《電子技術(shù)應(yīng)用》
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本土射頻企業(yè)的突圍之路

2020-09-23
來(lái)源:半導(dǎo)體行業(yè)觀察
關(guān)鍵詞: 5G 基站 射頻

  每一次技術(shù)更迭,,都會(huì)出現(xiàn)新的變革者,。5G浪潮的來(lái)臨,,意味著基站以及手機(jī)等終端移動(dòng)設(shè)備將要面臨著一次重要的技術(shù)升級(jí),,這不僅為射頻市場(chǎng)帶來(lái)了巨大的商機(jī),,也迎來(lái)了一批乘勢(shì)而起的國(guó)產(chǎn)射頻企業(yè),。

  尤其是最近華為禁令的影響,,讓國(guó)產(chǎn)廠商意識(shí)到了射頻的重要性。有見于此,,過去幾年里,,國(guó)內(nèi)涌現(xiàn)了一大批射頻初創(chuàng)企業(yè),當(dāng)中不少盯著5G這個(gè)“大餅”而來(lái),。但從全球射頻市場(chǎng)總體情況來(lái)看,,這仍是一個(gè)被美日企業(yè)統(tǒng)治的市場(chǎng)。在這種情況下,,本土射頻企業(yè)的出路會(huì)在哪里,?

  國(guó)產(chǎn)射頻企業(yè)頻頻加碼

  國(guó)產(chǎn)射頻市場(chǎng)的火爆從資本市場(chǎng)層面也能反應(yīng)出來(lái)。據(jù)半導(dǎo)體行業(yè)觀察不完全統(tǒng)計(jì),,光在今年上半年,,包括昂瑞微、宙訊科技,、至晟微電子,、力通通信、好達(dá)電子等多家射頻企業(yè)拿到了新一輪的融資,。同時(shí),國(guó)內(nèi)射頻巨頭,,卓勝微也正在計(jì)劃一項(xiàng)30億元的融資項(xiàng)目,。

  具體來(lái)看,今年2月,,芯百特宣布完成了數(shù)千萬(wàn)元人民幣的A輪融資,,由復(fù)樸投資領(lǐng)投,UMC資本,、湖北小米長(zhǎng)江產(chǎn)業(yè)基金跟投,。據(jù)了解,該輪資金將用于現(xiàn)有射頻前端產(chǎn)品的量產(chǎn)以及新產(chǎn)品的研發(fā),。同期,,小米長(zhǎng)江還進(jìn)行了另一筆投資計(jì)劃,,同樣也是針對(duì)射頻領(lǐng)域——昂瑞微電子獲得了長(zhǎng)江小米產(chǎn)業(yè)基金310萬(wàn)人民幣戰(zhàn)略投資。

  3月,,5G射頻前端芯片公司“芯樸科技”宣布完成數(shù)千萬(wàn)元人民幣Pre-A輪融資,,本輪融資由華創(chuàng)資本領(lǐng)投,北極光創(chuàng)投,、中科創(chuàng)星跟投,。據(jù)悉,本輪融資將主要用于團(tuán)隊(duì)建設(shè),,芯片快速研發(fā)和迭代,,市場(chǎng)拓展等方面,在手機(jī)移動(dòng)端,、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域提供性能一流的射頻前端模組,。

  5月,本土射頻領(lǐng)域中的另一家公司近億元的融資也引起了業(yè)界的注意,。5G射頻前端芯片公司“至晟微電子”于今年5月完成了近億元A輪融資,,本輪融資由耀途資本與容億投資聯(lián)合領(lǐng)投,拓金資本,、盛宇資本及產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)跟投,。同時(shí),有報(bào)道稱,,至晟微還將于近期完成由頂級(jí)產(chǎn)業(yè)資本及投資機(jī)構(gòu)數(shù)千萬(wàn)人民幣A+輪融資,。據(jù)耀途資本發(fā)布的消息顯示,公司認(rèn)可至晟微在5G基站宏基站GaAs高線性驅(qū)動(dòng)功放,,GaN末級(jí)功放以及小基站GaAs末級(jí)功放領(lǐng)域的研發(fā)能力及持續(xù)迭代能力,。

  6月,國(guó)內(nèi)射頻企業(yè)再次受到了產(chǎn)業(yè)基金的關(guān)注,,曾獲小米投資的好達(dá)電子再獲華為旗下的哈勃科技投資有限公司投資,。好達(dá)電子是國(guó)內(nèi)知名的聲表面波(SAW)器件生產(chǎn)廠商,主要產(chǎn)品包括SAW濾波器,、雙工器,、諧振器,應(yīng)用于智能手機(jī),、通信基站,、LTE模塊、物聯(lián)網(wǎng),、車聯(lián)網(wǎng),、智能家居及其它射頻通訊領(lǐng)域。

  在最近的兩個(gè)月當(dāng)中,,射頻企業(yè)依舊吸引著資本市場(chǎng)的目光,。8月,、9月連續(xù)兩筆近億元的融資,再次說(shuō)明了國(guó)內(nèi)射頻市場(chǎng)的繁榮——力通通信完成了近億元的Pre A輪融資,;5G射頻濾波器芯片設(shè)計(jì)制造公司宙訊科技完成了近億元的A輪融資,。

  其中,宙訊科技曾表示,,本輪融資主要用于5G射頻濾波器研發(fā)和生產(chǎn)基地建設(shè),,核心內(nèi)容包括廠房建設(shè)、生產(chǎn)制造設(shè)備采購(gòu),、科技尖端人才引進(jìn),,以及渠道建設(shè)和企業(yè)品牌打造等。

  除了拿到新一輪融資的企業(yè)外,,國(guó)內(nèi)射頻巨頭卓勝微也曾于今年發(fā)布公告稱,,公司計(jì)劃融資30億,向高端射頻濾波器領(lǐng)域拓展,。具體來(lái)看,,其募資的資金將用于“高端射頻濾波器芯片及模組研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目”、“5G 通信基站射頻器件研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目”和“補(bǔ)充流動(dòng)資金”,。

  從以上多筆融資的情況中看,,國(guó)內(nèi)射頻企業(yè)多是圍繞PA和濾波器領(lǐng)域發(fā)展。從發(fā)展前景上看,,根據(jù)Yole數(shù)據(jù),,預(yù)計(jì)到2023年射頻前端產(chǎn)值將達(dá)到350億美金(折合2434億元)。其中,,射頻濾波器市場(chǎng)規(guī)模達(dá)225億美金(折合1565億元),,PA市場(chǎng)規(guī)模達(dá)70億美金。在此驅(qū)動(dòng)之下,,本土廠商在此發(fā)力,,也不失為未來(lái)?yè)屨际袌?chǎng)打下基礎(chǔ)。

  在國(guó)內(nèi)眾多射頻企業(yè)踴躍出現(xiàn)的出現(xiàn)的同時(shí),,我們卻不得不承認(rèn),,目前國(guó)內(nèi)射頻企業(yè)中,最有競(jìng)爭(zhēng)力,,應(yīng)該就是被聯(lián)發(fā)科收購(gòu)的Vanchip。這也從側(cè)面說(shuō)明,,對(duì)于本土射頻企業(yè)來(lái)說(shuō),,還有很長(zhǎng)的路要走。

  為何射頻那么難,?

  射頻難在哪里,?眾所周知,,由于5G通信協(xié)議變得越來(lái)越復(fù)雜,因此對(duì)于射頻系統(tǒng)的各種性能也提出了嚴(yán)格的需求,。

  從濾波器方面來(lái)看,,它可以將帶外干擾和噪聲濾除以以滿足射頻系統(tǒng)和通訊協(xié)議對(duì)于信噪比的需求。但隨著通信協(xié)議越來(lái)越復(fù)雜,,對(duì)于通訊協(xié)議對(duì)于頻帶內(nèi)外的需求也越來(lái)越高,,這也使得濾波器的設(shè)計(jì)越來(lái)愈有挑戰(zhàn)性。于是,,在這個(gè)發(fā)展過程當(dāng)中,,具有高Q值、低插入損耗等特性的濾波器——SAW和BAW濾波器成為了主流技術(shù)路線,。

  除此之外,,濾波器還需要芯片工藝的積累,但受制于材料工藝技術(shù)限制,,國(guó)內(nèi)濾波器的發(fā)展遇到了很大的阻礙,。據(jù)東吳證券研究所的報(bào)告顯示,SAW/BAW 濾波器的設(shè)計(jì)和制造非常復(fù)雜,,目前仍無(wú)法用集成度最高的CMOS工藝進(jìn)行批量化制造,,而必須使用特殊工藝以保證性能。

  據(jù)相關(guān)媒體的報(bào)道顯示,,BAW濾波器中的主流技術(shù)FBAR需要在有源區(qū)下方做高精度蝕刻,,這就對(duì)芯片工藝方面提出了很高要求;另一方面,,也需要能有同時(shí)了解器件物理和工藝的工程師來(lái)完成結(jié)合工藝的器件設(shè)計(jì),,來(lái)實(shí)現(xiàn)高性能濾波器。因此,,為了實(shí)現(xiàn)高性能的BAW濾波器,,通常需要工藝和器件設(shè)計(jì)的協(xié)同優(yōu)化,BAW濾波器廠商需要有自己的Fab已完成定制化的工藝來(lái)生產(chǎn)濾波器,。而需要Fab則意味著需要很高的資本投入,。

  因此,為了最大化的保證最優(yōu)設(shè)計(jì)結(jié)果,,SAW/BAW 濾波器廠商大多采用IDM的模式,,這是這個(gè)領(lǐng)域做得最好的那幾家企業(yè)都有自己的制造工廠的原因。

  PA在射頻前端發(fā)揮的作用僅次于濾波器,。由于5G引入新的波形CF-OFDM,,使得帶寬變寬了,子載波的間隔變寬了,,這就需要新的射頻半導(dǎo)體,,尤其是PA的重新設(shè)計(jì),。在該領(lǐng)域,歐美廠商占據(jù)了絕大部分市場(chǎng)份額,,而國(guó)產(chǎn)PA廠商則大多采用Fabless模式,,以芯片設(shè)計(jì)為主,且產(chǎn)品主要集中在市場(chǎng)中低端,,所占市場(chǎng)份額仍較小,。

  但第三代半導(dǎo)體材料的出現(xiàn),使得PA市場(chǎng)出現(xiàn)了新的變化,。由此,,RF PA又逐漸形成了CMOS、GaAs(砷化鎵),、GaN(氮化鎵)三大技術(shù)路線,。其中,GaN憑借著更寬的禁帶寬度,、更強(qiáng)的擊穿電壓以及更快的飽和電子速率,,被市場(chǎng)認(rèn)為是未來(lái)高射頻、大功耗應(yīng)用的主要方案,。這也是目前,,國(guó)內(nèi)外廠商都在布局的重點(diǎn)領(lǐng)域。

  另一方面,,受5G核心技術(shù)特征影響,,射頻前端正朝著集成化、模塊化方向發(fā)展,。在這方面,,國(guó)際射頻企業(yè)則一直致力于射頻前端的集成化和模塊化,同時(shí)在手機(jī)廠商的配合下,,他們?cè)谙蚰K化發(fā)展的進(jìn)程要更順利一些,。而對(duì)于本土企業(yè)來(lái)說(shuō),模塊化的到來(lái)則為他們帶來(lái)了更難的挑戰(zhàn),。

  整合是本土企業(yè)的出路,?

  正如上文所說(shuō),射頻模塊化是行業(yè)的選擇,。在這個(gè)過程中,,頻前端模塊也發(fā)展出了數(shù)種類別,包括 ASM,,F(xiàn)EMiD,,PAMiD 等等。其中,目前模組化程度最高的是PAMiD,,主要集成了多模多頻的 PA、RF 開關(guān)及濾波器等元件,。

  反觀國(guó)際射頻巨頭,,之所以他們能夠在模塊化的道路中發(fā)展比較順利,是因?yàn)镼orvo,、Skyworks和高通等巨頭企業(yè)都具備PA,、濾波器和開關(guān)等產(chǎn)品,這有助于他們打造模塊化的產(chǎn)品,。

  Rome was not built in a day,,他們所擁有的完善產(chǎn)品線也是在逐步發(fā)展中而建立的。而在這其中,,收購(gòu)和合作起到了關(guān)鍵作用,。

  作為組成Qorvo的企業(yè)之一,TriQuint在射頻領(lǐng)域有著悠久的歷史,,尤其是在砷化鎵半導(dǎo)體技術(shù)方面表現(xiàn)得尤為出色,。TriQuint使用砷化鎵,SAW和BAW技術(shù)創(chuàng)建了標(biāo)準(zhǔn)和定制產(chǎn)品,。但在這個(gè)過程中,,收購(gòu)也成為重要的一部分。2001年5月,,TriQuint收購(gòu)了Sawtek,,通過合并,TriQuint將SAW技術(shù)整合到了其產(chǎn)品中,。2002年,,TriQuint收購(gòu)了英飛凌的 GaAs半導(dǎo)體業(yè)務(wù),作為兩家公司之間的合作伙伴關(guān)系的一部分,,共同創(chuàng)造產(chǎn)品,。2005年初,TriQuint收購(gòu)了位于俄勒岡州本德的 TFR Technologies ,,得益于這筆交易,,讓他在BAW領(lǐng)域又有所拓展。

  組成Qorvo的另外一部分,,RF Micro Devices (RFMD) 在其自創(chuàng)立之初就專注于RF設(shè)計(jì),,同時(shí)他也是 GaAs 和GaN技術(shù)領(lǐng)域的先驅(qū)。在RFMD的發(fā)展過程中,,也同樣少不了并購(gòu),。2007年末,RFMD收購(gòu)了另一家RF組件制造商Sirenza Microdevices,該公司使RFMD有了充分利用其蜂窩應(yīng)用中的RF集成和系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)專業(yè)知識(shí)的能力,。2012年11月,,RFMD收購(gòu)了位于加利福尼亞州的Amalfi Semiconductor,以進(jìn)入CMOS功率放大器(PA)市場(chǎng),。

  2015年,,RFMD和TriQuint強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合成立了Qorvo。繼承了這兩者基因的Qorvo,,結(jié)合了雙方的互補(bǔ)產(chǎn)品組合,,特別是功率放大器放大器、電源管理集成電路,、天線控制解決方案,、基于開關(guān)的產(chǎn)品和優(yōu)質(zhì)過濾器等,奠定了他在射頻領(lǐng)域發(fā)展的基石,。

  近年來(lái)崛起的另一個(gè)射頻企業(yè)高通也是一個(gè)典型的例子,,雖然他們本身有主控芯片平臺(tái),這讓他們?cè)谏漕l的發(fā)展中如虎添翼,,但即使如此,,他們也是花費(fèi)了十多年的時(shí)間,才在射頻領(lǐng)域達(dá)成今天的位置,,其收購(gòu)和合作又是公司射頻實(shí)力擴(kuò)展的重要手段,。

  據(jù)了解,高通做射頻最早可以追溯到2011年前后,,當(dāng)時(shí)他們從業(yè)內(nèi)挖了一些專家,,開始研究CMOS PA。在決定切入射頻之后,,高通后來(lái)收購(gòu)了一家名為Black Sand的公司,。2015年左右開始轉(zhuǎn)向砷化鎵PA。在此期間,,為了打造更好的射頻前端模組,,高通除了繼續(xù)拓展自身射頻產(chǎn)品線外,也開始和TDK旗下的EPCOS合作,。2016年1月高通和TDK宣布了一項(xiàng)協(xié)議,,組建了一家合資企業(yè)RF360 Holdings Singapore PTE,計(jì)劃使交付射頻前端(RFFE)模塊和射頻濾波器完全集成系統(tǒng)為移動(dòng)設(shè)備和快速增長(zhǎng)的業(yè)務(wù)部門,。2019年9月,,高通資31億美元,收購(gòu)TDK在射頻識(shí)別企業(yè)RF 360 Holdings的所有股份,,并宣布了其5G戰(zhàn)略和領(lǐng)導(dǎo)地位的重要里程碑,。

  通過Qorvo和高通的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)中,,結(jié)合射頻行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì),還有筆者最近與射頻行業(yè)的幾位前輩交流的結(jié)果,,并購(gòu)整合也許是本土射頻企業(yè)的一條發(fā)展壯大的優(yōu)選道路,。尤其是在目前國(guó)內(nèi)射頻企業(yè)眾多且多點(diǎn)開花的情況上看,并購(gòu)整合這些企業(yè),,或許能夠更快地推進(jìn)國(guó)產(chǎn)射頻產(chǎn)品向模塊化方向發(fā)展,。

  只有擺脫了單打獨(dú)斗的情況,才能集中精力干更大的事,。當(dāng)然,我們也必須承認(rèn),,這只是開始,,畢竟射頻方面的技術(shù)門檻,也是我們必須首先跨越的第一道難關(guān),。


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