华为事件之后,国内从政策到技术端都在加大力度,在射频器件领域打破封锁,力争突围。整个射频市场的全球竞争格局正在被国内本土射频芯片近些年的蓬勃发展所改变。其中,卓胜微和唯捷创芯已经上市,飞骧科技和慧智微都在准备在a股ipo。随着越来越多的射频芯片厂商陆续上市,国产射频芯片有望打破现有的竞争局面。
千亿市场,皇冠上的明珠
随着无线技术的普及,各个领域的射频器件正在被广泛应用,尤其是在移动通讯领域,伴随着通信标准从4g向5g、6g甚至7g的演进,射频器件用量增多,复杂度也逐渐提升,在设计、工艺和材料上也有迫切变革的需求。
射频前端器件则是无线设备的关键组件,并且是连接天线与数字基带系统的组件,是把无线电磁波信号与二进制数字信号实现互相转化的部件。射频芯片有“模拟芯片皇冠上的明珠”之称,因其技术难度高、研发时间长,尤其是射频pa技术,长时间被国外所垄断。
据《2021年全球射频前端器件行业调研及趋势分析报告》数据,2016年到2021年,全球射频前端器件市场规模从125.67亿美元增加到204.59亿美元。
全球射频前端市场规模
根据市场研究机构yole développement(yole),射频分立器件市场规模从 2021年的27亿美元上升至2026年的43亿美元,cagr为10%,其中增长最大的是滤波器器件,预计2026年市场规模为21亿美元,cagr为13%。射频模组类产品整体市场规模预计从2019年124.1亿美元增长至2026年的216.7亿美元,cagr为8.3%,具有广阔的市场前景。关于连接射频前端组件市场预测分析,射频营收贡献主要来自pa模组、fem模组、aip模组、分立滤波器、分离开关、分立lna、天线tuner和rfic等产品。从2g到5g,射频前端经历了从分立器件到femid,再到pamid的演变,整个射频前端的集成化趋势愈加明显。
连接射频前端组件市场预测
而新冠疫情的不断反复,让宽带互联网在日常生活中成为重要组成部分,特别是流媒体和视频通话。虽然wi-fi、蓝牙和超宽带连接标准在不断更新,但是所有关注点仍然聚焦在了5g的发展。这就促使包括国内厂商在内的全球射频产业从业者竭尽所能,随机应变。对于国内的射频芯片从业者,在当前的全球竞争态势和环境下,他们更是有机会在这种变革中寻找到更好的机会,伺机而发。
消费应用无线连接射频前端技术
突围有望,中国芯片行业雄起
正如yole在报告中所说,因为布局射频前端比较早,且与苹果等终端厂商及联发科等平台厂商深度合作,skyworks、村田、高通、qorvo和博通五大厂商共同占据了射频前端市场84%的份额。报告中同时提到,中国射频公司正在迅速崛起,并在射频前端领域实现了两位数的增长。yole在报告中强调,“这些厂商大多从独立的低噪声放大器 (lna)、pa或开关等离散业务开始,这使他们能够积累专业知识并与oem建立信任,并在下一步将集成模块推向市场。”
国内外厂商概况
随着5g需求增量带动射频器件用量的提升、工艺材料的不断演进,叠加模块化趋势显著,射频前端行业将会出现结构性增长的态势。从国内的发展现状看来,也的确如此。
在中国半导体企业名单中,卓胜微、唯捷创芯已挂牌上市,飞骧科技、慧智微等射频企业已在ipo阶段。虽然国际领先的几家射频开关器件供应商遥遥领先,但像卓胜微这样的国内射频领先厂商已经从开关上取得了突围并几乎垄断了市场,唯捷创芯的4g pa出货量也位居国内第一。
在baw市场国内具备fbar供应能力的企业主要是天津诺思,已推出适用于5g nr n41和n78频段的fbar滤波器,另外,汉天下、珠海晶讯等也已实现部分频段的baw量产。
ltcc器件方面,顺络电子、麦捷科技、风华高科、嘉兴佳利、飞特尔等已实现产品布局。其中,顺络电子已推出多款ltcc智能手机和基站用滤波器,覆盖n77、n78、n79等5g主流频段;麦捷科技实现了ltcc滤波器量产及主流客户导入。
ipd滤波器市场,卓胜微采用优化设计的ipd滤波器已满足sub-6ghz超高频段滤波需求,采用差异化ipd滤波器方案的lfem产品整体性能指标已比肩国际先进水平,并已实现规模出货。
在pa市场,面对skyworks、qorvo和博通各自20%以上的市占率,国内pa主要供应商唯捷创芯、飞骧科技、昂瑞微、慧智微等依靠晶圆厂代工,都实现了5g pa的量产。这也会是国产射频芯片率先破圈的领域。
破圈突围,5g pa一马当先
目前全球射频前端器件市场被村田、skyworks、qualcomm、qorvo、博通等其他几大国际巨头垄断,中国的自给率低,不过由于以华为与小米为代表的国产手机终端厂商全球市场份额的提升,对上游供应链控制与国产替代的需求,会为国产射频前端器件厂商提供一个试用的平台。随着国家对集成电路产业日益重视,国内射频芯片公司涌现出了一批佼佼者如:卓胜微、唯捷创芯、飞骧科技、慧智微等企业,正在为实现5g射频自主供应贡献力量。
卓胜微成立于2006年,专注于射频前端产品研发,主要产品分为分立器件和射频模组两大类,分立器件主要有射频开关switch/低噪声放大器lna/功率放大器pa/滤波器等,射频模组主要有difem/ldifem/lfem/lna bank/l-pamif等,以及wi-fi6 fem和bt fem,广泛应用于智能手机、通讯基站、无人机、汽车电子等领域。公司创始人及其核心团队均来自于国内外著名高校,具有深厚的工程技术背景,从电视芯片起家,转型后专注于射频前端芯片研发。公司主打产品为射频开关sw和低噪声放大器lna两款,2020年累计占全球市场份额的8%,位居第三。随着下游应用的拓展,公司射频模组类产品占比逐年提高,毛利率领先业内平均水平,站稳国内射频前端龙头地位。得益于近年来智能手机飞速发展及射频前端架构不断演变,公司2019-2022年上半年分别实现营业收入15.12亿元、27.92亿元、46.34亿元和22.35亿元,归母净利润分别为4.97亿元、10.73亿元、21.35亿元和7.52亿元,整体呈现波浪式增长。
唯捷创芯成立于2010年6月,虽不是国内最早的射频芯片创业公司,也不是国内最具光环的创业团队,但今天却成为了中国射频pa的龙头,这与他们一贯以来都坚持踏踏实实做技术有关。从最初研发2g pa,到2014年在3g pa上找到了存在感,一直做到现在的5g pa。唯捷创芯先后超过了同期成立的无锡中普微、昂瑞微,又超过了国内射频pa老大锐迪科(rda),成为了国产pa龙头。
除了卓胜微、唯捷创芯之外,国内还有飞骧和慧智微等pa好手,他们也在5g pa领域取得不错成绩。以飞骧科技为例,这家在国内pa领域排名第二的厂商,其前身是国民技术无线射频事业部,拥有10多年射频前端产品的研发和销售历史。飞骧的产品涵盖2g、3g、4g、5g、wifi、iot的功率放大器芯片、开关芯片、滤波器芯片以及射频前端模组产品,是目前国内射频前端器件及模组产品线最完整的厂商之一。2021年飞骧pa销售额约9亿人民币,其中4g pa和5g pa的合计占比超过90%,终端客户涵盖荣耀、摩托、三星、华勤、闻泰等多家品牌手机和odm客户。飞骧科技日前也宣布正式发布一套完整的5g射频前端方案,实现了两个第一:第一套完整支持所有5g频段的国产射频前端解决方案,第一套采用国产工艺实现5g性能的射频前端模块。
另一家射频主力公司慧智微,也通过其4g/5g产品导入模块类客户以及oppo、三星等品牌手机客户,2021年实现5.1亿元人民币销售额。
由此可见,在射频前端国产化趋势驱动下,国内公司都在不断加快在头部品牌客户产品的导入速度和增强新产品研发能力,企业收入规模也将快速上升。而5g pamid模组将会成为他们与国际巨头竞争的一个重要里程碑。
未来可期,中国射频可立不败之地
中国半导体企业发展正在加快步伐,即使在未来很长一段时间,我们中国的芯片企业势必还会面临很多的困难,但是国家的重视力度和大力发展集成电路的决心与日俱增,陆续推出5g支持性政策,给中国的射频行业营造了良好宽裕的大市场环境。
2020年2月,工业和信息化部发布《关于推动5g加快发展的通知》,强调加快5g网络建设进度;《国家“十四五”规划纲要》提出,加强原创性引领性科技攻关和关键数字技术创新应用,建设现代基础设施体系。在一系列的政策支持下,我国5g基站建设持续推进,5g手机渗透率持续走高。
放眼未来,随着5g频段的增加和5g手机渗透率加大,5g手机射频前端pa、滤波器、开关及模组产品的数量不断提升,国内射频厂商还是要紧跟全球射频前端技术发展路径,在技术上加倍努力,依靠工艺提高更新迭代速度和产品性能,补充高端产品能力,及时推出技术领先且符合下游手机oem厂商需求的产品。也只有这样做,国内射频厂商才能在未来的竞争中立于不败之地。
5g射频产业的突围,只是一个时间问题。
写在最后:基于国家政策扶持带动,在重庆西永微电子产业园,由西永微电园、平头哥半导体有限公司和芯爱智能共同打造的西部芯设计及应用联合实验室落成,这里将成为西部最大创新型集成电路产业基地。一大批科创企业将通过“西部芯片设计及应用联合实验室”平台由创新孵化迈向创新落地,将全面实施包括soc lab、芯片&整机方案开发、教育培训、企业服务四大板块,致力于打造国际一流、国内领先的“双全”芯平台,同步创设中国“芯”行业人才摇篮,布局西部“芯”产业人才聚集地。
营造适合芯片设计创业的局部优化生态赋能环境,培育战略性芯片设计产业种子,以平头哥富生态为依托,提高竞争力;
落实高层次创业人才战略,构建人才培养和创业辅导体系,吸引海内外科技创业领军人才,加快培养和造就具有创新精神和能力的高层次专业人才队伍;
落实以创业带动就业战略,完善科技创业服务体系和公共技术服务平台、投融资平台、产品市场拓展平台建设,孵育创新性强、成长性高的科技型中小企业群体,创造更多就业机会。
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