射頻芯片是無(wú)線(xiàn)通訊發(fā)展的基石

射頻前端(RFFE, Radio Frequency Front-End)芯片是實(shí)現(xiàn)手機(jī)及各類(lèi)移動(dòng)終端通信功能的核心元器件。射頻前端芯片是指將無(wú)線(xiàn)電信號(hào)通信轉(zhuǎn)換成一定的無(wú)線(xiàn)電信號(hào)波形，并通過(guò)天線(xiàn)諧振發(fā)送出去的一個(gè)電子元器件，它包括功率放大器(PA：Power Amplifier)、低噪聲放大器(LNA：Low Noise Amplifier)、天線(xiàn)開(kāi)關(guān)(Switch)、濾波器(Filter)、雙工器(Duplexer和Diplexer)等。其主要負(fù)責(zé)射頻收發(fā)、頻率合成、功率放大等。

5G技術(shù)將推動(dòng)手機(jī)終端射頻系統(tǒng)的全面升級(jí)

無(wú)線(xiàn)通訊網(wǎng)絡(luò)每升級(jí)一代，就帶來(lái)了更多的頻段和制式，對(duì)應(yīng)需要更多的射頻芯片，例如PA直接決定了手機(jī)無(wú)線(xiàn)通信的距離、信號(hào)質(zhì)量，甚至待機(jī)時(shí)間，是整個(gè)射頻系統(tǒng)中除基帶外最重要的部分。手機(jī)里面PA的數(shù)量隨著2G、3G、4G、5G向前兼容，從而不斷增加。另外，由于手機(jī)設(shè)計(jì)空間有限，所以設(shè)計(jì)上需要盡可能實(shí)現(xiàn)集成，同時(shí)要滿(mǎn)足不斷提升性能需求，因此工藝上也在不斷改進(jìn)。

5G技術(shù)將推動(dòng)手機(jī)終端射頻系統(tǒng)的全面升級(jí)。為了獲得手機(jī)通信速率的大幅提升，5G將引入Sub-6GHz和6GHz以上頻段通信，同時(shí)需要利用MIMO技術(shù)由現(xiàn)有的2通道通信向4~8通道通信演進(jìn)。

濾波器：為添加新頻段通信功能，需要提升濾波器數(shù)量。4G到5G，Skyworks預(yù)計(jì)濾波器數(shù)量平均將由40只提升至50只。且高頻通信場(chǎng)景中，現(xiàn)有SAW/TC-SAW濾波器將替換為BAW/FBAR。

PA：為實(shí)現(xiàn)從2通道向4通道通信，PA數(shù)量預(yù)計(jì)將可能翻倍提升。長(zhǎng)期看，為支持更高頻率信號(hào)的輸出，現(xiàn)有GaAs材料也可能向GaN材料功放升級(jí)。

Switch & Tuner：射頻開(kāi)關(guān)和調(diào)節(jié)器同天線(xiàn)通道數(shù)相關(guān)，4G到5G終端開(kāi)關(guān)數(shù)量可由10只升至30只，因此市場(chǎng)規(guī)模不斷提升。4G時(shí)代Switch & Tuner基于SOI工藝制造，5G時(shí)代SOI工藝將提升至45nm。

天線(xiàn)：通過(guò)Massive MIMO技術(shù)提升通信速率，終端由2通道向4通道通信發(fā)展，導(dǎo)致天線(xiàn)數(shù)量由現(xiàn)有2天線(xiàn)向4~8天線(xiàn)提升。為了減小尺寸、可有若干解決方案，包括PI基材向LCP基材或LDS方向演進(jìn)。蘋(píng)果在新iPhone中選擇LCP軟板方案。

集成化趨勢(shì)明顯。射頻大廠(chǎng)通過(guò)模塊化產(chǎn)品提供一攬子解決方案，降低手機(jī)大廠(chǎng)采購(gòu)成本，推動(dòng)自有全線(xiàn)產(chǎn)品的同時(shí)，提升了毛利率水平。

5G通信帶來(lái)射頻芯片海量需求，成長(zhǎng)空間廣闊

5G被引入智能手機(jī)，大量頻段被集成到一部手機(jī)，直接帶來(lái)射頻芯片用量的急劇增加。例如2G時(shí)代，手機(jī)頻段數(shù)是4個(gè)，單機(jī)總價(jià)值是0.8美元;3G時(shí)代，手機(jī)頻段數(shù)上升到6個(gè)，單機(jī)總價(jià)值3.25美元;然而到了4G時(shí)代，千元機(jī)頻段數(shù)就達(dá)到了8-20個(gè)，旗艦機(jī)頻段數(shù)在17-30個(gè)，需要20-40個(gè)濾波器，10個(gè)開(kāi)關(guān)，單機(jī)總價(jià)值16-20美元;而到了5G手機(jī)，頻段數(shù)將達(dá)到50個(gè)，需要80個(gè)濾波器和15個(gè)開(kāi)關(guān)，單機(jī)總價(jià)值達(dá)25-40美元。

據(jù)Yole預(yù)測(cè)，2018年射頻前端市場(chǎng)規(guī)模為150億美元，到2025年達(dá)到258億美元，2018-2025年的復(fù)合年增長(zhǎng)率為8%。期間，集成模組的復(fù)合年增長(zhǎng)率將達(dá)到8%，而分立器件的復(fù)合年增長(zhǎng)率將達(dá)到9%。在分立器件中，天線(xiàn)調(diào)諧器增長(zhǎng)幅度最大(復(fù)合年增長(zhǎng)率為13%)，這是因?yàn)楦叩念l段和4 x 4 MIMO對(duì)天線(xiàn)和/或天線(xiàn)調(diào)諧器數(shù)量的需求越來(lái)越多。

射頻前端芯片由海外廠(chǎng)商占據(jù)主導(dǎo)，國(guó)產(chǎn)化浪潮正助力本土芯片逐步崛起

縱觀(guān)整個(gè)射頻前端產(chǎn)業(yè)，不管是分立式的射頻組件還是射頻前端集成化模組，都是少數(shù)海外廠(chǎng)商占據(jù)市場(chǎng)。其中美國(guó)的Broadcom、Skyworks、Qorvo和日本的村田、TDK公司是全球射頻領(lǐng)域領(lǐng)先廠(chǎng)商，也是下游華為、蘋(píng)果、三星等主要手機(jī)品牌廠(chǎng)商的供應(yīng)商。

射頻PA領(lǐng)域市場(chǎng)主要被Skyworks、Qorvo、博通(Avago)、村田四家公司壟斷，2017年四家廠(chǎng)商共占據(jù)了97%的市場(chǎng)份額，行業(yè)集中很高，尤其美系廠(chǎng)商三家公司占據(jù)93%的份額，在全球有巨大的影響力。但隨著美國(guó)對(duì)華為公司實(shí)施技術(shù)管制，華為的PA訂單將轉(zhuǎn)移至村田等日系廠(chǎng)商，行業(yè)的格局在近兩年發(fā)生了較大變化，村田的市場(chǎng)份額有顯著提升。

濾波器領(lǐng)域根據(jù)不同類(lèi)型產(chǎn)品市場(chǎng)格局有所不同，日系廠(chǎng)商Murata、TDK等占據(jù)SAW濾波器主要市場(chǎng)，Murata、TDK、太陽(yáng)誘電三家日系公司合計(jì)占82%的市場(chǎng)份額。而美國(guó)公司Avago在BAW/FBAR市場(chǎng)占據(jù)絕對(duì)主導(dǎo)，占據(jù)全球87%的市場(chǎng)份額。

射頻開(kāi)關(guān)市場(chǎng)同樣主要被海外公司占領(lǐng)，2018年全球前四大射頻開(kāi)關(guān)廠(chǎng)商Skyworks、Qorvo、Murata及Broadcom市場(chǎng)份額合計(jì)占比超過(guò)80%。但作為大陸本土的設(shè)計(jì)公司卓勝微憑借自身實(shí)力打開(kāi)市場(chǎng)，市場(chǎng)份額占比達(dá)到10%，成為全球第五大射頻開(kāi)關(guān)龍頭企業(yè)。

射頻前端芯片國(guó)產(chǎn)廠(chǎng)商在國(guó)產(chǎn)化浪潮以及5G需求的推動(dòng)下正快速成長(zhǎng)，當(dāng)前國(guó)內(nèi)企業(yè)在射頻前端芯片的各細(xì)分領(lǐng)域均有所突破，包括射頻開(kāi)關(guān)、射頻PA以及濾波器，但在集成化趨勢(shì)下，國(guó)內(nèi)廠(chǎng)商的整體技術(shù)水平與國(guó)外仍有較大差距。

綜上：5G通信技術(shù)推動(dòng)射頻前端芯片技術(shù)全面升級(jí)以及市場(chǎng)爆發(fā)，據(jù)Yole預(yù)測(cè)，2018-2025年射頻前端芯片市場(chǎng)年復(fù)合增長(zhǎng)率為8%，到2025年達(dá)到258億美元。射頻前端芯片國(guó)產(chǎn)廠(chǎng)商在5G需求以及國(guó)產(chǎn)化的雙重推動(dòng)下，將迎來(lái)快速發(fā)展。