国产射频前端，攀登新高峰

一元复始，万象更新。2022年，国产射频前端开启新篇章。
 
射频前端包括功率放大器（PA）、滤波器（Filter）、开关（Switch）、低噪声放大器（LNA）、天线调谐器（Tuner）。从产品市场构成来看：PA模组、RX FEM、分立式滤波器，构成射频三大主体。据Yole预计，到2025年对应的市场规模将达到89、46、42亿美元。
 
2021年中国大陆射频前端销售额约20亿美金（合计130亿元），预估2021年全球射频前端市场规模为190亿美金，国产射频前端约占比10.5%。卓胜微和唯捷创芯合计约80亿元，其他加起来约50亿元。其中Wi-Fi FEM约3.5亿元（立积公司10亿元除外），分立滤波器约12亿元。
 
有了对比才有真实感受，2018年，国产射频前端芯片销售额大约3亿美金，全球市场占有率为5%。2020年，国产射频前端芯片销售额约9亿美金，而2021年增长到了20亿美金。
 

一年一进步，三年大跨越，技术靠积累，科技靠创新，国产射频前端迎来快速发展期。

 

市场格局决定竞争格局

 

技术的演进，应用的改变，芯片世界的竞争没有终点，相对的平衡，格局的改变，市场格局永远都在动态变化中。
 
竞争格局受各方面的影响，只有真正懂得市场竞争格局的企业，才能得到应有的市场份额，在竞争白热的市场中站稳脚跟。
 
射频前端市场主要分为四个：智能手机市场、通讯模块市场、Wi-Fi路由器市场、宏基站和微基站市场。
 
目前，国内射频前端公司可以分为六类：手机PA公司、滤波器公司、Wi-Fi FEM公司、基站PA公司、Cat.1 PA公司、射频开关公司。
 
大胆预测三年以后，主体做分立开关和LNA的射频公司会消失。分立开关和LNA只会成为射频公司的一条产品线。
 
实际上，2022年国内射频前端的市场格局和竞争格局已初定，市场竞争日趋激烈。智能手机市场，唯捷创芯名列国产5G PA第一，其余都在争夺第二、第三。进不了5G PA前三的射频公司求其次，争夺4G PA市场的数一数二。如果进不了4G PA前二名，只能争抢Cat.1市场的第一名。在智能手机市场和通讯模块市场，最多6家射频PA公司能够活下来。所以，市场格局就决定了竞争格局。
 
基于中国的国情，会长时间存在三类国内射频前端公司：PA公司、滤波器公司、Wi-Fi FEM公司。
 

PA公司：

 

1、5G PA公司
 
2021年全球手机出货量约为13.2亿部，多方预测2022年全球手机出货量在12~13亿之间。虽然手机市场出货量不容乐观，由于国产替代空间很大，国产射频前端业绩仍将高歌猛进。
 
5G PA又分为Sub-6GHz UHB L-PAMiF、Sub-3GHz PAMiD和Sub-3GHz Phase5N。
 
Sub-6GHz UHB L-PAMiF已量产的有：慧智微、唯捷创芯、卓胜微
 
Sub-3GHz PAMiD：国内射频前端公司正在研发中
 
Sub-3GHz Phase5N已量产的有：唯捷创芯、慧智微、飞骧科技、昂瑞微、锐石创芯。
 
2、4G PA公司
 

信通院发布信息，2021年国内手机市场出货量报告，国内全年出货3.51亿部，5G手机出货2.66亿部，占比75.9%。2G/3G手机出货已经很少，4G手机出货8000万部。据IDC报告，2021年全球5G手机的出货量增长率达到117%，而4G手机的出货量下降22.5%，但4G手机在未来几年会继续保持每年5亿部左右的出货量。

由此可以看出，剩余的4G手机市场能支撑起2家4G PA公司，但如果进不去5G PA市场，未来迷茫。由于过度竞争，4G PA市场最大的难题是没有利润，这个问题怎么解？
 
3、Cat.1 PA公司
 

Cat.1是简易版的4G LTE，模块市场2G退出，4G Cat.1顶上。80%的Cat.1模块市场在中国，2021年出货为1.17亿个模块，2022年预计达1.5亿个，此后略有增长。

针对Cat.1市场，猎芯半导体自定义了一款4*4封装的PA，开创国产射频芯片公司自定义产品的先河。这款芯片无疑是成功的，从市场获悉，至晟微、芯朴科技都已经跟进，推出跟猎芯PIN脚兼容的Cat.1 PA，市场价格也快速的杀到0.3美金以下。Cat.1 PA每年有近3亿元市场规模，最终花落谁家？
 
最近，猎芯半导体又新发布一款更小尺寸自定义2.5*3.5封装的Cat.1 PA。而另一家射频PA公司正准备推出一款3*3封装Cat.1 PA，市场开始出现差异化，差异化的出现是市场良性竞争的开端。也有射频公司用CMOS取代砷化镓来做Cat.1 PA，通过工艺，去实现颠覆性创新。
 
4、基站PA公司
 
70%以上的基站PA需求来自华为和中兴，现有的基站PA公司已经站好队，插队进去不容易。
 

滤波器公司：

 

1、分立滤波器公司
 
面对近100亿美金的滤波器市场蛋糕，很难不为之所动。滤波器创业公司多达40家，关注和加入的投资人也越来越多。滤波器是个大赛道，大赛道下面分小赛道，每个小赛道最多容下三家。
 
LTCC跟半导体行业不相关；IPD是半导体技术的一种应用形态；滤波器实际上就是SAW和BAW/FBAR。由于工艺和技术的原因，BAW/FBAR一定是走高频高端路线。SAW分为RX Filter、TX Filter、双工器、四工器等，也分为Normal SAW、TC-SAW、IHP-SAW等。
 
国内滤波器公司做的最多的是RX Filter，少数公司做TX Filter，个别公司做双工器和四工器。做了，不代表把滤波器频段做全了，把性能和良率做好了。
 
2、RX FEM滤波器公司
 
有了RX SAW滤波器资源，才能做好RX FEM，RX FEM包括DiFEM和L-FEM。卓胜微是国产RX FEM的佼佼者，好达、德清华莹和麦捷科技也在进入该市场。这几家都有自己的SAW滤波器，只是卓胜微先做开关/LNA，再做SAW滤波器；而好达、德清华莹和麦捷科技是先做滤波器，再做开关和LNA。
 
一些没有开关/LNA技术和产品的SAW滤波器公司，通过外购或者合作也进入RX FEM赛道。射频开关没有太高技术门槛，招3个研发就可以搞定，滤波器公司一旦把RX FEM做起来了，一定会自己做开关和LNA，否则也做不大。

Wi-Fi FEM公司：

 

Wi-Fi FEM公司的存在，在于技术一直在演进，在于技术难度不比5G PA低。
 
Wi-Fi FEM赛道也分为两种公司，一种是专注于该赛道的Wi-Fi FEM公司，像康希通信和昂璞微；另一种是作为附加产品线的射频公司，像唯捷创芯和卓胜微。
 
Wi-Fi FEM赛道不大不小，唯捷创芯和卓胜微如果做不到前二名，Wi-Fi FEM的营收对于他们这种年营收几十亿的公司没啥意义。
相比于分立方案，射频前端模组化方案集成度高、性能好、尺寸小。射频前端模组化是射频前端未来的发展方向，而PAMiD是国产射频前端走向强大的一座技术高峰，PAMiD决定射频前端未来，也决定国产手机PA公司未来。
 
然而，PAMiD将成为国产射频公司的一道分水岭，有公司会止步于此，有公司会跨越这座技术高峰走向强大。PAMiD成为国产射频PA创业最后机会。
 
5G是射频前端最大机遇，手机终端需要支持更多频段，定义了3GHz以上，6GHz以下的超高频（UHB，Ultra-High band）频段，对射频前端性能提出了更高要求。经过两年的方案迭代，主要分为Phase7系列方案及Phase5N两种方案。两种方案在Sub-6GHz UHB新频段部分方案相同，均为L-PAMiF集成模组方案；在Sub-3GHz频段分别为PAMiD模组方案和Phase5N分立方案。
 
集成LNA、PA、滤波器、收发开关及SRS开关的L-PAMiF成为主流选择，国产Sub-6GHz UHB L-PAMiF已量产出货。
 
接下来是国产PAMiD模组的技术攻关，必须要同时掌握有源（PA及LNA）及无源（SAW、BAW或FBAR）等技术能力，才能设计出PAMiD模组。目前掌握这些技术和资源的厂商只有Skyworks、Qorvo、Broadcom及Qualcomm。
 

由于国内厂商和国际厂商所拿到的滤波器的资源不同、滤波器的尺寸不同，照搬国际厂商的技术路线并不能设计出同样的PAMiD射频前端模组。

对于Sub-3GHz PAMiD模组产品设计，主要的挑战有：
 
1. 全模块子电路的设计和量产能力
需要射频前端厂商有模块内每个主要电路的成熟设计及产品化能力，如各频段的PA、LNA及开关等，并且各子模块电子无性能短板。
 
2. 强大的系统设计能力
全集成模组本身构成一个复杂的系统，涉及到发射与接收之间隔离、各频段之间的抑制及载波聚合的通路设计等等问题。射频前端不再是一个单独的功能模块，需要厂商有强大的系统分析与设计能力。
 
3. 小型化滤波器资源

小型化可集成的滤波器资源是模组设计的稀缺资源，目前在Sub-3GHz用到的主要是WLP（Wafer Level Package，晶圆级封装）或CSP（Chip Scale Package，芯片级封装）两种封装结构的滤波器。两种滤波器的比较如下图所示。WLP滤波器尺寸小、与模组内其他模块的设计中有优势，是未来模组内滤波器的发展方向。

在成功研发Sub-6GHz UHB L-PAMiF并实现量产之后，慧智微、唯捷创芯和卓胜微率先进入PAMiD的研发。虽然面临诸多问题和挑战，但这三家公司利用各自的资源和优势做最大努力的技术攻关。

 

 

 

 

 

 

 

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