[導(dǎo)讀] 統(tǒng)計(jì)顯示，2018年射頻前端總市場容量為130億美元，射頻前端前五位廠商總銷售額達(dá)到118億美元。而國內(nèi)射頻前端銷售額總和在1到2億美元，占射頻前端總市場不足2%。盡管市場總占有量較小，但國內(nèi)廠商在一些射頻前端的細(xì)分領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了突破。

6月上旬，工信部正式向四家電信運(yùn)營商頒發(fā)5G牌照，中國成為自韓國、美國、瑞士、英國之后，全球第五個(gè)開通5G服務(wù)的國家，未來12到24個(gè)月，5G運(yùn)營牌照的發(fā)放數(shù)量將急劇增加。

5G商用在即，全球運(yùn)營商加快部署網(wǎng)絡(luò)，5G與各行業(yè)的深度融合，將推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈再次創(chuàng)新變革。深度整合的跨行業(yè)聯(lián)動(dòng)服務(wù)，將成為5G時(shí)代應(yīng)用設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)。

5G對(duì)射頻前端提出更高需求

5G時(shí)代的來臨，使得移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)連接的關(guān)鍵——射頻前端器件用量明顯增加，尤其是MIMO和CA技術(shù)在5G中的應(yīng)用將會(huì)拉動(dòng)射頻前端器件的需求。根據(jù)市場研究機(jī)構(gòu)Yole的報(bào)告，射頻前端市場將從2017年的150億美元增長至2023年的350億美元，2017~2023年復(fù)合成長率達(dá)14%。

射頻前端芯片在無線通信系統(tǒng)中起著重要作用，它直接影響5GNR的連接可靠性、信號(hào)傳輸距離、數(shù)據(jù)吞吐量和用戶體驗(yàn)。由于小基站+大容量MIMO的大規(guī)模應(yīng)用，射頻前端芯片的成本對(duì)于整個(gè)5G系統(tǒng)也至關(guān)重要。具體來看，5G對(duì)射頻前端提出的需求表現(xiàn)在：射頻前端復(fù)雜度增加、方案小型化需求迫切、mMTC的低功耗與空口升級(jí)等幾個(gè)方面。

首先，從上圖LTE演進(jìn)及到5G演進(jìn)進(jìn)程射頻前端方案的變化不難看出，無論是PA通路、LNA通路、天線和濾波器數(shù)量都明顯提升，其中PA（功率放大器）通路數(shù)量增長尤為突出。PA是一部手機(jī)最關(guān)鍵的器件之一，它直接決定了手機(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。上行MIMO會(huì)增加PA的使用量，在5G時(shí)代StrategyAnalytics預(yù)測稱手機(jī)內(nèi)的PA或多達(dá)16顆之多。根據(jù)Marketandmarkets預(yù)測，PA市場預(yù)計(jì)將從2018年的214億美元增長到2023年的306億美元，復(fù)合年增長率達(dá)到7.4%。

4G時(shí)代，智能手機(jī)一般采取1發(fā)射2接收架構(gòu)。由于5G新增了頻段（n412.6GHz、n773.5GHz和n794.8GHz），因此5G手機(jī)的射頻前端將有新的變化，同時(shí)考慮到5G手機(jī)將繼續(xù)兼容4G、3G、2G標(biāo)準(zhǔn)，因此5G手機(jī)射頻前端將異常復(fù)雜。

其次，通訊技術(shù)加速迭代、頻譜數(shù)量不斷增加、射頻前端復(fù)雜度增加，但終端預(yù)留給射頻前端的PCB板面積并不會(huì)增加。并且，隨著電池、屏幕面積的擴(kuò)展，射頻前端的面積還會(huì)被進(jìn)一步壓縮?？捎每臻g越來越小、面積利用率越來越高，如何排除干擾的同時(shí)支持更多頻率變得越來越困難。為了應(yīng)對(duì)小型化需求，業(yè)界廠商提出了PA、濾波器集成方案PAMiD，及硬件復(fù)用方案。目前，提供集成方案的PA廠商包括慧智微、Skyworks、Qorvo、唯捷創(chuàng)芯等，其中慧智微還可提供硬件復(fù)用方案，減小硬件使用，從本質(zhì)上實(shí)現(xiàn)射頻前端的小型化。

最后，由于終端設(shè)備對(duì)電池壽命的高需求，射頻方案也必須要做到低電壓、低功耗。大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)作為5G三大應(yīng)用場景之一，用戶期待物聯(lián)網(wǎng)模塊有10年的使用壽命。從過去10年物聯(lián)網(wǎng)演進(jìn)協(xié)議看，物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議在不斷的發(fā)展，并且未來10年還將不斷演進(jìn)。由于大量物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場景包括地下、建筑物內(nèi)等，維護(hù)、更新成本極高，物聯(lián)網(wǎng)終端硬件必須具備軟件升級(jí)的能力，來支持物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的更新和發(fā)展。這就需要射頻前端也具備軟件升級(jí)的能力，例如慧智微采用軟件定義硬件的方式實(shí)現(xiàn)射頻前端，功能與性能通過軟件定義的方式實(shí)現(xiàn)，靈活可調(diào)，可支持未來協(xié)議演進(jìn)。

國內(nèi)射頻廠商如何在5G時(shí)代攻城掠地

根據(jù)Yole Development的統(tǒng)計(jì)，2G制式智能手機(jī)中射頻前端芯片的價(jià)值為0.9美元，3G制式智能手機(jī)中大幅上升到3.4美元，支持區(qū)域性4G制式的智能手機(jī)中射頻前端芯片的價(jià)值已經(jīng)達(dá)到6.15美元，高端LTE智能手機(jī)中為15.30美元，是2G制式智能手機(jī)中射頻前端芯片的17倍。5G下單個(gè)智能手機(jī)的射頻前端芯片價(jià)值亦將繼續(xù)上升，預(yù)計(jì)將達(dá)到25美金以上。

在如此龐大的市場蛋糕面前，射頻前端市場卻基本仍由美日兩國巨頭壟斷，短期內(nèi)這一態(tài)勢(shì)仍將維持。統(tǒng)計(jì)顯示，2018年射頻前端總市場容量為130億美元，射頻前端前五位廠商分別是來自美國的Skyworks、Qorvo、高通、博通及來自日本的村田，五家總銷售額達(dá)到118億美元。而國內(nèi)射頻前端銷售額總和在1到2億美元，占射頻前端總市場不足2%。

盡管市場總占有量較小，但國內(nèi)廠商在一些射頻前端的細(xì)分領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了突破。

例如在2G/3G市場，國內(nèi)廠商已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)低端替代，尤其在純2G市場，國內(nèi)廠商可以完成70%以上的市占率。不過由于2G總體市場容量已滑落到億美元量級(jí)，并且還在快速下滑，2G/3G市場的替代和市占并不能給國產(chǎn)射頻前端公司帶來長久的支撐。

在目前主流的4G射頻前端市場，對(duì)射頻前端性能要求更加全面。目前國內(nèi)PA廠商在4G射頻市場開始發(fā)力，絡(luò)達(dá)、唯捷創(chuàng)芯、慧智微均已經(jīng)完成數(shù)千萬套芯片的規(guī)模出貨，使得國內(nèi)廠商占據(jù)全球4G phase2市場約15%出貨，產(chǎn)品的性能、質(zhì)量、可靠性得到了批量檢驗(yàn)，預(yù)計(jì)接下來將迎來市場份額的快速提升。

在濾波器方面，很多設(shè)計(jì)公司切入SAW濾波器市場，據(jù)悉部分廠商已經(jīng)進(jìn)入了主流手機(jī)的供應(yīng)鏈，并實(shí)現(xiàn)規(guī)模出貨。同時(shí)國內(nèi)企業(yè)也在積極進(jìn)行BAW濾波器的開發(fā)。國產(chǎn)濾波器方面的突破值得期待。

有專家指出，射頻前端的突破點(diǎn)在新設(shè)計(jì)、新工藝和新材料，齊頭并進(jìn)才能完成追趕甚至是超越。因?yàn)樵诂F(xiàn)有的射頻前端技術(shù)路線上，國際巨頭公司不僅壟斷了市場更是壟斷了絕大部分專利，所以開辟新的技術(shù)路徑并實(shí)現(xiàn)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)就成為國產(chǎn)化的必經(jīng)之路。

在創(chuàng)新路徑方面，軟件定義可重構(gòu)射頻技術(shù)或是一條自有知識(shí)產(chǎn)權(quán)，并有長期優(yōu)勢(shì)的道路。國內(nèi)廠商慧智微在這方面進(jìn)行了最早的技術(shù)及專利布局，并在全球最早實(shí)現(xiàn)可重構(gòu)射頻前端芯片的量產(chǎn)。目前，慧智微的可重構(gòu)射頻前端產(chǎn)品已經(jīng)完成了近億片芯片出貨，占據(jù)全球可重構(gòu)射頻前端市場72%的市場份額，為可重構(gòu)射頻前端市場排名第一的芯片公司。

進(jìn)入5G時(shí)代，國產(chǎn)射頻前端公司將迎來攻城掠地的機(jī)會(huì)。正如上文所述，2G/3G已形成長尾市場，逐漸將由國內(nèi)廠商主導(dǎo)，但是總體規(guī)模小，占總市場不足1%，隨著2G/3G退網(wǎng)，市場進(jìn)一步萎縮中。主序的4G市場以大中型手機(jī)客戶為主，一線客戶出于供應(yīng)鏈安全會(huì)逐步導(dǎo)入2-3家國內(nèi)頭部廠商，對(duì)慧智微等頭部廠商利好，但是也由于客戶高度集中于中大型客戶，新興PA創(chuàng)業(yè)公司由于沒有小客戶群驗(yàn)證，市場開拓并不容易。

5G時(shí)代對(duì)國內(nèi)射頻前端公司來說是難得的機(jī)遇，而5G產(chǎn)品的連續(xù)支撐，是國產(chǎn)PA廠商擴(kuò)展客戶群的關(guān)鍵。5G市場的快速放量，給國內(nèi)射頻前端公司帶來了新的市場機(jī)會(huì)，他們?cè)?G方面的產(chǎn)品積累，有助于產(chǎn)品5G的快速切入。此外國內(nèi)運(yùn)營商、終端廠、芯片廠等完整產(chǎn)業(yè)量的快速互動(dòng)，可以使得產(chǎn)品快速收斂到真實(shí)需求。值得注意的是，是否具備自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，是國內(nèi)射頻前端廠商獲得大客戶主要份額的重要一關(guān)。

射頻前端，通過技術(shù)創(chuàng)新過三關(guān)斬六將

在國際巨頭把持的射頻前端市場，如何通過創(chuàng)新路徑實(shí)現(xiàn)趕超？

首先需要注意的是，國內(nèi)廠商想要獲取核心廠商的訂單，需要突破這三大關(guān)口：性能、成本、專利。

在性能方面，如果只是基于對(duì)國際廠商的技術(shù)跟隨和仿制，很難在性能競爭中獲勝。在成本方面，國際廠商的規(guī)模效應(yīng)、IDM生產(chǎn)方式、品牌效應(yīng)，使得國際廠商對(duì)國內(nèi)廠商有35%的成本優(yōu)勢(shì)，如果國際廠商將毛利控制在35%以內(nèi)，國際廠商將無利可圖。在專利方面，國際廠商發(fā)力早，具備二十年以上的基礎(chǔ)專利積累，豎起了堅(jiān)固的護(hù)城河。

因此不難看出，若采用與國外廠商相同的工藝架構(gòu)，則無法“過三關(guān)”，唯有通過技術(shù)路線變革，規(guī)避原有專利，才有希望“斬六將”。

目前，已經(jīng)有一些國內(nèi)廠商開辟了全新的技術(shù)路線。慧智微通過軟件定義技術(shù)，創(chuàng)新性的解決射頻前端復(fù)雜性問題。例如其硬件復(fù)用方案采用軟件定義技術(shù)，相比業(yè)界的寬帶共封裝方案成本更低、尺寸更小、功耗表現(xiàn)更好，同時(shí)可軟件升級(jí)，在5G下優(yōu)勢(shì)十分明顯。目前該公司已率先發(fā)布了5G Agi5G/AgiIoT射頻前端平臺(tái)。

今年上海GTI workshop中，作為國內(nèi)最早實(shí)現(xiàn)5G射頻前端技術(shù)的廠商之一，慧智微演示了最新的n77/79射頻前端模組芯片?，F(xiàn)場演示顯示，慧智微實(shí)現(xiàn)了工作于n77/79 5G頻段的射頻前端模組，該模組不僅集成了功率放大器，還包含了濾波器、開關(guān)、LNA等射頻前端模塊，達(dá)到了高度集成化。并且可支持HPUE PC2高功率，滿足運(yùn)營商對(duì)5G高功率的需求。該模組芯片方案支持業(yè)界主流平臺(tái)方案，預(yù)計(jì)今年Q4可以支撐客戶實(shí)現(xiàn)5G終端量產(chǎn)。

未來，慧智微在高速移動(dòng)通訊方向上，將推出4G/4G+/5G(eMBB)產(chǎn)品；蜂窩物聯(lián)網(wǎng)方向上將推出NB-IoT/eMTC/5G(mMTC)產(chǎn)品，憑借技術(shù)創(chuàng)新、成本和性能優(yōu)勢(shì)，從跟隨到主導(dǎo)芯片定義，搶據(jù)NB-IoT和5G等新技術(shù)市場，更依托創(chuàng)新的可重構(gòu)射頻技術(shù)和中國市場優(yōu)勢(shì)，成為萬物智能互連的射頻領(lǐng)導(dǎo)廠商。