國產(chǎn)5G射頻前端，舉全產(chǎn)業(yè)鏈之力強攻！但這顆射頻器件讓模組“卡脖子”……

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/黃晶晶）在之前華為P40智能手機的去A化進(jìn)程中，大家都看到了它的元器件主要來自于中國大陸、臺灣地區(qū)，韓國，日本等地，例如美光的NAND Flash被三星取代，但是唯獨射頻組件仍然選用了Qorvo和Skyworks等美國廠商。

的確，射頻前端是半導(dǎo)體“卡脖子”的重要芯片。根據(jù) Yole Development 數(shù)據(jù)，2019 年度全球前五大射頻器件提供商占據(jù)了射頻前端市場份額的 79%。

2019年5G正式商用，Qorvo、Skyworks、Broadcom 等領(lǐng)先企業(yè)在5G首先商用的中高端機型中共同占據(jù)先發(fā)優(yōu)勢，其憑借深厚的技術(shù)積累、前沿技術(shù)的定義、對通信技術(shù)迭代的系統(tǒng)性把握，以及與頭部客戶之間的緊密合作關(guān)系，引領(lǐng)全球射頻前端市場5G領(lǐng)域的發(fā)展，并延續(xù)著一貫的市場主導(dǎo)地位。

不過，國內(nèi)射頻前端廠商在近兩年取得了不少突破，尤其是在5G射頻前端模組市場，已經(jīng)有產(chǎn)品陸續(xù)打入知名手機廠商供應(yīng)鏈，比如榮耀、OPPO、三星手機等等。有喜也有悲，雖然有了局部突破，但要全面突破還困難重重。

國內(nèi)5G射頻閃光點，高集成度PA模組量產(chǎn)出貨

隨著5G的商用和普及，具備無線通信功能的終端設(shè)備種類愈加豐富。同時，在移動終端設(shè)備設(shè)計持續(xù)小型化的趨勢下，射頻前端模組化的趨勢日益明顯，PA模組為射頻前端最大的細(xì)分市場。

2019年，銳石創(chuàng)芯推出同時支持5G SA和NSA ENDC的射頻前端產(chǎn)品RR88643-91，這也是業(yè)內(nèi)首顆兼容5G N41及支持N41/B41 PC2的射頻前端模塊，在同等功率下其效率優(yōu)勢明顯，有利于降低5G應(yīng)用的功耗。

2019年底慧智微推出Sub-6GHzn77/78/79 5G雙頻L-PAMiF模組產(chǎn)品，是業(yè)界集成度最高的模組產(chǎn)品，并于2020年率先實現(xiàn)量產(chǎn)，應(yīng)該是目前5G PA模組出貨量最多的國內(nèi)芯片公司。

2020年3月，搭載慧智微5G PA模組的首批手機終端批量生產(chǎn)。根據(jù)拆解機構(gòu)eWisetech的報告顯示，OPPO K7x手機首次采用了國產(chǎn)5G射頻前端器件。K7x采用慧智微電子S55255 5G頻段射頻前端集成收發(fā)模組L-PAMiF，覆蓋5G UHB 新頻段n77/78/79頻段，是集成度最高的5G射頻前端模組。這也是拆解5G手機以來，首次見到國產(chǎn)5G射頻芯片在手機上面應(yīng)用。

2020年底，昂瑞微的Phase5N射頻前端模組已經(jīng)在多家手機廠商和ODM方案商實現(xiàn)量產(chǎn)。在eWiseTech對榮耀50手機的拆解顯示，射頻芯片部分，采用了昂瑞微的射頻功放芯片OM9901-11與OM9902-11。OM9901和OM9902是昂瑞微在2020年推出的5G Sub-3GHz Phase5N解決方案。OM9901-11為2G頻段設(shè)計，低頻段支持GSM850/EGSM900，高頻段支持DCS1800/PCS1900頻段。OM9902-11支持3G/4G/5G NR頻段。

據(jù)介紹，昂瑞微擁有完整的PA/FEM產(chǎn)品線系列，其產(chǎn)品覆蓋2G、3G、4G、5G Phase5N、L-PAMID和L-PAMIF全系列。是國內(nèi)首家同時擁有大規(guī)模量產(chǎn)的CMOS PA和GaAs PA技術(shù)的廠商。

唯捷創(chuàng)芯在4G射頻功率放大器產(chǎn)品出貨量位居國內(nèi)廠商第一?；趯?5G 前沿技術(shù)和市場的前瞻性布局，公司于2020年初實現(xiàn)5G射頻功率放大器模組的量產(chǎn)銷售，5G射頻功率放大器模組累計出貨超過1億顆。2021 年上半年實現(xiàn)接收端模組的量產(chǎn)銷售，快速推動新技術(shù)下的射頻前端產(chǎn)品面市。

唯捷PA模組以MMMB PA和TxM中集成度的PA模組產(chǎn)品為主。 此外，公司已在高集成度的L-PAMiF等產(chǎn)品上實現(xiàn)了量產(chǎn)銷售。高集成度L-PAMiD模組處于向客戶送樣驗證階段。2021 年1-6月，公司高集成度PA模組開始向頭部手機廠商及ODM廠商批量出貨，銷售數(shù)量超過 1,000萬顆。

飛驤科技于2020年6月正式發(fā)布一套完整的5G射頻前端方案，實現(xiàn)了兩個第一：第一套完整支持所有5G頻段的國產(chǎn)射頻前端解決方案和第一套采用國產(chǎn)工藝實現(xiàn)5G性能的射頻前端模塊。FX6779/FX6777/FX6728/FX6727等產(chǎn)品進(jìn)行組合，可以完整滿足Sub-6GHz頻段1T4R、2T4R等方式的任意5G NR應(yīng)用；在Sub-3GHz頻段，F(xiàn)X6241和FX5627H可以覆蓋所有頻段，同時組合滿足EN-DC應(yīng)用需求；6種5G開關(guān)全面覆蓋所有5G開關(guān)應(yīng)用場景，并能提供低于2us的極速切換速度。

卓勝微的模組產(chǎn)品包括接收端模組產(chǎn)品LFEM、LNA BANK、DiFEM，以及WiFi連接模組產(chǎn)品，其中接收端射頻模組產(chǎn)品已于2020年在多家知名手機廠商實現(xiàn)量產(chǎn)并出貨，適用于5G通信制式的LDiFEM 產(chǎn)品（集成射頻低噪聲放大器、射頻開關(guān)和濾波器），已在部分客戶實現(xiàn)量產(chǎn)出貨。同時，公司持續(xù)豐富適用于5G NR頻段的LFEM 產(chǎn)品組合，優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高產(chǎn)品覆蓋度。不過，卓勝微新推出的適用于5G NR頻段的主集發(fā)射模組（L-PAMiF）產(chǎn)品仍處于推廣送樣階段。

據(jù)慧智微公開信息，射頻前端主要有PA（功率放大器）、Switch（開關(guān)）、LNA（低噪聲放大器）及Filter（濾波器）構(gòu)成。發(fā)射通路中的模組化是指將PA與Switch及濾波器（或雙工器）做集成，構(gòu)成PAMiD等方案；接收通路的模組化是指將接收LNA和開關(guān)，與接收濾波器集成，構(gòu)成L-FEM等方案。

圖源：慧智微

5G定義了3GHz以上，6GHz以下的超高頻（UHB，Ultra-High band）頻段，對射頻前端性能提出了更高要求。5G射頻前端方案主要分為Phase7系列方案及Phase5N兩種方案。兩種方案在Sub-6GHz UHB新頻段部分方案相同，均為L-PAMiF集成模組方案；在Sub-3GHz頻段分別為PAMiD模組方案和Phase5N分立方案。

電子發(fā)燒友網(wǎng)向供應(yīng)鏈了解到，5G PA模組方面，在2020-2021年實現(xiàn)量產(chǎn)出貨的有慧智微、唯捷創(chuàng)芯、飛鑲、昂瑞微、銳石創(chuàng)芯等廠商。用于Sub-6GHz UHB頻段具有高集成度的L-PAMiF模組有慧智微、唯捷等廠商出貨，卓勝微處于送樣階段。唯捷的高集成度L-PAMiD模組處于向客戶送樣驗證階段。也就是說，國內(nèi)廠商在5G射頻前端Sub-6GHz UHB頻段的L-PAMiF集成模組方面已經(jīng)取得了突破性進(jìn)展。

濾波器成國產(chǎn)5G射頻模組之痛

唯捷創(chuàng)芯表示，4G 時代，僅頭部手機廠商旗艦機可能采用高度集成PAMiD射頻前端解決方案。而在5G時代，L-PAMiD和L-PAMiF等更高集成度的射頻前端解決方案或?qū)⒊蔀橹懈叨耸謾C的標(biāo)配，進(jìn)一步提高射頻前端企業(yè)中高端市場的準(zhǔn)入門檻。

唯捷在中低集成度PA模組方面自主完成芯片設(shè)計，僅SMD和高集成度模組中的LTCC濾波器屬于直接對外采購的配套器件，在L-PAMiF、L-PAMiD等集成濾波器的模組中，唯捷需向外部廠商采購濾波器、多工器進(jìn)行集成。

相較國際領(lǐng)先廠商，唯捷創(chuàng)芯在濾波器、多工器供應(yīng)商產(chǎn)能保障、成本和部分超薄、 超小的高性能產(chǎn)品獲取等方面存在一定競爭劣勢。同時，Skyworks、Qorvo等領(lǐng)先廠商已量產(chǎn)迭代多款 DiFEM、PAMiD 等模組產(chǎn)品，5G智能手機對高集成度PA模組產(chǎn)品及架構(gòu)方案的需求預(yù)計將逐步上升，唯捷將面臨更高的技術(shù)挑戰(zhàn)。而這一劣勢，應(yīng)當(dāng)是唯捷進(jìn)行研發(fā)突破的方向之一。
由此可見，即便是在高集成度L-PAMiF模組的核心元件供應(yīng)上，國內(nèi)射頻前端廠商也并沒有完全自主。

而在Sub-3GHz模組上，更是遇到了濾波器難題?；壑俏⒐_信息指出，相比于Sub-6GHz，雖然Sub-3GHz模組頻率更低、功率更低，不需要復(fù)雜的SRS開關(guān)等，但由于Sub-3GHz頻段較多，需要集成的濾波器及雙工器更多，并且是SAW、BAW及FBAR等聲學(xué)濾波器，對濾波器資源的獲取、多頻段的系統(tǒng)設(shè)計能力提出了高的要求。

圖源：慧智微

由于在全模塊子電路的設(shè)計和量產(chǎn)能力、強大的系統(tǒng)設(shè)計能力以及小型化濾波器資源方面的欠缺，國內(nèi)廠商例如慧智微、唯捷創(chuàng)芯、卓勝微等在Sub-3GHz只能提供分立方案，而還不能提供Sub-3GHz 模組產(chǎn)品。

在這里用于Sub-3GHz頻段集成濾波器技術(shù)所需要的是SAW、BAW或FBAR產(chǎn)品，主要是WLP（Wafer Level Package，晶圓級封裝）或CSP（Chip Scale Package，芯片級封裝）兩種封裝結(jié)構(gòu)的濾波器。WLP濾波器尺寸小、與模組內(nèi)其他模塊的設(shè)計中有優(yōu)勢，是未來模組內(nèi)濾波器的發(fā)展方向。

濾波器方面，國內(nèi)廠商有好達(dá)電子、麥捷科技、卓勝微、三安集成、諾思等等，它們在SAW、BAW、FBAR等產(chǎn)品的市場應(yīng)用和產(chǎn)能建設(shè)方面都在加速發(fā)展。但據(jù)電子發(fā)燒友網(wǎng)了解，目前國內(nèi)濾波器還沒有完全突破小型化、性能等問題可用于5G射頻前端模組的集成，而國外廠商基本以提供模組產(chǎn)品為主，或受限于競爭以及供應(yīng)等因素，國內(nèi)廠商在模組方案上短時間難以突破。

上下游共筑國內(nèi)射頻前端產(chǎn)業(yè)

在此，筆者粗略統(tǒng)計了近年國內(nèi)射頻前端企業(yè)的融資和上市情況，從大基金到哈勃、小米等產(chǎn)業(yè)投資機構(gòu)都十分重視對國內(nèi)射頻前端的投資，希望助力我們的芯片企業(yè)有更加充足的資金和產(chǎn)業(yè)鏈資源進(jìn)行研發(fā)、銷售，進(jìn)行人才吸收和培養(yǎng)，盡快取得更大的突破。

昂瑞微在2020年連續(xù)獲得小米長江產(chǎn)業(yè)基金、華為哈勃投資等融資。

2021年7月，慧智微新增國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金二期股份有限公司等多家股東。大基金二期為慧智微第二大股東。

2021年7月，深圳飛驤科技有限公司完成Pre-IPO融資，鋆昊資本等老股東本輪追加投資額數(shù)億元。本輪融資將加碼5G產(chǎn)品研發(fā)投入及新產(chǎn)品開發(fā)、人才引進(jìn)及培養(yǎng)。

唯捷創(chuàng)芯獲OPPO、VIVO、哈勃投資、小米基金投資，聯(lián)發(fā)科是其第一大股東。唯捷創(chuàng)芯科創(chuàng)板IPO已成功過會。

不差錢的國內(nèi)射頻前端企業(yè)，需要在技術(shù)、人才方面做出更大的努力，如今在PA模組這類射頻前端市場取得了進(jìn)步，但在濾波器領(lǐng)域相關(guān)廠商可能還有很長的路。

小結(jié)：

模組化方案是射頻前端在5G手機、物聯(lián)網(wǎng)等市場的主流趨勢，尤其像Sub-6GHz頻段的L-PAMiD和L-PAMiF模組、Sub-3GHz頻段的PAMiD模組，更高集成度的方案會是中高端手機的標(biāo)配，也是提升國內(nèi)射頻前端企業(yè)技術(shù)含金量、產(chǎn)品價值的重點。一旦濾波器的研發(fā)得以突破，以及射頻前端廠商在模組上的系統(tǒng)設(shè)計、還有制造封測等廠商的工藝優(yōu)化，太多困素需要齊頭并進(jìn)，才能繼續(xù)在5G射頻前端模組上獲得突破性進(jìn)展。