BAW 加速集成到RF射频前端 仍待MEMS技术工艺成熟
“高度集成+增加晶圆尺寸”以降成本
射频滤波器的重要性渐显,各大RF射频前端设计厂商如高通、MTK等也在积极布局滤波器市场,而布局的形式多为并购或合资,这也迎合了近几年全球半导体并购整合的大趋势。
2014年,射频前端巨头RFMD和TriQuint合并成立Qorvo,RFMD擅长功率放大器的技术研发,TriQuint的技术优势则在于SAW和BAW的积累,二者合并实为技术互补;2017年1月,高通选择和TDK合资成立RF360 Holdings,也是看中TDK在SAW/BAW滤波器市场的技术积累;2017年2月,联发科在部分持股射频前端芯片厂商——络达科技的基础上将其全部收购,其意图也很明显。
而在国内的滤波器技术积累上,无锡好达电子因抓住了2016年智能手机缺货的大好机会,其SAW滤波器已经打入中兴、金立、魅族的产业链。在未来,射频滤波器市场还将迎来更多增长。这是因为,随着4G的成熟和5G的来临,手机支持的频段数量正在上升。
根据射频器件巨头Skyworks预测,到2020年,5G应用支持的频段数量将实现翻番,新增50个以上通信频段,全球 2G/3G/4G/5G网络合计支持的频段将达到91个以上。
手机频段数上升的直接结果,是手机中使用的射频滤波器数量上升,不过,集成化技术瓶颈攻破之前,单颗滤波器成本也有上升趋势,所以,滤波器在整个射频前端模块的成本也会日渐上升。通信行业对元器件的价格本就敏感,如何降低成本是各大厂商必须攻克的难题。
Qorvo陶镇表示,滤波器成本在高端智能手机中成本大概占到6至7美元。相比之下,BAW在晶圆成型工艺上要比SAW复杂,但是BAW的使用除了增加性能之外,还可随着工艺的成熟,与PA、开关和其他前端集成提供模块化产品方案,从而降低终端产品的开发成本。除了加快集成化速度之外,他表示还可以通过增加晶圆尺寸来实现低成本,如从4英寸到6英寸来降低BAW的成本。目前Qorvo也在大力推动6英寸晶圆生产。
中国电科许延峰同样表示集成化本身是降低成本的最好方式,他举例说:“以单管的放大器为例,以前只是一个管芯,都要卖到几千元,而现在集成了几十个管芯的集成电路,仅卖几十元,因此,将RF射频前端集成到一个模块里,是可以直接降低成本的。”除此之外,他还强调,集成之后的射频前端可靠性也更高,如果是单功能的器件,在后期与其他器件的融合可能会带来可靠性问题,但集成电路的可靠性就提升很多。”
谈及未来的竞争格局,陶镇表示,BAW滤波器由于晶圆工艺特殊,未来不太可能被更多厂家所生产,所以在未来几年甚至更长的时间内,BAW的市场格局并不会有很大的变化。目前Qorvo在BAW的市场份额差不多在三、四成左右。
目前,从全球的市场竞争格局来看,国外厂商已经占领了先机,并且近几年通过不断整并核心技术其优势日渐集中化。对此许延峰表示,合并或合作是一种很好的技术互补的方式,在国内同样适用,国内企业在技术上本身就有差距,通过合并可在短时间内优势互补,缩短同国际的差距。不过他也强调,无论是国际巨头还是国内企业,合并之后,RF射频前端的核心技术会高度集中化,长远对技术创新并不十分有利,因为竞争减少了,技术创新的动力也就没了,这是一把双刃剑。
综上所述,随着4G、5G时代移动通信对多频多模要求的增多,RF射频前端的重要性日渐凸显,而其中滤波器作为RF射频前端的核心部件之一也日渐得到重视。从技术趋势来看,BAW将取代SAW成为新一代滤波器技术主导,但是SAW在2.5GHz的中低频和2.4GHz Wi-Fi技术上任由一席之地,未来几年内二者仍将并存。RF射频前端模块的高度集成化趋势渐显,BAW在基于MEMS技术的工艺上的突破是集成度提升的关键,这不仅影响到整个射频前端模块的性能,还影响到成本的降低、体积的缩小和可靠性的增加。在竞争格局上,随着全球巨头整并的速度加剧,未来RF射频前端的技术可能高度集中化,国际巨头将掌握更多话语权,而国内企业也将在不断追赶中打开自己的一片天地。(责编:振鹏)
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