近年來,中國芯片進口屢創新高。相對于CPU、GPU、NPU等明星芯片,模擬芯片才是重災區,以射頻來說,雖然通信基站、通信終端都少不了射頻,但基本被外國企業壟斷。據估算,4G全網通手機的射頻前端模塊成本約10美元,包括PA、開關芯片、濾波器等。其中,PA是最耗電的器件,且芯片數量會在5G時代明顯增加,4G多模多頻手機所需PA芯片介于5至7片,5G手機內的PA需求量將超過15片。在5G時代,射頻前端模塊成本將較4G時代成長3-5倍,全球手機射頻前端市場規模在2023年將達350億美元,這還僅僅手機上的射頻市場規模,可以說,射頻芯片市場前景蘊藏著不小的商機。
目前,美國Skyworks、Qorvo、Avago基本主宰了射頻市場。其中,Skyworks、Qorvo在行業處于領先地位。其實,只要拆開智能手機就能發現,手機中的射頻芯片基本都是國外幾大廠的產品。
PA的作用是把信號的功率放大。目前,PA市場絕大部分比重被Skyworks(43%)、Qorvo(25%)、博通(25%)占據,中國企業在這塊市場蹤跡難覓。
濾波器的作用是過濾噪音,抑制干擾信號。一臺4G手機,需要過濾十幾個頻段上的GSM、cdma2000、WCDMA、TDD、FDD、WIFI、藍牙等收發通路,一部手機可能需要30至40個濾波器。5G手機支持頻段更多,必須需要更多濾波器。目前手機上用的主流濾波器包括聲表面濾波器(SAW)、體聲波濾波器(BAW)。SAW主要是支持2G、3G頻段使用,BAW主要是支持4G、5G通信頻段。在SAW濾波器市場方面,前五大的廠商分別為村田(47%)、TDK(21%)、太陽誘電(14%)、Skyworks(9%)、Qorvo(4%),5大廠合計比重高達95%,基本壟斷整個行業。在BAW濾波器方面,博通(87%)、Qorvo(8%)基本壟斷了整個市場。
目前,PA采用的工藝以砷化鎵GaAs為主,其次是SOI、CMOS和矽鍺SiGe。過去4G的PA主要采用砷化鎵工藝,3G的PA采用砷化鎵或CMOS,比重大約是各自50%,未來5G手機的PA預計是延續砷化鎵工藝技術。
而射頻芯片的一大特點就是和制造工藝結合緊密,國外大廠普遍都是IDM廠商,比如Skyworks、Qorvo、博通都說IDM廠,這樣外商可以實現設計與制造充分磨合。相比之下,國內在這方面,就遜色很多,射頻是需要設計部門和制造部門耗費時間和金錢一點一點磨合的,不像手機芯片可以買CPU、GPU、DSP等模塊的IP做集成,然后找臺積電代工來的“短平快”,射頻芯片的追趕,要耐得住孤獨,經得住寂寞,一步一個腳印前行,國內追趕之路任重道遠。
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