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本文來自：國(guó)際電子商情

自5月15日，華為被美國(guó)商務(wù)部列入出口管制“黑名單”以來，全球相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈出現(xiàn)不小的震蕩。對(duì)美國(guó)芯片供應(yīng)商來說，要重新調(diào)整業(yè)績(jī)預(yù)期及尋找新的增長(zhǎng)點(diǎn)；而對(duì)華為來說，要經(jīng)歷一次全面啟動(dòng)“備胎”測(cè)試和磨合的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)期，特別是射頻前端這顆模擬芯片“皇冠上的明珠”，找不到“備胎”意味著生產(chǎn)全面停擺。

什么是射頻前端？

射頻前端(RFFE)，是移動(dòng)通信系統(tǒng)的核心組件，主要起到收發(fā)射頻信號(hào)的作用，它包括功率放大器(PA)、雙工器(Duplexer和Diplexer)、射頻開關(guān)(Switch)、濾波器(Filter)、低噪放大器(LNA)等五個(gè)組成部分。

五大器件主要功能：

1、功率放大器用于實(shí)現(xiàn)發(fā)射通道的射頻信號(hào)放大；

2、雙工器用于對(duì)發(fā)射和接收信號(hào)的隔離；

3、射頻開關(guān)用于實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)接收與發(fā)射的切換、不同頻段間的切換；

4、濾波器用于保留特定頻段內(nèi)的信號(hào)，而將特定頻段外的信號(hào)濾除；

5、低噪聲放大器用于實(shí)現(xiàn)接收通道的射頻信號(hào)放大。

除了上面五大器件，其實(shí)還有一個(gè)RF天線：處于整個(gè)手機(jī)通信系統(tǒng)的最外端，是手機(jī)實(shí)現(xiàn)與外界通信的窗口，其作用是接收電磁波或?qū)㈦姶挪òl(fā)射出去。

射頻前端市場(chǎng)前景可觀。據(jù)Yole數(shù)據(jù)顯示，2017年手機(jī)射頻前端市場(chǎng)規(guī)模為150億美元，預(yù)計(jì)2023年達(dá)到352億美元，是2017年的2倍多。

全球射頻前端競(jìng)爭(zhēng)格局分析

從5大器件的營(yíng)收占比來看，濾波器約占射頻器件營(yíng)收的50%，射頻PA約占30%，射頻開關(guān)和LNA約占10%，其他約占10%。可見，濾波器和PA是射頻器件的重中之重。對(duì)于通信設(shè)備而言，沒有PA，信號(hào)覆蓋會(huì)成問題，而沒有濾波器意味著設(shè)備喪失抗干擾能力。

(1)濾波器&雙工器

濾波器包括聲表面濾波器(SAW)、體聲波濾波器(BAW)、MEMS濾波器和IPD等，其中SAW和BAW是應(yīng)用最為廣泛的濾波器種類。

全球SAW濾波器市場(chǎng)份額排名前五的廠商，分別為村田(47%)、TDK(21%)、太陽誘電(14%)、Skyworks(9%) 、Qorvo(4%)，合計(jì)占比達(dá)95%。

相較于SAW，BAW更適合于2GHz以上的高頻段，5G新增頻段包括Sub6G和毫米波等超高頻頻段，BAW將成為5G濾波器應(yīng)用主流。

全球BAW濾波器市場(chǎng)份額TOP3分別是博通(87%)、Qorvo(8%)、太陽誘電(3%)，合計(jì)占比達(dá)98%。其中，博通一家獨(dú)占87%，“寡頭”局面初顯。

相比之下，國(guó)內(nèi)濾波器設(shè)計(jì)還有很大的差距。國(guó)產(chǎn)濾波器廠商有麥捷科技、三環(huán)集團(tuán)、中電德清華瑩、信維通信、好達(dá)電子、天津諾思、大富科技、武漢凡谷、華遠(yuǎn)微電、瑞宏科技等，但還沒有廠商能夠成熟商用BAW濾波器產(chǎn)品。

對(duì)國(guó)產(chǎn)廠商而言，濾波器是瓶頸中的瓶頸。目前，能夠量產(chǎn)的國(guó)產(chǎn)SAW濾波器，因尺寸太大沒法做集成，只能外掛在芯片外面。GSM、2G或3G低頻通信用的SAW濾波器，國(guó)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)者將有機(jī)會(huì)超過對(duì)手，而4G和5G使用BAW和FBAR濾波器，天津諾思、麥捷科技等正開始突破。

在代工模式上，目前可量產(chǎn)出貨的濾波器廠家都是IDM模式。在制造工藝方面，MEMS技術(shù)制造濾波器具有極高的技術(shù)門檻，在保證高度一致性和高質(zhì)量的條件下實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)難度較大。

雙工器也常常被劃入濾波器行列，它由兩個(gè)濾波器組成，可在一條信道上實(shí)現(xiàn)雙向通信。半雙工是通信雙方輪流收發(fā)，全雙工是通信雙方同時(shí)收發(fā)。全雙工通過頻分雙工(FDD)或時(shí)分雙工(TDD)實(shí)現(xiàn)。

(2)功率放大器(PA)

業(yè)內(nèi)人士指出，4G手機(jī)內(nèi)PA數(shù)量平均5～7個(gè)，5G手機(jī)至少十多個(gè)，以20 億部通訊終端、單價(jià)1～1.5美金計(jì)算，市場(chǎng)將是千億元級(jí)別。

在終端市場(chǎng)，全球P A絕大部分市場(chǎng)份額被Skyworks、Qorvo、Broadcom、Murata占據(jù)，四家廠商合計(jì)占比達(dá)97%，其中前三家合計(jì)占比達(dá)到92%。

值得注意的是，Qorvo、Skyworks和Broadcom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?cè)谝苿?dòng)通信射頻前端市場(chǎng)的毛利率均高于40%，最高可達(dá)50%，凈利率約30%，具有極強(qiáng)的盈利能力。

基站市場(chǎng)，NXP和Freescale在合并前總共占據(jù)了51.1%的市場(chǎng)份額。

國(guó)內(nèi)PA設(shè)計(jì)公司主要有中科漢天下、唯捷創(chuàng)芯、紫光展銳、慧智微、飛驤科技、中普微(韋爾股份控股)等。

在射頻PA代工模式上，Sky-works、Qorvo和Broadcom采用IDM模式。同時(shí)，晶圓代工模式也在興起，主要有臺(tái)灣穩(wěn)懋等。國(guó)內(nèi)PA晶圓代工廠商主要有三安光電、海特高新。PA封測(cè)廠主要是華天科技和長(zhǎng)電科技。

在制造工藝及材料方面，射頻PA主要采用GaAs、RF-SOI、CMOS和SiGe。其中基站PA將采用高頻性能更好的GaN材料，終端PA預(yù)計(jì)仍會(huì)采用性價(jià)比更高的GaAs材料。

目前，國(guó)內(nèi)PA產(chǎn)品大多停留在中低端應(yīng)用，布局高端應(yīng)用的PA廠商為數(shù)不多。不過，華為自行設(shè)計(jì)GaAsPA，給了國(guó)內(nèi)PA廠商一劑強(qiáng)心針。同時(shí)，5G的到來也將帶給國(guó)內(nèi)PA廠商更多替代國(guó)外產(chǎn)品的機(jī)會(huì)。

(3)射頻開關(guān)(Switch)

射頻開關(guān)在5G要求下既要滿足高功率、高頻率要求，也要配合更加復(fù)雜的射頻信號(hào)路徑進(jìn)行結(jié)構(gòu)性提升。在材料及工藝的選擇上，射頻開關(guān)多采用化合物半導(dǎo)體工藝如GaN、GaAs工藝等，亦或繼續(xù)沿用RF-SOI工藝。

根據(jù)QYR Electronic sResearch Center 的統(tǒng)計(jì)，2010年以來全球射頻開關(guān)市場(chǎng)經(jīng)歷了持續(xù)的快速增長(zhǎng)，2017年全球市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到14.47億美元，預(yù)計(jì)到2020年期間仍保有9.5%的年增長(zhǎng)率，市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到19.01億美元。

目前射頻開關(guān)市場(chǎng)主要被Skyworks、Qorvo、Broadcom、NXP、Infineon、Murata等占據(jù)，這些廠商不斷通過生產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)新來提高企業(yè)效率。

國(guó)產(chǎn)RF開關(guān)公司有卓勝微、德清華瑩、紫光展銳、唯捷創(chuàng)芯、韋爾股份、迦美信芯、宜確等。其中，卓勝微是國(guó)內(nèi)最大的開關(guān)供應(yīng)商，已打入三星和小米供應(yīng)鏈，年銷售額約1億美金；展銳同為三星供應(yīng)商，但所占份額不及卓勝微；唯捷創(chuàng)芯、德清華瑩提供PA設(shè)計(jì)的同時(shí)，也提供RF開關(guān)、天線調(diào)諧器產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

射頻開關(guān)70%以上采用RF-SOI工藝，部分采用GaAs工藝。LTE LNA主要采用RF-SOI和CMOS工藝。國(guó)內(nèi)射頻開關(guān)封測(cè)廠主要是嘉盛、日月新和通富微電。目前，國(guó)內(nèi)做RF -SOI射頻開關(guān)的公司已有20-30家，價(jià)格戰(zhàn)進(jìn)入白熱化。適用于5G的高頻RF開關(guān)，是國(guó)產(chǎn)廠商極力攻破的方向。

(4)RF天線

目前智能手機(jī)主要采用LDS和FPC天線，隨著5G頻率走向高頻，在Sub 6G范圍內(nèi)，LCP和MPI憑借更低的高頻損耗將成為主流。尤其在毫米波范圍內(nèi)，天線尺寸急劇縮小，將采用天線陣列模組。LCP優(yōu)良的彎折性能有助于合理利用智能手機(jī)內(nèi)部的狹小空間。

LCP產(chǎn)業(yè)鏈上、中游主要由外國(guó)廠商把控。

在國(guó)內(nèi)，生益科技進(jìn)入LCPFCCL領(lǐng)域，信維通信進(jìn)入LCP天線領(lǐng)域，立訊精密為L(zhǎng)CP天線模組供應(yīng)商，京信通信和通宇通訊主要是基站天線供應(yīng)商，碩貝德作為曾經(jīng)的手機(jī)天線霸主，如今產(chǎn)品切入基站、車載和V2X天線領(lǐng)域。

業(yè)內(nèi)人士分析稱， 因5G天線設(shè)計(jì)方案將由“單體天線”改為“天線陣列”，新型磁性材料及LTCC集成技術(shù)將是5G天線的核心技術(shù)，LCP天線性能比LDS更好但價(jià)格是LDS的20倍，國(guó)內(nèi)手機(jī)廠商華為自己設(shè)計(jì)天線，可能改變天線廠現(xiàn)有的競(jìng)爭(zhēng)格局。

總體而言， 領(lǐng)先的射頻器件供應(yīng)商幾乎都采用IDM模式，擁有自己的晶圓廠是其能夠領(lǐng)先市場(chǎng)的關(guān)鍵。相對(duì)而言，國(guó)內(nèi)更多以代工模式為主，如GaAs工藝主要廠商有臺(tái)灣穩(wěn)懋、臺(tái)灣宏捷科和廈門三安集成，RFSOI工藝主要廠商有TowerJazz、中芯國(guó)際和華虹宏力，CMOS工藝主要廠商有臺(tái)積電、中芯國(guó)際和聯(lián)電，SiGe工藝主要廠商有格羅方德和TowerJazz。國(guó)內(nèi)少數(shù)廠商也在嘗試IDM模式，但是短期內(nèi)依然會(huì)依賴代工廠。

展望未來：

(1)射頻前端市場(chǎng)前景可觀

手機(jī)每增加一個(gè)頻段，大約需要增加2個(gè)濾波器、1個(gè)功率放大器和1個(gè)天線開關(guān)。目前， 智能手機(jī)支持30多個(gè)頻段，預(yù)計(jì)5G時(shí)代全球2G/3G/4G/5G網(wǎng)絡(luò)合計(jì)支持的頻段將達(dá)到91個(gè)以上。隨著5G普及商用，射頻前端的需求量將呈暴發(fā)式增長(zhǎng)。

(2)模塊“集成化”大勢(shì)所趨

在射頻前端“模塊集成”上，發(fā)展更快的廠商有望成為市場(chǎng)的主導(dǎo)者。射頻前端集成存在單片集成(片上SoC系統(tǒng))和混合集成(SiP封裝)兩個(gè)發(fā)展方向。目前通過SiP的形式更易實(shí)現(xiàn)，也是各大廠商重點(diǎn)著力的方向。

(3)國(guó)產(chǎn)射頻芯片的新機(jī)遇

2017年國(guó)產(chǎn)射頻芯片市占率僅有2%。有分析指出，前端主力市場(chǎng)暫由海外巨頭占據(jù)，但5G到來后，毫米波頻段將給國(guó)產(chǎn)廠商帶來突破機(jī)會(huì)。化合物半導(dǎo)體制造龍頭三安光電、射頻方案平臺(tái)廠商信維通信，以及射頻器件廠商韋爾股份、天通股份、麥捷科技等數(shù)十家企業(yè)都會(huì)有不錯(cuò)的契機(jī)。