5G欲来，射频可期——射频前端芯片产业链分析（下）

5G欲来，射频可期——射频前端芯片产业链分析（下）

　　1 全球终端功率放大器产业链分析——外延片企业

　　外延片是晶圆制造企业的主要原材料，移动终端功率放大器所需的外延片主要是GaAs和GaN，GaAs/GaN 外延片的制造过程主要分为拉晶(基板制作)和磊晶两个步骤，化合物半导体和硅基半导体最大的不同点，就在于化合物半导体的磊晶过程比较复杂，所以形成了单独的磊晶企业，而硅基材料的磊晶步骤则多在晶圆制造厂中进行。磊晶会由于产品用途的不同，在GaAs晶圆片上放上一些特定的材料，如AlGaAs、InGap等，以材料掺杂、结构调整等方式达到客户要求，由于磊晶对元器件特性有很大影响，因此它是产业链中的重要一环，直接决定了客户的产品良率、特性和品质。

　　目前全球主要的外延片供应商主要位于英国、日本、美国和台湾。市场调查机构Stategy Analysis的数据显示，近年来全球化合物外延片市场的近80%份额被IQE和VPEC(全新)占据，其中IQE市场份额约60%，VPEC(全新)市场份额约20%。全球主要化合物半导体外延片供应商信息如表1所示：

　　2 全球射频开关产业链分析

　　射频开关(T/R Switch)主要用于不同接收/发射通路到天线的选通，以达到共用天线、节省终端产品成本的目的。随着移动通信系统的发展，射频前端系统中使用的开关数量和种类越来越多，如前文中图6所示。射频开关和功率放大器通常需要搭配使用，甚至集成在一颗芯片内部，而且二者拥有类似的电路设计思路，因此几乎所有的功率放大器设计企业同时拥有射频开关产品线。

　　对于开关最主要的要求是保证信号的线性度，隔离发射和接收通路，以及尽可能的减小插损。传统的射频开关通常使用拥有高电子迁移率的GaAs pHEMT(Pseudomorphic High Electron Mobility Transistor)工艺，它具有更好的通道传导性和更高的功率密度，使用此工艺制造的射频开关同使用GaAs HBT工艺制造的功率放大器具有相同的产业链。

　　近年来，随着SOI(Silicon-On-Insulator，绝缘衬底上的硅)技术的发展，虽然在主要性能上依然不如GaAs pHEMT工艺，但已经可以满足系统要求，同时由于其低成本和易于同逻辑控制电路进行集成的重要优势，在射频开关的设计中占据越来越重要的地位，二者的主要性能指标比较如表2所示。

　　目前，全球已经形成了较为完整的SOI产业链，其中代工厂主要有Global Foundry、ST(意法半导体)、三星、UMC(联华电子)等，半导体材料供应商主要有MEMC、ShinEtsu(信越)和Soitec等。

　　相比之下，中国大陆的SOI产业链则处于起步阶段，代工方面，SMIC、华虹宏力、华润上华(CSMC)均可提供SOI工艺，但在工艺成熟度上仍和世界先进水平有明显差距，材料方面，仅有上海新傲科技和沈阳硅基科技有限公司可提供SOI晶圆，其中新傲科技与Soitec通过技术授权进行合作，每年可提供100万片8英寸SOI晶圆，目前，新傲科技自有的8英寸产能达到年产10万片，并正在建设两条12英寸产线，计划2017年达到年产18万片。

　　3 全球射频滤波器产业链分析

　　滤波器在射频前端芯片中的应用范围十分广泛，除Filter外，双工器(Duplexer)和多工器(Multiplexer)内部的核心器件也是SAW/BAW Filter，随着移动通信模式和频段的增加，数量增长最快的射频前端器件不是功率放大器，而是滤波器。

　　滤波器使用RF-MEMS工艺制造，具有极高的技术门槛，在保证高度一致性和高质量的条件下实现大规模量产难度极大，目前SAW/BAW滤波器的核心技术基本都掌握在日本、美国企业手中，SAW滤波器主要的企业有Murata 和TDK，更先进的BAW滤波器技术则主要被Qorvo和Broadcom垄断。

　　在5G时代，频带正变的越来越“拥挤”，使用的射频前端器件越来越多，同时系统又有减小尺寸、提高滤波性能等需求，在这种形势下，SAW/BAW滤波器技术成为核心稀缺资源。

　　随着5G时代更多3.5GHz至6GHz的高频频段被投入使用，BAW滤波器的优势将会十分明显，如图3所示，未来1.5GHz以上频段Filter/Duplexer均会倾向于使用BAW滤波器工艺，因此在此方向的布局决定了5G时代射频前端芯片厂商的核心竞争力。

　　2014年9月，在RFMD和TriQuint 合并成为Qorvo，RFMD的功率放大器产品和TriQuint的SAW/BAW 滤波器产品形成了很好的优势互补;2017年1月，高通宣布和TDK成立合资公司RF360 Holdings，也是看中了TDK在SAW/BAW滤波器领域的长期技术积累。在三大IDM的竞争中，Skyworks虽然在功率放大器方面具有一定优势，但其在BAW滤波器的研发上已明显落后于Qorvo和Broadcom，当5G时代来临，这一产品线缺陷可能会被放大。

　　国内方面，滤波器产品的国产替代化同样取得一定进展，利用2016年手机元器件整体缺货的机会，无锡好达电子的SAW滤波器产品成功进入中兴、金立、魅族等手机供应链。另一方面，国内功率放大器设计厂商如紫光展锐等，也认识到了滤波器技术在未来射频前端芯片中的重要性，成立MEMS研发团队，力争在滤波器、双工器等领域取得突破。

　　上市公司方面，麦捷科技2016年1 月公告拟定向增发募集资金不超过10亿元，其中投向基于 LTCC基板的终端射频声表滤波器(SAW)封装工艺开发与生产项目4.5亿元，预计项目建成后，年产滤波器 9.4亿只。建设期2年，达产后预计年均实现销售收入 3.87亿元，年均实现净利润 5806万元。这一方案已于2016年12月得到批准，目前项目进展顺利。

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