(2)射频前端现状及国产化替代

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【本文为科普贴,解答滤波器的一些问题,非原创,整理于网络】

射频前端模块由功率放大器(PA)、滤波器、双工器、射频开关、低噪声放大器、接收机/发射机等组成。

其中功率放大器负责发射通道的射频信号放大;滤波器负责发射及接收信号的滤波;双工器负责 FDD 系统的双工切换及接收/发送通道的射频信号滤波;射频开关负责接收、发射通道之间的切换;低噪声放大器主要用于接收通道中的小信号放大;接收机/发射机用于射频信号的变频、信道选择。

2017年手机射频前端市场规模为150亿美元,预计2023年达到352亿美元,是2017年的2倍多。

                (2)射频前端现状及国产化替代           

全球射频前端竞争格局分析

滤波器约占射频器件营收的50%,射频PA约占30%,射频开关和LNA约占10%,其他约占10%。可见,滤波器和PA是射频器件的重中之重。对于通信设备而言,没有PA,信号覆盖会成问题,而没有滤波器意味着设备丧失抗干扰能力。(2)射频前端现状及国产化替代

(1)滤波器&双工器

滤波器包括声表面滤波器(SAW)、体声波滤波器(BAW)MEMS滤波器和IPD等,其中SAWBAW是应用最为广泛的滤波器种类。

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。

 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。

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

(2)射频前端现状及国产化替代

   saw 滤波器与 baw 滤波器应用范围

(2)射频前端现状及国产化替代

   相较于SAWBAW更适合于2GHz以上的高频段,5G新增频段包括Sub6G和毫米波等超高频频段,BAW将成为5G滤波器应用主流。

全球BAW滤波器市场份额TOP3分别是博通(87%)Qorvo(8%)、太阳诱电(3%)合计占比达98%。其中,博通一家独占87%寡头局面初显。

(2)射频前端现状及国产化替代

   相比之下,国内滤波器设计还有很大的差距。国产滤波器厂商有麦捷科技、三环集团、中电德清华莹、信维通信、好达电子、天津诺思、大富科技、武汉凡谷、华远微电、瑞宏科技等,但还没有厂商能够成熟商用BAW滤波器产品。(2)射频前端现状及国产化替代

对国产厂商而言,滤波器是瓶颈中的瓶颈。目前,能够量产的国产SAW滤波器,因尺寸太大没法做集成,只能外挂在芯片外面。GSM2G3G低频通信用的SAW滤波器,国内竞争者将有机会超过对手,而4G5G使用BAWFBAR滤波器,天津诺思、麦捷科技等正开始突破。

 

滤波器是射频前端市场空间最大的品种!

在代工模式上,目前可量产出货的滤波器厂家都是IDM模式。在制造工艺方面,MEMS技术制造滤波器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较大。

双工器也常常被划入滤波器行列,它由两个滤波器组成,可在一条信道上实现双向通信。半双工是通信双方轮流收发,全双工是通信双方同时收发。全双工通过频分双工(FDD)或时分双工(TDD)实现。

(2)功率放大器(PA)

业内人士指出,4G手机内PA数量平均57个,5G手机至少十多个,以20 亿部通讯终端、单价11.5美金计算,市场将是千亿元级别。

在终端市场,全球PA绝大部分市场份额被SkyworksQorvoBroadcomMurata占据,四家厂商合计占比达97%,其中前三家合计占比达到92%

(2)射频前端现状及国产化替代

基站市场,NXPFreescale在合并前总共占据了51.1%的市场份额。

国内PA设计公司主要有中科汉天下、唯捷创芯、紫光展锐、慧智微、飞骧科技、中普微(韦尔股份控股)等。

(2)射频前端现状及国产化替代

在射频PA代工模式上,Sky-worksQorvoBroadcom采用IDM模式。同时,晶圆代工模式也在兴起,主要有台湾稳懋等。国内PA晶圆代工厂商主要有三安光电、海特高新。PA封测厂主要是华天科技和长电科技。

(3)射频开关(Switch)

根据QYR Electronic sResearch Center 的统计,2010年以来全球射频开关市场经历了持续的快速增长,2017年全球市场规模达到14.47亿美元,预计到2020年期间仍保有9.5%的年增长率,市场规模达到19.01亿美元。

目前射频开关市场主要被SkyworksQorvoBroadcomNXPInfineonMurata等占据,这些厂商不断通过生产技术创新来提高企业效率。

国产RF开关公司有卓胜微、德清华莹、紫光展锐、唯捷创芯、韦尔股份、迦美信芯、宜确等。其中,卓胜微是国内最大的开关供应商,已打入三星和小米供应链,年销售额约1亿美金;展锐同为三星供应商,但所占份额不及卓胜微;唯捷创芯、德清华莹提供PA设计的同时,也提供RF开关、天线调谐器产品设计。

(2)射频前端现状及国产化替代

射频开关70%以上采用RF-SOI工艺,部分采用GaAs工艺。LTE LNA主要采用RF-SOICMOS工艺。国内射频开关封测厂主要是嘉盛、日月新和通富微电。目前,国内做RF -SOI射频开关的公司已有20-30家,价格战进入白热化。适用于5G的高频RF开关,是国产厂商极力攻破的方向。

(4)RF天线

目前智能手机主要采用LDSFPC天线,随着5G频率走向高频,在Sub 6G范围内,LCPMPI凭借更低的高频损耗将成为主流。尤其在毫米波范围内,天线尺寸急剧缩小,将采用天线阵列模组。LCP优良的弯折性能有助于合理利用智能手机内部的狭小空间。

(2)射频前端现状及国产化替代

未来前景:

(1)射频前端市场前景可观

手机每增加一个频段,大约需要增加2个滤波器、1个功率放大器和1个天线开关。目前,智能手机支持30多个频段,预计5G时代全球2G/3G/4G/5G网络合计支持的频段将达到91个以上

(2)模块集成化大势所趋

在射频前端模块集成上,发展更快的厂商有望成为市场的主导者。射频前端集成存在单片集成(片上SoC系统)和混合集成(SiP封装)两个发展方向。目前通过SiP的形式更易实现,也是各大厂商重点着力的方向。

(3)国产射频芯片的新机遇

 

文字大概是2018年写的,虽然数据不是最新的,但是知识点都有了。

 文章大部分整理来源于电子商情。

滤波器市场空间极大,绝大多数被美日企业垄断,国产化空间巨大也迫在眉睫。

515日,华为被美国商务部列入出口管制黑名单以来,全球相关产业链出现不小的震荡。对美国芯片供应商来说,要重新调整业绩预期及寻找新的增长点;而对华为来说,要经历一次全面启动备胎测试和磨合的严峻挑战期,特别是射频前端这颗模拟芯片皇冠上的明珠,找不到备胎意味着生产全面停摆。

华为正验证国产滤波器,相关企业曾称“国产替代是大势所趋”

观察者网讯 文/吕栋 编辑/尹哲)

“国产替代是大势所趋。”12月6日,A股上市公司麦捷科技(SZ.300319)在互动易平台就“华为大力培养国内供应链”一问回答道。

(2)射频前端现状及国产化替代互动易平台截图

就在(25日),据《科创板日报》报道,除麦捷科技外,华为在声表面波(SAW)滤波器领域还正在积极验证国产供应商德清华莹、无锡好达。

观察者网梳理发现,2019年11月25日,麦捷科技还在上述投资者互动平台上透露:“作为国内顶尖品牌客户,华为曾为其产品生产过程改善作出指导。”

日美垄断

作为射频前端的重要组成部分,滤波器是一种移除信号中不需要的频率分量,同时保留需要的频率分量的电子元器件,主要分为声表滤波器(SAW)和体声滤波器(BAW)两种,其数量随着手机通信频段的增加而增加。

不过,SAW滤波器只适用于2.5GHz以下频段,以及部分4G频段,更高的频段则需要使用BAW滤波器。

上述报道中还提到,SAW滤波器作为射频前端核心元器件,在4G手机中的滤波器数量是30余个,5G由于频段增加,滤波器数量将达91个以上,滤波器在手机中的数量和价值量将成倍增长。

(2)射频前端现状及国产化替代

SAW滤波器 图来自好达电子

不过,从滤波器的全球竞争格局上看,美国和日本几乎垄断了整个行业。

智研咨询今年2月发布的数据显示,在SAW滤波器领域,日本企业村田制作所(Murata)、TDK和太阳诱电(TaiyoYuden)占据市场80%以上的份额;在BAW滤波器领域,博通(Broadcom)和Qorvo两家厂商占据市场90%以上的份额。

而在国内,SAW滤波器厂商有麦捷科技、中电二十六所、中电德清华莹、华远微电和无锡好达电子等厂商,BAW滤波器领域暂时只有部分研究所处于研发阶段。

此外,报告显示,国内厂商的SAW元件生产量只占到全球共计SAW滤波器供应量的1%到3%,而且大部分是低价位的产品。

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