瘋狂內(nèi)卷下，2024射頻芯片看這篇

2024年，為提升國內(nèi)芯片企業(yè)在全球范圍的影響力，促進(jìn)和記錄國內(nèi)芯片的技術(shù)、市場應(yīng)用進(jìn)程，特別策劃射頻芯片產(chǎn)品領(lǐng)域進(jìn)行調(diào)研。

通過分析射頻芯片領(lǐng)域技術(shù)概況、市場格局、發(fā)展趨勢、代表企業(yè)、代表產(chǎn)品概述，以及應(yīng)用方向等，力求展示現(xiàn)階段國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況。

2023年國內(nèi)射頻芯片產(chǎn)業(yè)報告及產(chǎn)品選型參考。以下為報告全文：

01國內(nèi)射頻芯片產(chǎn)品綜述

1.1產(chǎn)品定義

射頻芯片是指將無線電信號通信轉(zhuǎn)換成一定的無線電信號波形，并通過天線諧振發(fā)送出去的電子元器件。在無線系統(tǒng)中，一般包含天線、射頻前端、射頻收發(fā)機(jī)、基帶信號處理器，從廣義上講，這些元器件均屬于射頻領(lǐng)域，從狹義上講，射頻則只包含射頻前端和射頻收發(fā)機(jī)。

其中，射頻前端負(fù)責(zé)天線和射頻收發(fā)機(jī)之間的射頻信號放大、濾波、頻段選擇等處理，以滿足通信系統(tǒng)對無線電波發(fā)射和接收的需求，是該系統(tǒng)的核心部件，也是半導(dǎo)體技術(shù)集成最重要的部分。國內(nèi)射頻芯片企業(yè)主要業(yè)務(wù)也集中于射頻前端。

1.2射頻前端產(chǎn)品分類

按照功能，射頻前端可分為發(fā)射鏈路（TX）和接收鏈路（RX）

射頻前端簡化架構(gòu)

（1）發(fā)射鏈路（TX）

在發(fā)射鏈路中，數(shù)字信號通過調(diào)制解調(diào)器（Modem）轉(zhuǎn)換成易于傳輸?shù)倪B續(xù)模擬信號，隨后收發(fā)器（Transceiver）將模擬信號調(diào)制為不易受干擾的射頻信號，進(jìn)入射頻前端進(jìn)行射頻信號的功率放大、濾波、開關(guān)切換等信號處理，最后通過天線將信號對外發(fā)射。

（2）接收鏈路（RX）

接收鏈路則由天線接收到空間中傳輸?shù)纳漕l信號，通過射頻前端對用戶需要的頻率和信道進(jìn)行選擇，對接收到的射頻信號進(jìn)行濾波和放大，最后輸入收發(fā)器和調(diào)制解調(diào)器得到數(shù)字信號。

按照組成器件，射頻前端包括功率放大器（PA）、低噪聲放大器（LNA）、濾波器（Filter）、射頻開關(guān)（Switch）。

功率放大器負(fù)責(zé)發(fā)射通道的射頻信號放大；低噪聲放大器負(fù)責(zé)接收通道中的小信號放大；濾波器負(fù)責(zé)發(fā)射及接收信號的濾波，去除非信號頻率的雜波信號；射頻開關(guān)負(fù)責(zé)收發(fā)以及不同頻率通道之間的切換。

02射頻芯片產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域

射頻芯片能夠?qū)崿F(xiàn)無線信號的發(fā)送、接收、放大、濾波、解調(diào)等功能，可廣泛應(yīng)用于手機(jī)、電視、路由器、雷達(dá)系統(tǒng)、汽車中。按照產(chǎn)品類別分，射頻芯片應(yīng)用領(lǐng)域基本可分為三大類：移動智能終端設(shè)備領(lǐng)域、WiFi領(lǐng)域、汽車電子和智慧醫(yī)療等領(lǐng)域。

2.1移動智能終端設(shè)備領(lǐng)域

移動智能終端包括智能手機(jī)、平板電腦、可穿戴設(shè)備等，因智能手機(jī)具有在無線環(huán)境下復(fù)雜的通信應(yīng)用功能，使其成為射頻前端芯片的主要應(yīng)用市場。在移動終端設(shè)備中，射頻芯片用于處理和調(diào)制無線信號，使得數(shù)據(jù)能夠在不同頻率范圍內(nèi)傳輸。這類應(yīng)用主要出現(xiàn)在手機(jī)、無線網(wǎng)絡(luò)和衛(wèi)星通訊系統(tǒng)中。其中，以手機(jī)應(yīng)用占比最為主要，隨著通訊技術(shù)的不斷迭代，手機(jī)對搭載射頻芯片的技術(shù)要求和數(shù)量要求都有不同程度提升。

根據(jù)Yole預(yù)測，全球移動終端的射頻前端市場規(guī)模將從2022年的192億美元增長到 2028年的269億美元，年均復(fù)合增長率約為5.8%，將在原始設(shè)備制造商和移動網(wǎng)絡(luò)運營商的推動下保持溫和增長。

2.2Wi-Fi 領(lǐng)域

Wi-Fi作為一種無線聯(lián)網(wǎng)技術(shù)允許電子設(shè)備連接到一個無線局域網(wǎng)交互通信，被智能手機(jī)、平板和筆記本電腦、路由器等廣泛采用。Wi-Fi射頻前端模組據(jù)Wi-Fi通信技術(shù)協(xié)議要求設(shè)計，無法適用于蜂窩移動通信技術(shù)，是移動終端設(shè)備通過Wi-Fi聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)無線通訊必不可少的器件。

Wi-Fi 射頻前端器件及模組受益于Wi-Fi市場持續(xù)增長及結(jié)構(gòu)變化。2021年全球Wi-Fi芯片市場規(guī)模超過200億美元，2022-2028年，預(yù)計年均復(fù)合成長率為2.5%。國內(nèi)Wi-Fi芯片市場2018-2025年將實現(xiàn)10.2%的復(fù)合增長率，到2025年，國內(nèi)Wi-Fi芯片市場規(guī)模將超過43.8億美元，其中Wi-Fi6/7的市場規(guī)模將超過28.61億美元，占全部Wi-Fi市場的64%，實現(xiàn)56.9%復(fù)合增長率。

2.3汽車電子、醫(yī)療健康等領(lǐng)域

汽車早已從簡單的交通運輸工具變?yōu)閺?fù)雜的電子系統(tǒng)，目前，許多汽車實現(xiàn)一定程度的自主駕駛、網(wǎng)絡(luò)通信，并提供多元化的娛樂服務(wù)。汽車實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò) 通信功能離不開射頻前端的助力，根據(jù) Strategy Analytics 的預(yù)測，汽車處理和線性高級駕駛員輔助系統(tǒng)射頻前端市場規(guī)模將大幅增長，2017年至2022年期間年均復(fù)合增長率達(dá)17%。

在汽車電子領(lǐng)域，國內(nèi)射頻芯片企業(yè)面臨著來自國外大企業(yè)的競爭，如Infineon、Renesas等。但是，隨著汽車電子系統(tǒng)的不斷發(fā)展，國內(nèi)射頻芯片企業(yè)也獲得了一些機(jī)會，如在汽車智能網(wǎng)聯(lián)、汽車安全等方面的應(yīng)用。

03射頻芯片市場現(xiàn)狀綜述

3.1全球射頻芯片市場

無線通信的發(fā)展離不開射頻前端的進(jìn)化，射頻前端的變革始終追隨無線通信的演進(jìn)。蜂窩移動通信技術(shù)從2G發(fā)展到5G時代，移動網(wǎng)絡(luò)速度越來越快，需要不斷增長的射頻前端芯片的支持。移動終端設(shè)備從手機(jī)到平板電腦、智能穿戴產(chǎn)品的不斷豐富，移動醫(yī)療、智能家居等新興應(yīng)用領(lǐng)域的逐步發(fā)展，以及移動終端設(shè)備的單機(jī)射頻前端芯片價值量的提升，全方位促進(jìn)全球射頻前端市場規(guī)模高速增長。

Yole的報告顯示，2022年內(nèi)由于5G普及率低于預(yù)期以及全球宏觀經(jīng)濟(jì)下行導(dǎo)致智能手機(jī)市場下滑，地緣政治緊張局勢導(dǎo)致市場低迷，全年消費數(shù)據(jù)未達(dá)預(yù)期。根據(jù)Yole預(yù)計，2028年以前智能手機(jī)市場將保持溫和的增長，整體市場規(guī)模將從2022年的192億美元提升至2028年的269億美元。鑒于5G滲透率的發(fā)展?jié)摿τ邢?，預(yù)計射頻前端市場的復(fù)合年增長率為5.8%【8】。

2022年，射頻前端市場全球前五大廠商Broadcom（19%）、Qualcomm（17%）、Qorvo（15%）、Skyworks（15%）、Murata（14%）合計占據(jù)了超過80%的市場份額，頭部廠商集中效應(yīng)明顯。

資料來源：Yole Intelligence

3.2國內(nèi)射頻芯片市場

在市場規(guī)模方面，根據(jù)行業(yè)研究機(jī)構(gòu)XYZ-Research整理統(tǒng)計，截止到2021年末，中國射頻前端芯片市場規(guī)模達(dá)到111億美元左右；到2022年，射頻前端芯片市場規(guī)模繼續(xù)呈現(xiàn)上升趨勢，已達(dá)125億美元左右，同比增長13%。

我國集成電路產(chǎn)業(yè)整體起步較晚，而射頻前端產(chǎn)業(yè)具有較高的技術(shù)、經(jīng)驗、資金等各種壁壘，我國當(dāng)前射頻前端的整體發(fā)展水平與國際先進(jìn)水平仍存在一定 的差距。隨著我國集成電路需求的不斷增長、國家對集成電路產(chǎn)業(yè)日益重視，我國射頻前端產(chǎn)業(yè)有了高速發(fā)展，具有代表性的射頻前端企業(yè)不斷涌現(xiàn)。

報告將上文所述7家國內(nèi)上市射頻芯片企業(yè)2022年營收與國際龍頭企業(yè)對比，可在一定程度上顯示國內(nèi)廠商在全球市場中的產(chǎn)品份額。

04國內(nèi)射頻芯片選型參考

射頻信號也可以按照頻段分，其中常用的433MHz和2.4GHz無線模塊屬于國內(nèi)免許可的ISM（工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)學(xué)）開放頻段，無需向當(dāng)?shù)責(zé)o線電管理機(jī)構(gòu)申請授權(quán)，因此這兩個頻段被廣泛使用。

433MHz射頻信號（433.05~434.79MHz）：

這種無線收發(fā)模塊使用高頻射頻技術(shù)，有時也稱為433射頻小模塊。高集成度、低功耗。高頻信號接收功能全部集成于片內(nèi)以達(dá)到用最少的外圍器件和最低的成本獲得最可靠的接收效果。因此它是真正意義上的“無線高頻調(diào)制信號輸入，數(shù)字解調(diào)信號輸出”的單片接收器件。

宇凡微433芯片，其中的頻率可調(diào)節(jié)，功耗極低，價格有市場競爭力三大優(yōu)點坐穩(wěn)寶座。

在細(xì)分領(lǐng)域中無鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)、遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)、車庫門開啟器、報警系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、無線傳感器、無線自動抄表等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

2.4GHz射頻信號（2.4~2.5GHz）：

對于簡單布局的場景，433MHz模塊是合適的選擇。而在復(fù)雜、需要高速傳輸和功能復(fù)雜的場景下，2.4GHz模塊則更為適合。在2.4GHz頻段下工作可以獲得更大的使用范圍和更強(qiáng)的抗干擾能力，廣泛應(yīng)用于家用及商用、工業(yè)自動化、遠(yuǎn)程遙控等。

高集成度的 2.4GHZ 的無線收發(fā)模塊，片上集成發(fā)射機(jī)，接收機(jī)，頻率綜合器，GFSK 調(diào)制解調(diào)器。發(fā)射機(jī)支持功率可調(diào)，在復(fù)雜環(huán)境和強(qiáng)干擾條件下，可以達(dá)到優(yōu)良的收發(fā)性能。外圍電路簡單，只需搭配 MCU 以及少數(shù)外圍被動器。發(fā)射功率最大可以到8dBm。

我們可以根據(jù)不同的組網(wǎng)方式而選擇不同頻率的模塊。如果組網(wǎng)方式比較容易，要求也比較簡單，成本要求低，使用環(huán)境比較復(fù)雜，我們就可以使用433MHz的無線模塊；相對的來說，如果是網(wǎng)絡(luò)比較復(fù)雜、功能繁多、網(wǎng)絡(luò)健壯性強(qiáng)、低功耗要求、開發(fā)簡單、2.4GHz帶組網(wǎng)功能的產(chǎn)品會是您是不二的選擇。

在不同的產(chǎn)品應(yīng)用中，不同頻段有不同的優(yōu)勢，主要看實際應(yīng)用在哪些項目上，要選擇適合的頻段的無線模塊才能發(fā)揮其最大的作用。

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