5G时代的射频器件革命

5G时代的射频器件革命

　　3射频器件国产替代空间广阔

　　手机等终端的射频器件主要包括PA芯片、滤波器、射频开关、天线。天线是目前国产化率最高的细分领域，信维通信、硕贝德等在终端天线领域已经达到全球领先水平，产品已经进入苹果、微软等国际巨头供应链体系。国产PA芯片在2G、3G、WiFi、NFC等通信系统中已经实现了大批量出货销售，而在4G PA芯片领域，国内厂商还处于客户认证及商业谈判阶段。射频滤波器及射频开关的国产化率相对较低，国内厂商的产品主要集中在军用无线通信系统中，在手机等消费电子产品中的应用较少。

　　我国是全球最大的手机生产基地，同时华为、vivo、oppo、小米、魅族、联想等国产品牌的手机销售量占全球的30%以上。凭借庞大的终端市场需求，手机供应链向大陆转移是非常确定的产业趋势。事实上，国内不少射频器件厂商已经进入了千元智能机市场，如天珑、西可、海派、TCL等厂商就已经开始采用中普微的PA芯片。

　　3.1砷化镓晶圆代工兴起、接口趋于标准化两大红利助力PA芯片国产化

　　3.1.1接口趋于标准化

　　在2014年之前，射频器件与基带芯片之间的接口各家厂商采用自家的独立接口，各不兼容。市场上一旦某种型号手机销量超出预期，由于没有可被替换的射频器件厂商可选，PA、射频开关、射频滤波器等射频器件是手机零部件中缺货最严重的零组件。

　　2014年，联发科推出了“Phase 2”整体方案，与Skyworks、RFMD、Murata等厂商合作推出引脚相互兼容的射频PA产品。“Phase 2”方案使得终端厂商替换PA器件的弹性大幅提高，即使出现单一供应商缺货时，其他厂商的产品可以实现快速替补。

　　引脚标准化为国内射频器件企业切入4G市场提供了机会，国内PA厂商Vanchip及Airoha在2015年加入了联发科的公板认证，切入了联发科的低阶套片产品。

　　图表4:联发科定义的射频模块标准结构图(phase1至phase6)

　　3.1.2砷化镓成为主流生产工艺

　　砷化镓PA芯片是目前市场主流，出货占比占9成以上。在2G时代，PA芯片主要采用CMOS工艺，而进入3G时代，生产工艺转向电子迁移率更高、截止频率更高的砷化镓制程技术。

　　国内厂商在砷化镓晶圆制造领域已有不少投资项目，随着三安光电及海特高新的砷化镓产线投产，国内PA芯片厂商的研发及生产环境将得到大幅改善。

　　图表5:射频器件各细分方向工艺路线图(2010-2018)

　　3.1.3国内厂商立足2G/3G市场，向4G市场发起突围

　　目前4G手机一般配置4颗PA芯片，一些高端旗舰机型配置5颗PA芯片，比如苹果iPhone 7即配置了5颗PA芯片。国内芯片设计厂商抓住国内手机品牌崛起的机会成功切入了PA芯片厂商，涌现出了RDA、汉天下、中普微电子、国民飞骧、Vanchip等一批射频PA芯片厂商。目前国内PA芯片厂商的主力销售产品集中为2G/3G PA芯片，在4G PA芯片领域市场占比较小。

　　PA芯片是决定发射信号质量的重要器件，其线性度及转化效率决定了通话质量。国内射频龙头企业RDA在2015年12月实现了4G PA芯片的客户批量验证，标志着国内厂商在4G产品上实现了突破。

　　图表6:国内主要PA厂商

　　图表7:PA芯片市场格局

　　3.2 saw/baw滤波器国产替代兴起

　　3.2.1saw、baw滤波器是手机应用中的主流滤波器

　　Saw、baw滤波器的性能(插入损耗低、Q值高)远远由于PCB电路滤波器、BST滤波器及MEMS滤波器，是目前手机应用的主流滤波器。

　　图表8:saw滤波器与MEMS、BST、PCB滤波器的技术指标对比

　　图表9: Saw滤波器与baw滤波器对比

　　Saw滤波器与baw滤波器处理的频段各有差异，saw滤波器主要面向2.1Ghz以下的应用为主，baw滤波器主要面向2.1Ghz以上的频段为主。

　　3.2.1射频滤波器是前端模块中增长最快的细分方向

　　滤波器是射频前端模块增长最快的细分方向，高通预测射频滤波器市场将由现在的50亿美金的市场规模增长至2020年的130亿美金。面对快速增长的滤波器市场机遇，高通与日本滤波器巨头TDK在今年年初组建了合资公司RF 360公司，预计投资超过30亿美金。

　　另据Mobile Experts预测，到2020年滤波器市场将由2015年的50亿美金增长至2020年的120亿美金。Mobile Experts的预测与高通基本一致，射频滤波器是业界普遍认可的高成长细分行业。

　　图表10:射频前端各个细分方向市场空间预测(十亿美金)

　　3.2.3国外厂商垄断绝大部分市场，国产滤波器已在手机上实现应用

　　全球来看，saw滤波器的主要供应商是TDK-EPCOS及Murata，两者合计占有60-70%市场份额;baw滤波器的主要供应商是Avago及Qorvo(Triquint)，两者占有90%以上市场份额。

　　例如，iPhone 7配置了2个大的滤波器组及2个滤波器，其中TDK供应了2颗滤波器组及一颗滤波器，而Murata供应了1颗滤波器。

　　图表11:SAW滤波器市场格局

　　图表12:baw滤波器市场格局

　　在saw滤波器领域，国内主要厂商包括以中电26所、中电德清华莹为代表的科研院所、无锡好达电子等厂商。国内厂商整体实力较薄弱，科研院所的产品主要面向军用通信终端设备。无锡好达电子的saw滤波器产品在手机中实现了销售，客户包括中兴、宇龙、金立、三星、蓝宝、富士康、魅族等。（责编：振鹏）

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