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5G将至 射频前端产业链情况梳理

2017-05-10 20:56:16来源: EEWORLD 关键字:5G 射频

    射频器件是无线连接的核心,凡是需要无线连接的地方必备射频器件。在物联网应用推动下,未来全球无线连接数量将成倍的增长。下面就随网络通信小编一起来了解一下相关内容吧。
  现在,手机中射频器件的成本越来越高。手机中的典型的前端射频模块(RF Frontend Module,RF FEM)包括天线调谐器Antenna Tuner、天线开关Antenna Switch、多路器Diplexer、收/发开关T/R Switch、滤波器(如SAW、BAW、FBAR)、功率放大器PA、低噪声放大器LNA。
  据称,一个4G全网通手机,前端射频模块的成本已达到8-15美元,含有10颗以上射频芯片,包括2-3颗PA、2-4颗开关、6-10颗滤波器,未来在手机中套片的价格甚至会超过主芯片。
  笔者梳理了一下相关产业链情况。

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图一:前端射频模块产业链


  从图一可以看出,目前全球射频前端芯片产业拥有较为成熟的产业链。欧美日IDM大厂技术领先,规模优势明显;台湾企业则在晶圆制造、封装测试等产业链中下游占据重要地位。
  IDM公司
  在终端功率放大器市场,形成了Qorvo、Skyworks和Broadcom三大家巨头竞争的局面,三家企业合计占据了90%以上的市场份额。
  思佳讯(Skyworks)是一家高可靠性模拟和混合信号半导体公司,设计并生产应用于移动通信领域的射频及完整半导体系统解决方案,包括放大器、衰减器、检波器、二极管、定向耦合器、前端模块等。
  2015年5月Avago收购Broadcom公司成立新Broadcom,主要聚焦III-V族复合半导体设计和工艺技术,提供广泛的模拟、混合信号以及光电零组件产品和系统设计、开发。
  Qorvo公司则是业界两家领先射频解决方案公司RF Micro Devices和TriQuint Semiconductor在2015年合并后的新公司,合并后的Qorvo有两个重要的产品线:移动设备产品线、基站和军工设备产品线。Qorvo是移动、基础设施和国防应用领域可扩展和动态RF解决方案的全球领导者。
  最主要的是三大巨头都完成了PA、Switch、Duplexer、Filter全产品线布局,同时,拥有专用的制造厂和封装厂也有利于加快高集成度产品的研发进度。
  三大巨头在移动通信射频前端市场的毛利率均高于40%,最高可以达到50%,净利率约30%,说明寡头公司利用技术优势和规模效应,具有极强的盈利能力。其次,三大巨头积极开发面向未来的先进工艺技术,以继续保持自己的竞争力优势。相信短期内三大寡头公司的优势地位将难以撼动。
  芯片设计
  由于建设晶圆厂的费用较高,现在进入射频前端的公司都采用FABLESS模式。但是FABLESS相较IDM公司在研发进度上可能不如IDM。
  汉天下(Huntersun)成立于2012年7月,专注于射频/模拟集成电路芯片和SOC系统集成芯片的开发,以及物联网核心技术芯片及应用解决方案的研发和推广。产品覆盖2G、3G、4G全系列无线射频前端/功放系列核心芯片和无线连接芯片,同时拥有大规模量产的CMOS PA和GaAs PA技术。汉天下通过了三星产品认证,并获得订单的RF PA公司!
  锐迪科微电子(RDA)成立于2004年,致力于射频及混合信号芯片和系统芯片的设计,是数字基带、射频收发器、功率放大器、射频开关、蓝牙、无线、调频收音等全系列数字及射频产品的集成电路供应商。被紫光收购后与展讯进行整合,将锐迪科的周边芯片和展讯的基带主芯片融合,迅速产生协同作用。
  络达科技(AIROHA)成立于2001年8月, 致力于开发无线通信的高度集成电路,为客户提供高性能、低成本的各式射频/混合信号集成电路元件及完整的蓝牙/蓝牙低功耗系统单晶片解决方案。产品主要包括手机功率放大器(PA)、射频开关(T/R Switch)、低噪声功率放大器(LNA)、数位电视与机顶盒卫星(DVB-S/S2)调谐器,WiFi射频收发器和蓝牙系统单晶片。作为联发科的投资企业,2017年初,联发科表示将有计划收购络达在外的所有股份,实现全资,将有益于整合联发科集团资源并扩大母公司营运规模,有助于母公司的运营提升。
  唯捷创芯(VANCHIP))成立于2010年成立,团队来自RFMD,以主流的GaAs工艺切入射频PA市场,主要产品是射频功率放大器,广泛应用于2G/3G/4G手机及其它智能移动终端。
  智慧微电子(SmarterMicro)成立于2012年,团队成员来自Skyworks,从事微波器件和射频模拟集成电路芯片设计,其特色是可重构的SOI+GaAs混合工艺。
  国民飞骧科(Lansus)成立于2015年,其前身是2010年成立的国民技术无线射频事业部,专注于射频功率放大器、开关及射频前端等电子元件设计,拥有完整的4G射频解决方案。
  中普微电子(CUCT)从事射频IC设计、研发及销售,产品涵盖GSM、W-CDMA、TD-SCDMA、CDMA2000以及快速演变的TD-LTE,提供2G/3G/4G全面的射频前端解决方案。中普微电子的的前瞻性TD-LTE射频功放技术突显了公司能够为全球4G市场提供成熟的射频解决方案。目前公司产品以其高性价比的优势在市场上备受欢迎,得到众多客户包括品牌商的肯定。
  高通(QUALCOMM)是全球最大的手机芯片供应商,也在大力强化射频芯片技术,2015年收购Silanna半导体的RF业务;2016年1月和TDK合资成立RF360 Holdings,进一步提升公司的实力。
  海思半导体(HISILICON)成立于2004年10月,前身是创建于1991年的华为集成电路设计中心,是全球领先的FABLESS公司,致力于构建更好的互联世界,并推动高端视频时代的发展。公司射频收发器(transceiver)可以支持Cat6和Cat12。
  目前许多射频器件都转向SOI工艺,制造工艺相对砷化镓等制造工艺而言良率更高,成本更低,也更加适合新进入射频前端芯片的Fabless公司。相信随着中芯国际、华虹宏力、华润微的RF SOI工艺的成熟,我国的射频前端芯片的Fabless公司会加速崛起。
  晶圆代工
  稳懋半导体(WIN)拥有全球首座6寸GaAs晶圆生产线,目前公司拥有3座6寸GaAs生产线,提供异质接面双极性电晶体(HBT)和应变式异质接面高迁移率电晶体(pHEMT)工艺。2016年营收达13.6亿新台币,净利3.1亿新台币;2016年公司总产能达35万片,预计三个厂满负荷年产能超过56万片。
  宏捷科技(AWSC)成立于1998年,获得SKYWORKS技术支持,可提供HBT和pHEMT工艺,2008年完成6寸GaAs晶圆生产线建设,目前年产能15万片。
  环宇通讯(GCS)主要生产4吋GaAs晶圆,是全球唯一同时拥有射频和光电组件制造技术的化合物晶圆代工厂商,超过85%的产能用于生产无线射频晶圆,并透过与三安集成策略联盟建置6寸产能。
  联颖光电(Wavetek)是联电(UMC)旗下成员,可提供HBT和pHEMT工艺,2014年底自联华取得原Fab6A产权,藉由提供GaAs及CMOS Specialities 业界最广泛产品组合的150mm晶圆代工服务,以及优化的独特双轨式晶圆代工商业模式,希望在全球特色工艺市场跻身领先地位。
  全讯科技(Transcom)研发生产微波(功率)放大器及低噪音放大器等微波组件,年产4寸GaAs芯片为1万5千片。
  海威华芯(HIWAFER)拥有6寸GaAs代工线,更专注于提供pHEMT集成电路制程技术,技术来源是中电29所。
  三安集成(SANAN IC)聚焦于微波集成电路及功率器件两大市场领域的高端技术发展,将建30万片/年6寸的GaAs产线和6万片/年6寸的GaN产线,截止2016年底公司参与的客户设计案263个,有19个芯片通过性能验证,部分客户开始出货,产品涉及2G/3G/4G-LTEPA,WiFiPA,LNA及光通讯,足以说明公司工艺功能性已符合应用要求。
  封装测试
  前端射频模块随着整体架构复杂度不断上升,为满足小型化的要求,需要将功率放大器、滤波器和Switch开关电路集成为一颗芯片,然而,功率放大器通常使用GaAs HBT工艺制造,滤波器使用RF MEMS工艺,Switch使用GaAs pHEMT或SOI工艺,多种工艺技术的应用使得他们的集成严重依赖先进封装技术。
  滤波器
  滤波器包括SAW、BAW、FBAR,主要集中在美日公司手中。
  村田(MURATA)拥有滤波器、双工器、收发双工器、谐振器、频率控制装置等高性能的SAW的RF元件,通过一站式服务为RF技术者提供广泛的基于SAW的RF元件。此外,在移动电话、ISM、GPS/GNSS等频带的40MHz~2.7GHz频率范围内,拥有非常广泛的SAW产品组合。
  TDK为业界提供SAW和BAW滤波器等,其功能已经超越了智能手机,并支持其他设备和应用,包括平板电脑,可穿戴设备和汽车产品等。
  中国有公司在进入滤波器领域,如天津的诺思微系统、深圳的麦捷微电子。
  结语
  5G对射频前端芯片的更高要求催生出毫米波PA、GaN PA等新的技术热点,形成新的产业驱动力。
  海思RF芯片专家李伟表示,中国芯片公司未来将在RF芯片领域取得大突破,必将打破由欧美厂商垄断的局面。
  期待中国芯片崛起!
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关键字:5G  射频

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