技術(shù)升級射頻領(lǐng)域機(jī)會和挑戰(zhàn)并存

2018年，“美國帶頭抵制華為”事件不僅讓華為屢現(xiàn)報(bào)端，事件背后的5G技術(shù)也走進(jìn)了大眾視野。媒體們一邊報(bào)道一邊科普讓人們對5G有了更深刻的認(rèn)識：5G網(wǎng)絡(luò)的背后有很多協(xié)議、頻段、芯片之爭。2019年是5G商用的“元年”，這兩天OPPO、華為和小米都相繼發(fā)布了自家的5G智能手機(jī)，5G商用時(shí)代正式拉開帷幕。

在5G芯片領(lǐng)域，搞定基帶芯片其實(shí)只是完成了5G連接的一部分，還需要射頻芯片、存儲芯片、核心處理器等一系列芯片配套。5G比4G快10-100倍，是通信產(chǎn)業(yè)的整體提升。想要實(shí)現(xiàn)高速度、高帶寬的5G信號通信，不僅需要基帶芯片完成信號處理和協(xié)議處理，也需要射頻芯片做好射頻收發(fā)、頻率合成、功率放大的工作。因此，作為無線通訊不可缺少的基礎(chǔ)一環(huán)，射頻芯片的技術(shù)革新是推動無線連接向前發(fā)展的核心引擎之一。

射頻芯片包括功率放大器（PA：Power Amplifier）、天線開關(guān)（Switch）、濾波器（Filter）、雙工器（Duplexer和Diplexer）和低噪聲放大器（LNA：Low Noise Amplifier）等。

技術(shù)升級射頻領(lǐng)域機(jī)會和挑戰(zhàn)并存

5G通信特征明顯，主要是高帶寬、高速率、多頻譜、低時(shí)延和低功耗。這些特點(diǎn)給射頻器件設(shè)計(jì)帶來了諸多挑戰(zhàn)。

首先是多模多頻。5G時(shí)代引入了新的波形CF-OFDM，拓寬了帶寬和子載波的間隔，這些都需要全新的射頻芯片設(shè)計(jì)。在由4G到5G的演進(jìn)過程中，射頻模塊需要處理的頻段數(shù)量大幅增加，根據(jù)射頻器件巨頭skyworks預(yù)測，到2020年，5G應(yīng)用支持的頻段數(shù)量將新增50個(gè)以上，全球2G/3G/4G/5G網(wǎng)絡(luò)合計(jì)支持的頻段將超過90。再加上高頻段信號處理難度的增加，射頻器件設(shè)計(jì)的復(fù)雜度可想而知。

其次是信號干擾。當(dāng)4G和5G共存時(shí)，射頻芯片需要完美應(yīng)對互干擾問題，實(shí)現(xiàn)更快的切換速度。

第三是成本和芯片面積。5G前期會加入Sub-6GHz頻段，后期還會加入26GHz以上的毫米波頻段。采用波束成形+MIMO的設(shè)計(jì)方案需要射頻前端來進(jìn)行射頻傳輸，這對射頻芯片體積提出很高的要求。另外，使用更多的射頻前端器件，成本也會正比例增長。據(jù)統(tǒng)計(jì)，4G全網(wǎng)通手機(jī)前端射頻模塊的成本已達(dá)到8-15美元，含有10顆以上射頻芯片，5G手機(jī)的射頻芯片數(shù)量將倍增，成本控制對參與廠商提出了巨大挑戰(zhàn)。

當(dāng)然，機(jī)會總是和挑戰(zhàn)并存的。5G時(shí)代將有更多的頻段資源被投入使用，多模多頻使得射頻前端的芯片需求增加，同時(shí)Massive MIMO、波束成形、載波聚合、毫米波等關(guān)鍵技術(shù)也將促進(jìn)射頻前端芯片需求增加，推動射頻前端芯片市場成長。以PA模組為例，4G多模多頻手機(jī)所需的PA芯片為5-7顆，預(yù)測5G手機(jī)內(nèi)的PA芯片將達(dá)到16顆之多；同時(shí)，MIMO技術(shù)的應(yīng)用普及為天線行業(yè)帶來巨大增量市場，基站及終端天線迎來快速增長的行業(yè)性機(jī)會；此外，隨著載波聚合的逐步普及，射頻MEMS開關(guān)行業(yè)將迎來快速增長。

總體來看，根據(jù)Navian的預(yù)測，2019年僅用于移動通信終端的射頻前端模塊總市場規(guī)模就將達(dá)到212.1億美元，年增長率約為15.4%。

巨頭入場

現(xiàn)有射頻廠商受沖擊

從當(dāng)前的市場格局來看，目前全球射頻前端芯片產(chǎn)業(yè)擁有較為成熟的產(chǎn)業(yè)鏈，歐美IDM大廠技術(shù)領(lǐng)先，規(guī)模優(yōu)勢明顯，***企業(yè)則在晶圓制造、封裝測試等產(chǎn)業(yè)鏈中下游占據(jù)重要地位。

在傳統(tǒng)的SAW(聲表面波)濾波器市場，Murata、TDK和Taiyo Yuden占據(jù)了全球市場份額的80%以上。

5G時(shí)代，BAW(體聲波)濾波器更具潛力。BAW的性能比SAW更好，同時(shí)也更省電，可以讓PA工作在更高的電壓。根據(jù)市場分析機(jī)構(gòu)IHS Supply的調(diào)研結(jié)果，Qorvo和博通(Broadcom)瓜分了大部分BAW市場。

在終端功率放大器市場，形成了Qorvo、Skyworks和博通三足鼎立的局面，三家廠商合計(jì)占據(jù)了90%以上的市場份額。

并且，Qorvo、Skyworks和博通都完成了PA、Switch、Duplexer、Filter全產(chǎn)品線布局，擁有專用的制造廠和封裝廠。從三家廠商的財(cái)報(bào)數(shù)據(jù)來看，它們在移動通信射頻前端市場的毛利率均高于40%，最高可以達(dá)到50%，凈利率約30%，具有極強(qiáng)的盈利能力。同時(shí)，專利技術(shù)儲備也讓三大廠商有了更堅(jiān)固的“防御城墻”。以Qorvo為例，Qorvo 在 5G領(lǐng)域積累了許多核心技術(shù)，從 LowDrift 和 NoDrift 濾波技術(shù)、天線調(diào)諧技術(shù)到 RF Fusion 和 RF Flex 射頻前端解決方案，再到更加基礎(chǔ)的 GaN 技術(shù)，Qorvo 提供了核心架構(gòu)、濾波器和開關(guān)產(chǎn)品。這是后來者短時(shí)間內(nèi)難以繞開的。

不過，看似穩(wěn)定的射頻器件市場近來卻暗流涌動，華為、高通、三星、英特爾和聯(lián)發(fā)科都開始在這個(gè)市場發(fā)力，試圖繼續(xù)擴(kuò)大各自在終端市場的影響力。

目前，華為在5G芯片方面進(jìn)展很快。華為首款商用芯片巴龍5G01支持包括6GHz以下和毫米波在內(nèi)的所有頻段的5G；巴龍765支持8×8 MIMO技術(shù)的調(diào)制解調(diào)器芯片組，具有業(yè)界領(lǐng)先的網(wǎng)絡(luò)速度和信號強(qiáng)度性能。這兩款芯片都具有先進(jìn)水平的射頻處理能力，不過華為并未對外說明射頻芯片是否自研。

從上圖我們可以看出，華為將在近兩年進(jìn)一步加強(qiáng)在5G高頻段毫米波的研發(fā)和投資，意圖擴(kuò)充產(chǎn)能和市占比，并要求臺廠進(jìn)行相應(yīng)的配合。

從招聘市場反饋來看，華為正在大力招聘射頻工程師。總來來看，華為想要加強(qiáng)射頻芯片業(yè)務(wù)競爭力的意圖非常明顯。

高通方面，其與TDK合資的RF360控股公司目前已經(jīng)擁有超過4000名員工，產(chǎn)品包括SAW、溫度補(bǔ)償表面聲波(TC-SAW)和 BAW解決方案。RF360這個(gè)名字和高通在2013年發(fā)布的RF360射頻芯片名字一致。經(jīng)過長期的戰(zhàn)略布局，高通在5G領(lǐng)域擁有一套完整的射頻前端產(chǎn)品線，可以覆蓋從基帶芯片到天線之間所有的模塊和芯片。

在2018年7月23日，高通就宣布推出了全球首款面向智能手機(jī)和其他移動終端的5G NR毫米波及6GHz以下射頻模組，分別為QTM052毫米波天線模組和QPM 56xx 6Hz以下射頻模組。業(yè)內(nèi)人士稱，高通射頻模組的發(fā)布讓5G手機(jī)發(fā)布成為現(xiàn)實(shí)，最先發(fā)布的OPPO 5G手機(jī)正是采用了高通的芯片。高通工作人員表示，為了對今后比較新的技術(shù)提前進(jìn)行測試和驗(yàn)證，獲取新的測試結(jié)果，高通正在推動OTA測試的發(fā)展，當(dāng)中包括了5G NR 6GHz以下的獨(dú)立組網(wǎng)測試、5G NR戶外毫米波場景測試、5G NR室內(nèi)毫米波測試和5G NR的協(xié)作多點(diǎn)（CoMP）測試。

三星于近日宣布將推出最新的RFIC和DAFE ASIC射頻芯片組用于5G網(wǎng)絡(luò)。三星表示，這些芯片將使5G基站的尺寸、重量和功耗降低25％，從而提高了效率和發(fā)射能力，使得基站支持28Ghz和39GHz頻譜帶。三星在公告中指出，到2020年會將無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的市場份額擴(kuò)大到20％。

聯(lián)發(fā)科在5G時(shí)代之前就推出了眾多射頻解決方案，包括MT6167、MT6168和MT6177等。2017年2月份，聯(lián)發(fā)科宣布旗下旭思投資以每股110元新臺幣公開收購轉(zhuǎn)投資功率放大器廠絡(luò)達(dá)15％至40％股權(quán)，解決了聯(lián)發(fā)科在射頻芯片方面的人才荒。5G方面，聯(lián)發(fā)科5G基帶芯片Helio M70將于2019年出貨。Helio M70依照3GPP Rel-15 5G NR標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，包括支持獨(dú)立（SA）和非獨(dú)立（NSA）網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，支持Sub-6GHz頻段、毫米波頻段、高功率終端（HPUE）及其他5G關(guān)鍵技術(shù)，滿足不同運(yùn)營商的需求。可見，聯(lián)發(fā)科5G射頻技術(shù)研發(fā)也完成了突破。

英特爾目前在手機(jī)端進(jìn)行5G毫米波的測試。市場研究公司Yole工作人員表示：“盡管許多公司如高通、英特爾、聯(lián)發(fā)科和三星都在使用手機(jī)原型作為5G毫米波的演示平臺，但我們不相信目前手機(jī)將成為5G毫米波的首選應(yīng)用終端形態(tài)。相比之下，5G毫米波將更加可能成為桌面或者桌面上的固定式數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器的選擇，以便消費(fèi)者可以下載或者傳輸大規(guī)模流式寬帶應(yīng)用?！边@樣的趨勢對于英特爾而言無疑是一大利好消息。

當(dāng)前，作為智能終端芯片的巨頭，華為、高通、三星、英特爾和聯(lián)發(fā)科都在切入射頻芯片市場，主要原因在于這些公司原本的業(yè)務(wù)領(lǐng)域都開始增速放緩或者同比下降。根據(jù)Gartner的最新數(shù)據(jù)，2018年全球PC總出貨量超過2.594億臺，同比下降1.3%。而根據(jù)研究公司IDC的最新數(shù)據(jù)顯示，2018年全球智能手機(jī)銷量為14億部，同比下降4.1%。惡劣的市場環(huán)境讓手機(jī)處理器廠商和PC處理器廠商開始尋找全新的利潤增長點(diǎn)，高利潤率的射頻芯片領(lǐng)域無疑有著巨大的吸引力。高通等廠商在擁有成熟芯片銷售體系之后，必將鼓勵(lì)平臺方案客戶使用自家射頻產(chǎn)品。長期來看，這一趨勢會對Qorvo、博通和Skyworks等獨(dú)立射頻供應(yīng)商將產(chǎn)生較為不利的影響。

未來已來

PA和Filter國產(chǎn)替代空間大

即將到來的 5G 不僅是移動通信技術(shù)的升級，更是面向全新業(yè)務(wù)、智能生活、智能生產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò)變革。中國已經(jīng)形成了全球規(guī)模最大、最有活力的消費(fèi)電子市場，在5G變革中必將起到排頭兵的作用，搶先全球釋放的市場紅利對于國產(chǎn)廠商來說是一大利好，但也需要國產(chǎn)射頻芯片廠商盡快突破技術(shù)壁壘，沖擊高端產(chǎn)品市場。

目前，射頻前端國產(chǎn)替代需求強(qiáng)烈，政策支持意志堅(jiān)定。具備射頻芯片設(shè)計(jì)的公司有紫光展銳、唯捷創(chuàng)芯、中普微、中興通訊、雷柏科技、華虹設(shè)計(jì)、江蘇鉅芯、愛斯泰克等。

紫光展銳具有代表性的產(chǎn)品是RPM6743-31、 RPM6442 - B42/B43和RPM5401等，前兩者是射頻前端功率放大器，后者是RFEE芯片。紫光展銳的機(jī)會在于其是三大智能手機(jī)芯片銷售平臺（另外兩個(gè)是高通和聯(lián)發(fā)科）之一，在低端芯片市場能夠?qū)崿F(xiàn)捆綁銷售。此前銳迪科的業(yè)務(wù)覆蓋射頻收發(fā)器、功率放大器、射頻開關(guān)、藍(lán)牙、無線、調(diào)頻收音等全系列數(shù)字及射頻產(chǎn)品，展訊則在基帶上面有布局，將展訊和銳迪科合并以后，能夠迅速產(chǎn)生協(xié)同作用。不過，5G前期的智能手機(jī)產(chǎn)品和其他終端產(chǎn)品將更趨向于高端，紫光展銳需要加大研發(fā)力量，爭取更多的先期紅利。

射頻器件在消費(fèi)電子及軍工產(chǎn)業(yè)都有著至關(guān)重要的應(yīng)用，產(chǎn)業(yè)資本及國家大基金的重視程度將與日俱增。在各方資本的助力下，國內(nèi)射頻器件行業(yè)將迎來新一輪行業(yè)大發(fā)展機(jī)遇。根據(jù)YOLE的預(yù)計(jì)，射頻系統(tǒng)市場未來五年市場規(guī)模將迅速增長，其中濾波器市場的規(guī)模則占比市場的50%以上，濾波器產(chǎn)品和功放產(chǎn)品市場規(guī)?？偤瓦_(dá)到整體市場容量的80%-90%。

根據(jù)國信證券的報(bào)告顯示，傳統(tǒng)SAW器件制造成本以及難度很高。因此該行業(yè)存在著較高進(jìn)入門檻。目前國內(nèi)大部分 SAW 濾波器廠商仍停留在公頻波段（較低頻率，低于 1GHz）的產(chǎn)品生產(chǎn)中。在更高的射頻工作頻率，國內(nèi)廠商基本還是空白。在更具有性能優(yōu)勢的BAW領(lǐng)域，由于工藝壁壘更高，國內(nèi)只有諾思理論上可以供貨。

在PA領(lǐng)域，PA芯片行業(yè)迎來接口標(biāo)準(zhǔn)化及砷化鎵晶圓代工向國內(nèi)轉(zhuǎn)移兩大紅利。國內(nèi)有三大射頻PA公司，分別是中科漢天下、唯捷創(chuàng)新、國民飛驤。目前，三家公司的水平是在2G市場有一定的優(yōu)勢，3G市場份額有限，4G市場基本混跡于低端市場略有盈利。未來的5G市場，目前各家的研發(fā)都不明朗，大紅局勢可能出現(xiàn)利空。

結(jié)語

由于PC和智能手機(jī)業(yè)務(wù)出現(xiàn)同比下降，相關(guān)廠商換道需求迫切，對于它們而言，行業(yè)跨度小且凈利率高的射頻器件領(lǐng)域無疑是一個(gè)好選擇，有利于發(fā)揮自身的平臺優(yōu)勢。在未來一段時(shí)間，三星、高通、華為、英特爾和聯(lián)發(fā)科將在這個(gè)領(lǐng)域持續(xù)加碼，這對現(xiàn)有的射頻器件廠商的業(yè)務(wù)將造成一定的影響。

不過，5G市場足夠大，伴隨而來的物聯(lián)網(wǎng)高爆發(fā)使得射頻市場有足夠的增量來容納這些“跨界者”，整體市場經(jīng)過調(diào)整后將出現(xiàn)更多巨頭公司享受這一行業(yè)的高利潤率。