前端射頻主要技術(shù)集中在功率放大器(Power Amplifier,;PA),、低噪音放大器(Low Noise Amplifier,;LNA)與濾波器(Filter),,目前全球市場由Skyworks、Qorvo,、Broadcom與Murata四家公司寡占。在PA與LNA等功率放大器相關(guān)元件,,Skyworks市占率最高,,但目前逐漸被Qorvo趕上,兩家公司大約皆有三分之一市占,,而Broadcom大約為20%,,Murata則為5~6 %,合計四家公司在PA與LNA等功率放大器市場占超過九成,。
濾波器方面,,則可分為表面聲波(Surface acoustic wave;SAW)與體聲波(Bulk Acoustic Wave,;BAW)濾波器兩種主要技術(shù),,依據(jù)結(jié)構(gòu)不同,SAW發(fā)展較為成熟且制作簡單相對BAW簡單,,然而BAW濾波器更適合3GHz以上高頻環(huán)境下工作,。目前SAW濾波器市場由Murata占據(jù)一半,Skyrworks約9%,,其余則被太陽誘電,、TDK與Qorvo等大廠瓜分;BAW濾波器則由Broadcom領(lǐng)導(dǎo)超過85%市場,,Qorvo約有8%左右市占,。
四家主要大廠在經(jīng)營方向上有明顯的不同,其中Skyworks與Qorvo主要營收來自于前端射頻模組,,屬于產(chǎn)品類型集中廠商,;Broadcom產(chǎn)品組合相當多元,除前端模組外還包含交換機芯片,、 Wi-Fi SoC與通訊IC,,近期積極朝向企業(yè)軟體發(fā)展,,有逐漸淡出前端射頻市場趨勢;Murata主力則在SAW濾波器與被動元件,、陶瓷元件等,,此外通訊模組封裝也占很大一部分營收。
四家大廠中以Broadcom總資產(chǎn)最高,,且2019年大幅度增加達674.9美元,,其次為Murata共2.2兆日圓(約205.9億美元),Qorvo與Skyworks則分別為65.2億美元與50.9億美元,。然而Broadcom也是杠桿最高公司,,以資產(chǎn)負債比(總負債能占總資產(chǎn)比率)評估,一般而言會希望控制在50%以下,,但Broadcom在2019年達到63%,,相較于次高的Qorvo為33.4%高出近一倍,最低為Skyworks僅16.2%,。
并購所造成溢價將會被算入商譽,,因此若商譽過高則每年所需攤銷費用壓力會越高,Broadcom從2017年商譽占總資產(chǎn)45.4%,,到2019年底已達一半以上,,相關(guān)收購無形資產(chǎn)攤銷費用逐年上升,在2019年達到40億美元,,然而Broadcom每年稅前息前凈利率卻從2017年10.3%提升至2019年20.3%,。
Broadcom是透過收購成長企業(yè),從近期并購計畫可看出有意從無線通訊事業(yè)逐漸跨入企業(yè)軟體市場,,例如在2018年以近190億美元收購企業(yè)軟體公司CA Technologies,,與2019年11月完成Symantec旗下企業(yè)安全業(yè)務(wù),斥資107億美元,,經(jīng)由良性,、具未來性的資產(chǎn)并購,Broadcom反而成為這四家廠商中產(chǎn)品組合最全面,,對單一公司曝險最低企業(yè),。
反觀Qorvo商譽達到總資產(chǎn)37%,在2019年為24.2億美元,,主要來源為2015年TriQuint Semiconductor與RF Micro Devices合并,,每年攤銷費用也高達4億美元至6億美元,這些費用對Qorvo財務(wù)造成不小壓力,,自從合并成立以來至2019年第一季,,大部分時間都處于凈損狀態(tài)。其余兩家廠商在無形資產(chǎn)結(jié)構(gòu)上,Skyworks商譽大約為四分之一,,攤銷費用約在3億美元內(nèi)且逐年減少,,而最低的Murata商譽占比約為4%,對于其營運造成壓力并不大,。
從長期負債大多用來進行收購與擴廠等長期投資,,因此以各家公司2016年長期負債作為基期,可觀察到四家大廠皆大幅增加,,尤其Broadcom與Qorvo增加幅度最高,,分別達1.81倍與1.77倍,Skyworks與Murata也皆有約1.17倍成長,;此外,,Qorvo與Murata現(xiàn)金持有也不斷增加,其中Qorvo在2017年為8.4億美元,,到2019年底達到近11億美元,,Murata也從2017年1490億日圓(約13.7億美元)增加至2019年2349億日圓(約21.6億美元),也顯示未來這兩家公司在現(xiàn)金并購或擴廠的可能,。
在營收方面,,Skyworks與Qorvo絕大部分產(chǎn)品組合都針對前端射頻模組,Skyworks平均每季銷貨收入為9億美元,,Qorvo為7.6億美元,,然而Qorvo在銷貨收入上成長有逐漸超越Skyworks傾向,,2019年Skyworks與Qorvo營收分別為33億美元與31.4億美元,。
Murata平均每銷貨收入收為3656.3億日圓(約33.6億美元),2019年銷貨收入為1.5兆日圓(約140.4億美元),,不過Murata產(chǎn)品線相當多元,,通訊模組相關(guān)銷貨收入為4255億日圓(約39.1億美元),其中除前端模組外,,還包含液晶高分子(Liquid-crystal Polymer,;LCP)軟板、Wi-Fi與藍牙等模組,。而Broadcom產(chǎn)品組合則更廣泛,,Bloomberg估計2019年Broadcom在前端射頻銷貨收入大約22億美元,以當年度總銷貨收入226億美元計算其占比不到10%,。
從各家業(yè)者發(fā)表前端射頻專利可了解各個廠商技術(shù)優(yōu)勢,,以及未來廠商可能布局,由2017年至2019年專利發(fā)表件數(shù)來看,,Skyworks共有2360件最多,,其次為Murata共計1,595件,Qorvo與Broadcom則分別為937件與334件。
從近三年專利件數(shù)可以很明顯的看出Murata在這方面成長,,從157件增加至875件,,幅度高達5.57倍,其次的Qorvo從272件增加至385件,,僅1.42倍,,可以看出Murata對于射頻技術(shù)重視;而Skyworks在2018年專利發(fā)表從802件下降至684件,,但2019年又回升至874件,。
值得注意的是Broadcom相關(guān)專利布局明顯下降趨勢,從2017年174件下降至2019年僅63件,,雖然在2020年1月Broadcom宣布與Apple簽屬價值約150億美元長期供貨協(xié)議,,其中包含射頻元件,但在過去這段時間Broadcom的確逐漸淡出這方面市場,。
以下將2017年至2019年四家公司所發(fā)表專利做出統(tǒng)整,,并歸納這些公司重點布局方向,由于Skyworks與Qorvo為前端射頻指標廠商,,故從這兩家大廠擷取出主要合作專利分類( Cooperative Patent Classification,;CPC),再比照Broadcom與Murata相關(guān)專利布局,。
比照Skyworks與Qorvo專利布局,,最多為PA相關(guān)電路設(shè)計、包絡(luò)追蹤(Envelope Tracking,;ET)與相關(guān)效率提升技術(shù),,由于在整個無線通訊裝置中PA是功耗最大的元件之一,若控制不佳容易造成系統(tǒng)用電需求太高甚至過熱,,而包絡(luò)追蹤技術(shù)則是現(xiàn)今前端射頻系統(tǒng)用來控制PA功耗重要演算法,。
而兩家大廠在技術(shù)差異方面,Skyworks技術(shù)強項在模組整合與前端射頻主動,、被動元件,,Qorvo則是專精于IC相關(guān)技術(shù)與半導(dǎo)體材料制程,從專利比重上能清楚看到Skyworks針對PA ,、濾波器與其他元件整體模組整合,,而Qorvo則是屬于晶圓IC封裝與濾波器技術(shù)。
在軍事雷達,、基站與航太衛(wèi)星布局上,,Qorvo著重于磊晶技術(shù)布局,尤其針對氮化鎵(Gallium nitride,;GaN)等適合用于高頻工作環(huán)境半導(dǎo)體制程與IC設(shè)計,,其相關(guān)技術(shù)開發(fā)已有約20年,;而Skyworks雖缺乏相關(guān)半導(dǎo)體技術(shù),但投入的導(dǎo)波器與耦合器技術(shù)同樣也被大量應(yīng)用于軍事與基礎(chǔ)設(shè)施等市場,。
從近期產(chǎn)品發(fā)表來看,,Qorvo透過GaN技術(shù)掌握,一直活躍在軍事航太產(chǎn)業(yè),,包含Syrlinks低軌衛(wèi)星,,并與Lockheed Martin、Raytheon等合作美國軍方反炮擊雷達,、電子作戰(zhàn)設(shè)備,,此外GaN技術(shù)也相當適合使用于機械電源管理與充電裝置等市場。
Skyworks也透過導(dǎo)波管與耦合器,,結(jié)合自身砷化鎵(Gallium arsenide,;GaAs)晶圓技術(shù)推出相關(guān)元件與LNA等產(chǎn)品,但本身由于缺乏GaN相關(guān)高頻PA技術(shù),,在相關(guān)市場發(fā)展資訊并不多,。
而在其他相關(guān)專利上,Qorvo旗下的Qorvo Biotechnologies利用BAW技術(shù),,開發(fā)微生物,、病毒或特定化學(xué)物質(zhì)等探測平臺,由于濾波器本身為微機電系統(tǒng)(Microelectromechanical Systems,;MEMS)一種,,而MEMS常被使用于生物探測以及感測元件上,目前與動物診療與藥物公司Zomedica合作,,開發(fā)針對貓狗免疫檢測儀器,,于2019年第四季上市。
最后則觀察到Qualcomm于2017年至2019年與Skyworks共同申請7件專利,,都是針對PA包絡(luò)追蹤,、系統(tǒng)校正與相關(guān)電路設(shè)計等前端射頻核心技術(shù),,因此可以推論Qualcomm近期大動作發(fā)展前端射頻,,包含2019年9月斥資31億美元購回與TDK合資的與前端射頻公司RF360,以及供應(yīng)Samsung,、Motorola旗艦5G毫米波手機射頻模組,,背后技術(shù)可能與Skyworks有相當緊密的合作。
對照以上專利,,可以看到Broadcom在PA技術(shù)掌握相當少,,尤其從2017年開始至2019年未發(fā)表過任何與PA直接相關(guān)專利,整體在前端射頻技術(shù)發(fā)展也逐漸停滯,。Murata反觀從2017年到2019年每年發(fā)表專利數(shù)成長速度驚人,,由23件增加至157件,累積一共達313件,其次能發(fā)現(xiàn)Broadcom與Murata有很大專利比重在前端模組整合與封裝,,此外Murata也掌握許多濾波器技術(shù),。
其實從此處可以了解,雖然Murata過去在射頻領(lǐng)域多為模組組裝與整合,,對于PA的掌握度并不高,,2020年所發(fā)表新產(chǎn)品大多數(shù)也仍是被動元件,但由于PA為前端射頻核心技術(shù),,對于相關(guān)技術(shù)掌握除能夠提升模組整合能力外,,Murata也積極往RFID、Wi-Fi與藍牙通訊技術(shù)發(fā)展,,例如旗下OWLiQ系列產(chǎn)品就與日本GE Healthcare合作,,利用藍牙與RFID等系統(tǒng)針對醫(yī)院貴重儀器與人員定位。
Broadcom整體在前端射頻專利分布相關(guān)分散,,除了較核心CPC專利外,,可以看到大部分布局圍繞著整個網(wǎng)路系統(tǒng)架構(gòu),其實Broadcom技術(shù)強項在CPU設(shè)計,,包含交換機,、乙太網(wǎng)路芯片、Wi- Fi與藍牙m(xù)odem等,,因此前端射頻相較之下更像是輔助角色,,加上與CPU和企業(yè)軟體相比,前端射頻市場也相對局限,,故不難看出Broadcom有意出售相關(guān)部門并專注于潛力更大市場,。
另一方面,Murata則往RFID發(fā)展,,在2020年CES展會上發(fā)表相關(guān)產(chǎn)品,,雖然Murata積極開發(fā)自有PA技術(shù),但對于3GPP標準熟悉仍落后于Skyworks與Qorvo,,也因此Murata近期積極朝向Wi-Fi ,、藍牙與Zigbee等非蜂巢式物聯(lián)網(wǎng)標準,由RFID搭配相關(guān)無線通訊技術(shù),,提供如智慧家庭,、資產(chǎn)設(shè)備管理以及企業(yè)用物聯(lián)網(wǎng)等解決方案。
前端射頻模組技術(shù)直接決定無線通訊品質(zhì),,隨著5G與高頻通訊演進,,其重要性將越來越高,臺灣網(wǎng)通技術(shù)在過去一直為追趕者角色,,因此透過國際大廠對未來布局了解市場發(fā)展,,能促使中國大陸和臺灣的通訊半導(dǎo)體相關(guān)廠商,,趕上通訊技術(shù)世代交替浪潮。