射頻芯片是無線通訊發(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線電信號(hào)通信轉(zhuǎn)換成一定的無線電信號(hào)波形，并通過天線諧振發(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)、天線開關(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)

無線通訊網(wǎng)絡(luò)每升級(jí)一代，就帶來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)無線通信的距離、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：射頻開關(guān)和調(diào)節(jié)器同天線通道數(shù)相關(guān)，4G到5G終端開關(guān)數(shù)量可由10只升至30只，因此市場規(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：通過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)致天線數(shù)量由現(xiàn)有2天線向4~8天線提升。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)。蘋果在新iPhone中選擇LCP軟板方案。

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

5G通信帶來射頻芯片海量需求，成長空間廣闊

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)開關(guān)，單機(jī)總價(jià)值達(dá)25-40美元。

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

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

縱觀整個(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)海外廠商占據(jù)市場。其中美國的Broadcom、Skyworks、Qorvo和日本的村田、TDK公司是全球射頻領(lǐng)域領(lǐng)先廠商，也是下游華為、蘋果、三星等主要手機(jī)品牌廠商的供應(yīng)商。

射頻PA領(lǐng)域市場主要被Skyworks、Qorvo、博通(Avago)、村田四家公司壟斷，2017年四家廠商共占據(jù)了97%的市場份額，行業(yè)集中很高，尤其美系廠商三家公司占據(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)移至村田等日系廠商，行業(yè)的格局在近兩年發(fā)生了較大變化，村田的市場份額有顯著提升。

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

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

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

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)以及市場爆發(fā)，據(jù)Yole預(yù)測，2018-2025年射頻前端芯片市場年復(fù)合增長率為8%，到2025年達(dá)到258億美元。射頻前端芯片國產(chǎn)廠商在5G需求以及國產(chǎn)化的雙重推動(dòng)下，將迎來快速發(fā)展。