，博通、Skyworks、Qorvo、村田等老牌RFFE廠商，也在積極向5G射頻前端進發(fā)。

5G技術推動射頻前端量價齊升

射頻前端分為發(fā)射通路和接收通路，由濾波器、功率放大器（PA）、雙工器（由兩組不同頻率的阻帶濾波器組成）、射頻開關、低噪聲放大器、接收機/發(fā)射機等組成。

由于5G的信號頻段大幅增加，因此需要組成部件的數量也急劇增多，同時5G通訊設備還需要向下兼容4G與3G等通信制式，所需要的部件更加龐大。據研究統(tǒng)計，每增加一個頻段就需要增加1個PA，1個雙工器，1一個射頻開關以及2個濾波器。2G支持4個頻段，3G支持6個頻段，4G達到20個，而5G則達到80個。

組件的急劇增加也讓成本快速上升，據Yole數據測算，Sub-6GHz智能手機射頻前端成本將達32美元，毫米波的射頻前端成本將增至38美元以上，而4G時代僅為15.3美元，這也不怪乎高通將5G射頻前端視作下一個大生意。

把目光轉向國內市場，在4G及以前通信技術的射頻前端中，國內廠商與國際大廠差距較大，但5G技術的快速普及以及國內廣闊的物聯(lián)網市場，讓國內廠商看到了國產替代的機會。

國內相關企業(yè)5G射頻前端動態(tài)

面對5G射頻前端的巨大趨勢，部分國內巨頭采取積極觀望的態(tài)度，如華為雖然沒有直接接入進行生產，但卻通過投資的方式參與其中，不過相比之下，華為更青睞濾波器相關廠商。目前華為已經入股好達電子、德清華瑩、燦勤科技等。

卓勝微

卓勝微主要經營射頻開關、射頻低噪聲放大器、射頻濾波器、射頻前端模組以及低功耗藍牙微控制器。當前卓勝微在射頻開關領域銷售額達到全球前三，是全球率先推出集成射頻低噪聲放大器和開關的單芯片企業(yè)之一，也是國內最大的開關供應商，同時也是首先采用12寸65nm RF SOI工藝晶圓生產高性能天線調諧開關芯片的企業(yè)之一。

當前，卓勝微所提供的射頻低噪聲放大器、射頻開關的各類型多種型號產品均可滿足5G中的sub-6GHz頻段應用需求；在射頻天線調諧開關系列，已經全面覆蓋Sub-6GHz頻段，并支持高性能天線協(xié)調的各種功能。這些產品已逐步在三星、華為、vivo、OPPO等終端廠商上實現(xiàn)量產銷售。

今年五月底，卓勝微宣布，為了加大投資高端射頻濾波器芯片及模組研發(fā)和產業(yè)化項目，以及5G通信基站射頻器件研發(fā)及產業(yè)化項目，擬定增約30億元。這將有利于加快公司在濾波器領域的研發(fā)進度，進一步提升公司在射頻領域的競爭優(yōu)勢。

從其年報上顯示，卓勝微2019年營業(yè)收入達到15.12億元，同比增長169.98%，歸屬于上市公司股東凈利潤達4.97億元，同比增長206.27%。其公司研發(fā)人員從上年同期的70人，增長至年報發(fā)布末期的146人，研發(fā)人員數量占比達67.28%。

麥捷科技

麥捷科技主營業(yè)務為研發(fā)、生產及銷售片式功率電感、濾波器及片式LTCC射頻元器件等新型片式被動電子元器件和LCD顯示屏模組器件。為了布局未來5G移動通信和物聯(lián)網智能終端產品應用，為了滿足智能手機在射頻高性能濾波器及電源管理方面需求井噴的市場，開發(fā)了順應智能手機發(fā)展趨勢的終端射頻聲表濾波器（SAW）和MPIM小尺寸系列電感，目前麥秸科技射頻前端產品對國內知名手機廠商及IDH均有供貨。

據麥捷科技2019年財報顯示，麥捷科技已經募集8.5億元用于投資生產MPIM小尺寸一體成型電感和SAW濾波器等新產品項目，2019年營收達18.17億元，較去年同期上升8.74%；實現(xiàn)歸屬于上市公司股東凈利潤為4509萬元，同比下降65.76%。研發(fā)人員數量為329人，占總人數的9.76%。

截至2019年12月31日，麥捷科技已獲授權的專利共158項，其中發(fā)明專利25項，實用新型專利117項，外觀專利1項，軟件著作權15項，同時公司參與的“高世代聲表面波材料與濾波器產業(yè)化技術”項目獲得2018年度國家科學技術進步二等獎。

三安光電

三安光電同樣是一家老牌的半導體企業(yè)，在射頻前端領域，三安光電已建立國內由手機芯片到PA廠再到SAW廠的垂直供應鏈策略聯(lián)盟布局，替代進口，穩(wěn)定RF原件市場。

目前三安光電砷化鎵射頻HBT產品主流工藝已經開發(fā)完成，出貨客戶累積至73家，達270種產品，客戶范圍擴展至包括日本、韓國、臺灣在內的泛亞太國家和地區(qū)；PHEMT產品通過可靠度驗證，已進入量產階段；氮化鎵射頻涵蓋5G領域，已給幾家客戶送樣，產品已階段性通過電應力可靠性測試，實現(xiàn)小批量供貨；濾波器產品的研發(fā)和可靠性驗證已取得了實質性進展，進入客戶送樣驗證階段。2020年4月份，華為發(fā)布消息，其高端PA芯片已成功流片，在三安光電開始小批量量產。

2019年，三安光電研發(fā)投入合計8.07億元，占營業(yè)收入比例為9.64%。公司研發(fā)人員數量為1752人，占總人數比例為15.36%。

武漢凡谷

武漢凡谷長期專注于發(fā)展移動通信天饋系統(tǒng)射頻器件的核心技術，三大主營業(yè)務為雙工器、合路器、塔頂放大器，應用于2G、3G、4G、5G等通信網絡，具有端到端的一站式生產制造體系。

3G至4G時代，濾波器形態(tài)變化并不大，主流產品為金屬腔體濾波器，到了5G時代Massive MIMO和有源天線的應用驅使濾波器小型化和輕量化，金屬腔體向陶瓷介質濾波器轉變，而陶瓷介質濾波器在原材料、制造工藝及管件控制點等方面都有了質的革新。加上Massive MIMO的商用，射頻通道數量增加，進一步推動陶瓷介質濾波器需求量提升。

武漢凡谷目前部分型號的5G陶瓷介質濾波器已經通過了客戶的認證并批量銷售，多個型號的“全金屬”形態(tài)及“金屬腔體+介質諧振桿”形態(tài)的5G小型化濾波器已批量銷售。此外，武漢凡谷加快新業(yè)務布局進度，重點開拓微波天線、環(huán)形器和AFU（天線濾波器一體化）業(yè)務，提升高質量的產品能力，組建垂直化的專線生產資源配置。

2019年，武漢凡谷總營收為17.13億元，同比增長43.37%；歸屬于上市公司股東凈利潤為2.60億元，同比增長37.88%。研發(fā)投入為8211萬元，占總營收比為4.79%；研發(fā)人員數量為245人，占總人數7.38%。

紫光展銳

紫光展銳由紫光集團收購的展訊通信和銳迪科整合而來，產品涵蓋2G/3G/4G/5G移動通信基帶芯片、AIoT芯片、射頻前端芯片等，此前已經推出了虎賁、春藤等國產5G芯片。

今年3月份，紫光展銳宣布，基于AiP的5G毫米波終端原型已完成關鍵的技術和業(yè)務數據測試，該方案實現(xiàn)了相控陣天線與射頻前端器件的高度集成，可支持N257、N258和N261等多個毫米波頻段，設計更加緊湊，天線的體積更加小型化，更低的工藝成本。

德清華瑩

德清華瑩主營業(yè)務為聲表面波器件、壓電、光電晶體材料和射頻模塊三大類產品，是行業(yè)內具有材料、器件和模塊全產業(yè)鏈競爭優(yōu)勢的企業(yè)。不僅在2017年便獲得了信維通信的投資，并在2020年得到華為的入股。

目前德清華瑩年產各類聲表諧振器、聲表濾波器8000萬只左右，常用于遙控、安防、智能家居等領域；SAW傳感器方面，德清華瑩研發(fā)了一款可以以無源方式工作的聲表面波溫度傳感器，并可以工作在強磁、強電、粉塵等惡劣環(huán)境中。

漢天下電子

漢天下電子前身為貴州中科漢天下微電子有限公司，公司從事無線通信射頻前端芯片及模塊的設計、研發(fā)、生產和銷售。核心產品為應用于4G/5G移動終端的基于MEMS技術的BAW濾波器芯片及射頻模組。

目前，漢天下是國內CMOS工藝手機射頻供方芯片出貨量最大的設計公司，公司在2017年出貨8.5億顆芯片。

開元通信

開元通信是一家新興的、專注于射頻前端解決方案的本土芯片公司。在今年3月份，開元通信推出了“蜂鳥”（Silicone-SAW）射頻前端子品牌。該品牌涵蓋各類接收濾波器芯片，包括高集成度DiFEM模組系列產品EM1507、EM25xx，以及業(yè)界最小尺寸（0907）的分立接收濾波器全系列產品EP12xx等。

在2019年8月，開元通信還推出了針對中國移動的5G n41頻段的濾波器芯片，型號為EP70N41，頻段范圍2.515~2.675GHz。此外，開元通信開針對5G推出了多款濾波器新品，包括針對n79頻段的EP70N79（4.8GHz~4.9GHz）、全頻段B41高性能濾波EP7041（2.496GHz~2.69GHz）。

慧智微

慧智微是一家高性能微波射頻前端芯片提供商，目前基于可重構技術平臺，推出了面向4G、5G、IoT的系列射頻前端芯片，廣泛應用于智能手機、平板電腦、無線通信模塊、車載智能后視鏡、智能手表等產品。

2019年2月，慧智微聯(lián)合中移動，成為國內首家于MWC展示5G Sub-6GHz PA模組的射頻芯片公司。2019年4月，慧智微宣布推出5G可重構射頻前端平臺Agi5G技術，這也標志這慧智微從4G到5G的拓展。2019年6月，慧智微演示了工作于n77/79 5G頻段的射頻前端模組，該模組集成了功率放大器、濾波器、開關、LNA等射頻前端模塊，并且支持HPUE PC2高功率，滿足運營商對5G高功率的需求，預計在今年四季度可以幫助客戶實現(xiàn)5G終端量產。

需要注意的是，慧智微是國內第一家，全球第二家在該頻段推出集成化5G射頻前端芯片的廠商。

飛驤科技

飛驤科技由國民技術有限公司的無線射頻事業(yè)部于2015年5月獨立拆分而來，是一家專注專注于功率放大器（PA）等射頻IC領域和解決方案的公司，截至2017年，射頻產品已經累計出貨量超數億顆。

今年6月份，飛驤科技正式發(fā)布了一套完整的5G射頻前端方案，也是第一套完整支持所有5G頻段的國產射頻前端解決方案及第一套采用國產工藝實現(xiàn)5G性能的射頻前端模塊。其采用的正是國產三安砷化鎵工藝，并在此工藝的基礎上達成了5G性能。

飛驤科技的5G產品完全基于自主研發(fā)的發(fā)明專利和專有技術，這項完整支持所有5G評斷的國產射頻前端解決方案也可以認為填補了國內市場的空白。

小結

目前，全球射頻前端市場仍由國際企業(yè)所主導，一方面是由于國際企業(yè)起步較早，底蘊深厚，在技術、專利、工藝等方面具有較強的領先性。同時通過一系列產業(yè)整合擁有完整的產品線，在高端產品上的研發(fā)實力較為雄厚；另一方面，大部分國際領先企業(yè)以IDM模式經營，擁有設計、制造和封測的全產業(yè)鏈能力，綜合實力較強。

相對之下，國內射頻前端企業(yè)在近幾年雖然實現(xiàn)了快速發(fā)展，在技術水平和產業(yè)規(guī)模上都有所提升，但在基礎上仍較為薄弱，并且主要集中在無晶圓設計領域。想要縮小于國際企業(yè)的差距，為由在新技術、新產品等方面持續(xù)投入，構建具有自主發(fā)展能力和核心競爭力的產業(yè)鏈。

5G時代的到來，恰好提供了這樣的窗口，加上中美之間的博弈，讓國產替代呼聲漸起。從國內的射頻前端企業(yè)也能看出，都在大力投入5G技術，研發(fā)適宜產品，不少企業(yè)更在產品及業(yè)績上獲得了雙豐收。從完全依賴國際廠商，到逐步國產替代，國內企業(yè)正向這條道路奮力邁進。

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