《電子技術(shù)應(yīng)用》
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國(guó)產(chǎn)射頻芯片的終局之戰(zhàn)

2022-05-05
來源: 半導(dǎo)體行業(yè)觀察
關(guān)鍵詞: 射頻芯片 唯捷創(chuàng)芯

  隨著唯捷創(chuàng)芯上市破發(fā),國(guó)產(chǎn)射頻芯片的終局之戰(zhàn)提前到來,。

  該來的遲早會(huì)來,,行業(yè)各方都冷靜下來,想想出路和未來,,少一些亂象叢生,多一些回歸產(chǎn)業(yè)本質(zhì),理性客觀地來看待這場(chǎng)國(guó)產(chǎn)射頻芯片終局之戰(zhàn),。

  技術(shù)和市場(chǎng)是國(guó)產(chǎn)射頻芯片終局之戰(zhàn)的兩個(gè)最重要戰(zhàn)場(chǎng)。資本市場(chǎng)留給國(guó)產(chǎn)射頻芯片創(chuàng)業(yè)的時(shí)間不多了,,短則3年,,長(zhǎng)則5年,如果不能上市或被并購(gòu),,最后面臨的就是出局,。

  技術(shù)之爭(zhēng)

  在芯片行業(yè),產(chǎn)品是技術(shù)的體現(xiàn),,技術(shù)是人才的體現(xiàn),,但技術(shù)又不僅僅是人才的體現(xiàn),也是時(shí)間和資金的體現(xiàn),。做出技術(shù)領(lǐng)先的芯片產(chǎn)品,,需要人才、時(shí)間和資金的投入,。只有這三個(gè)要素同時(shí)到位,,才能獲得技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力,。

  技術(shù)優(yōu)勢(shì)和競(jìng)爭(zhēng)力最終要落在產(chǎn)品上,用產(chǎn)品說話才有價(jià)值和意義,。對(duì)企業(yè)來說,,不能落地的技術(shù),不能轉(zhuǎn)換成產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的技術(shù),,就不是真正有意義的技術(shù),。

  射頻芯片技術(shù)在中國(guó)經(jīng)歷了近20年的發(fā)展,從蹣跚學(xué)步,,到突飛猛進(jìn),,離不開中國(guó)射頻人的堅(jiān)持和努力,離不開資本的青睞和加持,。今天,,中國(guó)射頻前端芯片技術(shù)和產(chǎn)品已經(jīng)全面鋪開,學(xué)習(xí)和追趕國(guó)外廠商,。下面對(duì)國(guó)產(chǎn)射頻芯片技術(shù)和產(chǎn)品做個(gè)歸納和總結(jié):

  2G PA/3G PA:國(guó)內(nèi)從2006年開始量產(chǎn)2G PA至今已有16年,,從開始采用砷化鎵工藝到現(xiàn)在已全部采用CMOS工藝。國(guó)產(chǎn)射頻芯片公司做的既便宜又好,。

  3G PA從2012年開始實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn),,砷化鎵和CMOS工藝共存,純粹的3G手機(jī)市場(chǎng)基本上沒有了,,PA就也沒有了市場(chǎng)空間,。

  Phase 2/Phase 5N:到了4G PA,在MTK的主導(dǎo)下創(chuàng)新出Phase2架構(gòu),,簡(jiǎn)稱Phase2 PA,。這也是PA模組化最早的雛形,采用基板技術(shù),,幾個(gè)不同DIE集成在一個(gè)封裝里,,并采用不同的工藝,集成PA和開關(guān),。國(guó)內(nèi)射頻芯片公司花了三年時(shí)間集中研發(fā)取得了成功,,又花了2年時(shí)間在技術(shù)上迭代才追上國(guó)外廠商。

  接著,,在Phase2 PA的基礎(chǔ)上升級(jí)到Phase 5N,,進(jìn)入到5G PA行列,技術(shù)上沒有太多障礙,。

  L-PAMiF:Sub-6GHz UHB L-PAMiF對(duì)PA的設(shè)計(jì)難度大幅提升,,n77/78/79 PA頻率更高,帶寬更寬,,設(shè)計(jì)難度也就更大,。同時(shí)要求更高的功率,,更高的集成度,增加集成LNA和濾波器,,導(dǎo)致對(duì)散熱要求更高。國(guó)內(nèi)頭部射頻芯片公司在2020年開始量產(chǎn),,到今天實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的國(guó)產(chǎn)射頻芯片有四家,,因而拉開了國(guó)產(chǎn)射頻芯片公司之間的技術(shù)差距。

  PAMiD:5G手機(jī)sub-3GHz PA模組方案,,經(jīng)歷了Phase7到Pahse7L,,把LNA整合到PAMiD,成了高集成度的L-PAMiD,,該方案是目前最廣泛使用的模組方案,;接下來從Phase7L演進(jìn)到Phase7LE,在MH L-PAMiD基礎(chǔ)上增加EN-DC,。

  國(guó)內(nèi)在這個(gè)產(chǎn)品上都是空白,,大量的濾波器被集成,相比L-PAMiF,,集成度更高,,研發(fā)難度更大。PAMiD將進(jìn)一步拉大國(guó)內(nèi)射頻芯片廠家之間的技術(shù)差距,。

  WiFi FEM:做WiFi4 FEM很容易,,做WiFi5 FEM也不難,但做好WiFi6 FEM并實(shí)現(xiàn)正常量產(chǎn),,顯然不是那么容易,。

  WiFi FEM已經(jīng)進(jìn)入WiFi6時(shí)代,頻段涉及2.4GHz,、5GHz和6GHz,。沒有全頻段覆蓋,不叫做WiFi FEM,;沒有現(xiàn)實(shí)WiFi6 FEM技術(shù),,不叫做WiFi FEM。因?yàn)閃iFi7已經(jīng)來了,,接下來要開始研發(fā)WiFi7 FEM,。

  Cat.1 PA:Cat.1 PA是Phase2 PA的縮減版,相同的技術(shù),。難度在于誰能把尺寸做小,,把成本做低。

  BT FEM:藍(lán)牙FEM的技術(shù)門檻低,,采用CMOS工藝,,研發(fā)相對(duì)簡(jiǎn)單,。市場(chǎng)很小,卻有近10家國(guó)產(chǎn)BT FEM,。

  UWB FEM:UWB FEM跟BT FEM類似,,采用CMOS工藝,沒有線性技術(shù)指標(biāo)要求,,功率要求不高,,但頻率從6G-9GHz,屬于高頻寬帶,。整體來說,,技術(shù)難度不大,技術(shù)上沒有演進(jìn),,做完即結(jié)束,,國(guó)內(nèi)在做的也有好幾家。

  基站 PA:市場(chǎng)上關(guān)于基站PA的介紹很少,,大眾熟悉的PA公司都沒有正式介入,。是技術(shù)太難,還是市場(chǎng)太???

  基站PA分為宏基站PA和微基站PA,這一塊在5年以前被國(guó)外公司所壟斷,。早期,,宏基站PA采用LDMOS工藝,現(xiàn)在70%的產(chǎn)品轉(zhuǎn)為氮化鎵工藝,。技術(shù)難度是有的,,尤其是在可靠性方面要求高。微基站PA一般為10W,,采用砷化鎵工藝,,技術(shù)難度相對(duì)要低一些。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)公司已經(jīng)進(jìn)入這個(gè)基站市場(chǎng),。

  DiFEM/LFEM:這個(gè)產(chǎn)品,,國(guó)內(nèi)已經(jīng)有龍頭存在,技術(shù)上不存在問題,,國(guó)產(chǎn)芯片在成本上也很有競(jìng)爭(zhēng)力,。

  批次的一致性是目前存在的挑戰(zhàn),如果自身沒有SAW濾波器資源,,基本上不可能在這個(gè)賽道存活下來,。

  Switch/LNA:開關(guān)和LNA成為了射頻前端芯片最為基礎(chǔ)的常規(guī)產(chǎn)品,會(huì)出現(xiàn)在各種芯片模組里。做FEM的公司都有這個(gè)技術(shù),,國(guó)內(nèi)有這個(gè)技術(shù)和產(chǎn)品的公司超過50家,。

  濾波器:濾波器是國(guó)內(nèi)射頻芯片最需要突破的地方,濾波器研發(fā)技術(shù)涉及到EDA,、設(shè)計(jì)和工藝,,以及封裝技術(shù)。做濾波器,,需要建立自己的生產(chǎn)線成為行業(yè)共識(shí),。

  BAW/FBAR濾波器還會(huì)遇到專利問題,繞開國(guó)外的專利將讓國(guó)內(nèi)射頻芯片公司付出高昂的研發(fā)時(shí)間和費(fèi)用,。

  市場(chǎng)之爭(zhēng)

  市場(chǎng)之爭(zhēng)也是技術(shù)之爭(zhēng),產(chǎn)品之爭(zhēng),。射頻前端芯片的前三大市場(chǎng)分別是手機(jī)市場(chǎng),、WiFi路由器市場(chǎng)、基站市場(chǎng),。

  手機(jī)市場(chǎng)之爭(zhēng)是大客戶之爭(zhēng),,實(shí)際上就是華為/榮耀、小米,、OPPO,、vivo,再加三大ODM廠商聞泰,、華勤,、龍旗,都是圍繞這幾個(gè)客戶的爭(zhēng)奪,。根據(jù)供應(yīng)鏈管理原則,,每個(gè)客戶一般只會(huì)導(dǎo)入2~3家國(guó)產(chǎn)射頻芯片公司(保留2家國(guó)外公司)。這樣會(huì)導(dǎo)致一個(gè)結(jié)局:有主力核心產(chǎn)品,,但沒有大客戶,,出局;有大客戶,,但沒有主力核心產(chǎn)品,,出局。既有主力核心產(chǎn)品又有大客戶的國(guó)產(chǎn)射頻芯片公司才能贏得終局之戰(zhàn),。

  何謂主力核心產(chǎn)品,?是那些技術(shù)含量高并且銷售額占比大的產(chǎn)品。在射頻芯片行業(yè),,芯片產(chǎn)品越高端,,市場(chǎng)規(guī)模往往越大。所以,,國(guó)產(chǎn)射頻芯片公司一邊要攀登技術(shù)高峰,,一邊要攻占大客戶,,面臨的挑戰(zhàn)很大。從下面產(chǎn)品的2021年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)規(guī)模就可以看出:

  2G PA/3G PA市場(chǎng)規(guī)模:6億元以內(nèi)市場(chǎng)在萎縮,,產(chǎn)品做到了極致,,低毛利,國(guó)產(chǎn)供應(yīng)商只剩2~3家,。

  Phase 2/Phase 5N PA市場(chǎng)規(guī)模:約55億元Phase 2 PA和Phase 5N PA大部分已經(jīng)國(guó)產(chǎn)化,,Skyworks和Qorvo一共還有10億元市場(chǎng)。隨著4G手機(jī)轉(zhuǎn)為5G手機(jī),,Phase 2 PA會(huì)下降,,Phase 5N PA會(huì)增長(zhǎng),但整體的市場(chǎng)規(guī)模在近兩年會(huì)維持不變,。唯捷創(chuàng)芯占約60%的市場(chǎng)份額,。

  L-PAMiF+LFEM市場(chǎng)規(guī)模:約50億元一般來說,客戶會(huì)一起采購(gòu)L-PAMiF+LFEM,,除了慧智微在2020年開始供應(yīng)客戶,,國(guó)內(nèi)其他廠商在2021年下半年才開始批量供應(yīng)。這個(gè)產(chǎn)品主要是國(guó)外廠家為主,,其市場(chǎng)規(guī)模隨著5G手機(jī)增長(zhǎng)而增長(zhǎng),。預(yù)計(jì)在2022年,大部分市場(chǎng)份額會(huì)被國(guó)產(chǎn)射頻芯片替代,。

  PAMiD市場(chǎng)規(guī)模:約60億元這個(gè)市場(chǎng)為Skyworks,、Qorvo和高通RF360所占有。市場(chǎng)規(guī)模會(huì)繼續(xù)增長(zhǎng),,但兩年內(nèi)國(guó)產(chǎn)射頻芯片公司還吃不到這塊市場(chǎng)蛋糕,。

  分立Switch/LNA市場(chǎng)規(guī)模:約36億元(射頻開關(guān):28億,LNA:8億)到目前為止,,市場(chǎng)被卓勝微所壟斷,,估算大約有15億元來自韓國(guó)市場(chǎng)。根據(jù)唯捷創(chuàng)芯財(cái)報(bào),,2021年射頻開關(guān)銷售額約5000萬元,。

  這個(gè)市場(chǎng)規(guī)模是往下走的,只要卓勝微不放棄這個(gè)市場(chǎng),,其他公司都沒有機(jī)會(huì),。即使是手機(jī)PA公司,有射頻開關(guān)技術(shù),,有好的供應(yīng)鏈價(jià)格,,有大客戶基礎(chǔ),也沒有機(jī)會(huì)。否則,,這些手機(jī)PA公司直接干射頻開關(guān)上市好了,。

  DiFEM市場(chǎng)規(guī)模: 20億元(猜測(cè))市場(chǎng)上在量產(chǎn)交貨的DiFEM國(guó)外廠家有Skyworks、村田,、Qorvo,、高通RF360,國(guó)內(nèi)只有卓勝微,。目前沒有收集到具體市場(chǎng)數(shù)據(jù),,待后續(xù)更新。

  隨著卓勝微SAW濾波器工廠量產(chǎn),,在DiFEM市場(chǎng),,卓勝微將繼續(xù)成為主導(dǎo)者,甚至壟斷者,。

  WiFi FEM市場(chǎng)規(guī)模: 約30億元WiFi6 FEM市場(chǎng)規(guī)模大于WiFi5 FEM,,WiFi5 FEM市場(chǎng)規(guī)模大于WiFi4。相信在未來,,WiFi7 FEM市場(chǎng)規(guī)模一定大于WiFi6 FEM。

  國(guó)內(nèi)有20多家公司在做WiFi FEM,,而目前80%以上的WiFi FEM市場(chǎng)份額屬于Skyworks,、Qorvo和Richwave,高通RF360也在研發(fā)WiFi FEM,,將加入到這個(gè)市場(chǎng),。

  Cat.1 PA市場(chǎng)規(guī)模: 約3億元市場(chǎng)容量不大,市場(chǎng)成長(zhǎng)空間有限,。國(guó)產(chǎn)競(jìng)爭(zhēng)廠商達(dá)7家之多,,技術(shù)上沒有演進(jìn),最后都是同質(zhì)化產(chǎn)品殺價(jià)格,,無利可圖,。

  BT FEM市場(chǎng)規(guī)模: 1億元左右這么小的市場(chǎng)空間,為什么有多達(dá)10家國(guó)產(chǎn)廠商,。答案只有一個(gè):技術(shù)門檻太低,。

  UWB FEM市場(chǎng)規(guī)模: 約200萬元UWB和藍(lán)牙一樣是短距離通信,基本上不需要外加FEM,,同時(shí)追求的又是低功耗,,加了FEM就沒法低功耗。

  UWB基站側(cè)需要加FEM,,增大發(fā)射功率,。但UWB基站的推廣屬于民間商業(yè)化范疇,與運(yùn)營(yíng)商無關(guān)。UWB是10多年前的老技術(shù)了,,未來市場(chǎng)能不能起來,,什么時(shí)候起來,都有不確定性,。就算UWB市場(chǎng)起來了,,UWB基站側(cè)加FEM的市場(chǎng)規(guī)模也就是1億元左右。

  基站射頻前端芯片市場(chǎng)規(guī)模:30~60億元基站市場(chǎng)受技術(shù)升級(jí)和政策影響很大,,屬于周期性波動(dòng)市場(chǎng),。所以,在這里強(qiáng)調(diào)2021年市場(chǎng)規(guī)模沒有多大參考意義,。

  基站射頻前端芯片包括PA,、Switch、LNA,、Filter(SAW,、LTCC、BAW/FBAR),。

  基站又分為宏基站和微基站,,據(jù)市場(chǎng)信息,2021年微基站PA市場(chǎng)規(guī)模為5億元,,宏基站和微基站采購(gòu)的濾波器為6億元左右,。

  國(guó)內(nèi)宏基站和微基站PA格局初定,三個(gè)客戶和四家國(guó)產(chǎn)基站PA廠商,??蛻魹槿A為、中興,、新華三,,四家國(guó)產(chǎn)基站PA廠商中有三家國(guó)產(chǎn)PA廠商處在即將上市或者上市輔導(dǎo)中,還有一家是不會(huì)上市的,。據(jù)行業(yè)內(nèi)人士告知,,國(guó)產(chǎn)基站PA在2021年實(shí)現(xiàn)出貨近20億元。

  分立濾波器市場(chǎng)規(guī)模:約110億元(SAW濾波器:100億元,,BAW/FBAR:10億元)這110億元濾波器市場(chǎng)包括村田7億美金,、高通3億美金(SAW+BAW)、Wisol2億美金,、太誘2億美金,、博通1億美金(FBAR)、國(guó)產(chǎn)濾波器2億美金,。手機(jī)上只有n40,、n41頻段會(huì)采用BAW/FBAR濾波器,,而且在未來,大部分的濾波器會(huì)集成在模組里,。

  國(guó)產(chǎn)濾波器80%的銷售額來自四家公司:好達(dá),、德清華瑩、麥捷科技,、三安集成,。

  PA與濾波器之爭(zhēng)

  射頻前端模組的到來,PA和濾波器本來可以成為合作關(guān)系,,但隨著越來越多的國(guó)產(chǎn)濾波器公司對(duì)外官宣在研發(fā)射頻前端模組,,這種關(guān)系由合作轉(zhuǎn)變?yōu)楦?jìng)爭(zhēng)。

  有一句話說到:“大家都窮的好好的,,你為什么要先富起來,,打破這種平衡呢?”在任何一個(gè)行業(yè),,一個(gè)打破了平衡的人,,就有無限的可能??赡苓€會(huì)保持原有的圈子,,也可能會(huì)拋棄原有...

  國(guó)內(nèi)射頻芯片行業(yè)陷入了囚徒困境,國(guó)產(chǎn)濾波器公司在研發(fā)PAMiD,、LPAMiF,、LFEM、DiFEM,,手機(jī)PA公司要不要進(jìn)入濾波器呢?

  卓勝微從射頻開關(guān)開始,,進(jìn)入到濾波器,,最后實(shí)現(xiàn)PA模組化,是國(guó)內(nèi)射頻前端芯片布局最完整的公司,。

  唯捷創(chuàng)芯怎么辦,?其他國(guó)產(chǎn)PA公司怎么辦?毫無疑問,,必須自己做濾波器,,就像Skyworks、Qorvo,、高通那樣,,有自己的濾波器才能做出有競(jìng)爭(zhēng)力的射頻前端模組。

  國(guó)產(chǎn)PA與國(guó)產(chǎn)濾波器之間的競(jìng)爭(zhēng)就此拉開序幕,,誰會(huì)成為這場(chǎng)終局之戰(zhàn)的勝者呢,?

  國(guó)產(chǎn)PA與國(guó)產(chǎn)濾波器之爭(zhēng),,實(shí)質(zhì)上是PAMiD+LPAMiF產(chǎn)品之爭(zhēng),尤其是PAMiD,,模組里濾波器占總成本的60%,。誰更有優(yōu)勢(shì)?我們先做產(chǎn)品分析,。

  PAMiD中所需要的濾波器均為小尺寸,,如Low Profile CSP(厚度小于0.35mm),或者WLP,。因?yàn)镻AMiD應(yīng)用于高端手機(jī),,對(duì)濾波器性能、可靠性要求高,。另外,,PAMiD需要支持復(fù)雜CA功能,需要用到四工器或者六工器,,對(duì)濾波器設(shè)計(jì)要求難度大大提高,。

  PAMiD需要的濾波器包括,Low band: n5,、n8,、n12、n20,,Mid band: n1,、n3、B34/39,,High band: n7,、n40、n41,,其中SAW濾波器占70%,,BAW濾波器占30%。除了n40,、n41BAW/FBAR濾波器有國(guó)產(chǎn)廠商可以提供,,其他濾波器都是只有國(guó)外廠商。至于LPAMiF,,n77/79頻段采用的是LTCC或者IPD濾波器,,與SAW和BAW/FBAR濾波器無關(guān)。未來毫米波AiP和SAW,、BAW/FBAR濾波器也沒有關(guān)系,。

  國(guó)產(chǎn)濾波器公司做PAMiD和LPAMiF,首先要研發(fā)PA,,因?yàn)槭袌?chǎng)上沒有公司賣5G PA裸DIE,;其次要研發(fā)模組需要的濾波器,,當(dāng)然也可以外購(gòu)國(guó)外濾波器,但那樣在PA和濾波器上都沒有優(yōu)勢(shì),。所以,,要在競(jìng)爭(zhēng)中取勝,國(guó)產(chǎn)濾波器公司必須在PA和濾波器研發(fā)上齊頭并進(jìn),,在人力和資金上都要大投入,。

  再回看國(guó)產(chǎn)濾波器走到哪一步了,分立Rx SAW濾波器已經(jīng)OK,,分立大尺寸Normal SAW濾波器只能應(yīng)用于如B1/5頻段,,分立大尺寸TC-SAW濾波器(可擴(kuò)展到B3/8/28/7等頻段)還沒有,可集成小尺寸并采用IHP/TC-SAW/BAW等工藝實(shí)現(xiàn)B1/3四工器等全頻段濾波器更沒有,。

  但對(duì)手機(jī)PA公司來說,,PA技術(shù)已經(jīng)掌握,只需要購(gòu)買國(guó)外濾波器來做PAMiD,,解決集成化的問題,,后續(xù)再進(jìn)行國(guó)產(chǎn)濾波器替代(不管是買還是自己做)。相對(duì)來說,,能更快地推出PAMiD產(chǎn)品,。

  未來未知,國(guó)產(chǎn)PA與國(guó)產(chǎn)濾波器之爭(zhēng)到底誰會(huì)勝出,,只能拭目以待,。

  結(jié)語

  國(guó)產(chǎn)射頻芯片終局之戰(zhàn)會(huì)分為兩個(gè)賽段,第一賽段是上市出線賽,,第二賽段是上市后的淘汰賽,。有人會(huì)倒在第一賽段,有人會(huì)倒在第二賽段,,不管哪個(gè)賽段,,這個(gè)賽程都不會(huì)太長(zhǎng)。

  不要懼怕結(jié)果和未來,,做好你自己,去看更明亮的光,,看更深邃的夢(mèng),,即使哪天告別了芯片創(chuàng)業(yè),也要告訴自己活過一場(chǎng),。

  作者:

  鐘林,,晉江三伍微電子有限公司

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