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深度丨揭秘5G芯片之王,射频芯片如何成为国产替代的曙光

2020-06-19 11:01
Ai芯天下
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前言:

每一次通信制式升级,都是射频芯片价值量提升的机遇,在5G广泛普及前的窗口期,国内厂商有望逐步实现中低端机型射频前端进口替代,并逐步走向全品类供应。

射频芯片市场的5G连锁反应

①据Yole Development数据,2018年全球移动终端射频前端市场规模为150亿美元,预计2025年有望达到258亿美元,7年CAGR达到8%。

②分立射频开关开关的市场规模将从2018年的6亿美元增长至2025年的9亿美元,年均复合增长率为5%。

③天线调谐开关的市场规模将从2018年的5亿美元增长至2025年的12亿美元,年均复合增长率为13%。

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④从2018年至2025年,分立射频滤波器及双工器等市场规模将从约31亿美元增长至51亿美元,其中滤波器从约17亿美元增长至27亿美元,年均复合增长率为7%。

⑤2011-2018年,全球射频功率放大器的市场规模从25.33亿美元增长至31.05亿美元,年均复合增长率2.95%;预计至2023年,市场规模将达35.71亿美元。

⑥预计功率放大器模组模组市场空间将从2018年的60亿美元增长到2025年的104亿美元,年均复合增长率为8%。

⑦预计WiFi模组市场规模将从2018年的20亿美元增长到2025年的31亿美元,年均复合增长率为6%。

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射频市场具备国产替代的要素

①射频赛道具备持续成长性。凡是接入移动互联网的设备均需要射频前端芯片,随着联网设备数量持续增加,射频芯片市场持续增长。

②产业链公司具备高弹性。每一次通信制式升级,都是射频芯片价值量提升的机遇。5G手机必然要兼顾2/3/4G,因此5G手机在保留2/3/4G射频芯片的同时,支持5G新频段的射频芯片为全新增量。

③优质公司有成为全球龙头的潜力。国内射频芯片厂商从相对成熟的分立射频芯片起步,在5G手机广泛普及前的窗口期,逐步实现中低端机型射频前端进口替代,同时积累模组能力,逐步走向全品类供应。

④我国5G大规模商用正式开启。为了实现通讯速率及容量的大幅升级,5G将使用更高频段,甚至启用毫米波。这些变化将给射频器件带来巨大市场机会,从基站端到移动终端的射频需求都将加速增长。

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新基建带动下的射频芯片前景

新基建背景下的中国5G建设已经进入快车道,在其带动下,一波产业红利正在崛起,射频芯片首当其冲获受益发展。

根据中投产业研究院发布的《2020-2024年中国射频前端芯片行业深度调研及投资前景预测报告》显示,5G趋势下,射频器件数量和质量都将增加,从而带动5G射频前端市场规模的大肆扩张,射频芯片前景广阔。

在射频芯片封装方面,国内企业正在以实力打破以往认知,封装基板企业越亚封装已在全球手机芯片封装基板市场占据前三位,打破国外高端IC封装基板厂商的垄断。

华天科技不仅完成了FC、Bumping、MEMS、MCM(MCP)、WLP、SiP、TSV、Fan-Out等技术和产品的自主研发,还成功获得华为青睐。

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随着射频芯片市场的不断崛起,也将进一步带动产业链发力,射频滤波器迎来发展风口,伴随着5G商业化的发展,滤波器迎来市场需求升级,产业打开发展新窗口。

除了卓胜微在射频滤波器上发力、谋求高端市场蓝海之外,前不久,行业领先企业晶讯聚震科技有限公司在珠海正式发布了其自主研制的B41全频段FBAR滤波器,不仅支持高功率,同时还可以缩小封装尺寸,拥有大带宽、高带外抑制以及低插损等优异性能,打破国外垄断,为推动国内射频芯片厂商发展奠定良好契机。

而国内集成电路领先企业云塔科技前不久联合中科大率先自主研发出5毫米波滤波器,这是国内首次在微型滤波器上取得重要成就,填补了国内在该领域的空白。

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PA和LNA国产替换市场空间大

预计在未来较长的期间内,GaAs微波射频器件将在通讯市场占据重要地位。在高频领域,传统硅制程由于存在高频损耗、讯号隔离度不佳等物理性特征,使其在功率放大器(PA)、低噪声放大器(LNA)以及射频开关(RFSwitch)等领域的应用始终无法与GaAs的HBT、HEMT等器件匹敌。

GaAs PA、LNA、RFSwitch在高频、高速领域展现的优异的、不可替代的物理性能优势,使得GaAs微波射频器件越来越广泛应用于移动手机、无线局域网络、光纤通讯、卫星通讯、卫星定位、GPS汽车导航等领域。

目前InPHBT为手机端PA的首要选择。在sub-6G,InPHBT也能满足需求,只有在毫米波情况下才会考虑GaAspHEMT和GaNHEMT来替换InPHBT。

就工艺材料来说,目前砷化镓PA是主流,CMOS PA由于参数性能的影响,只用于低端市场。CMOSPA最大的优势是制造成本较低,易于与传统的Si基数字电路进行集成。目前国内的汉天下为全球最大的CMOS PA供应商,已经打入三星等手机供应链。

汉天下是国内规模最大的CMOSPA供应商。根据公司官方网站数据,汉天下电子创办于2012年7月,是中国领先的射频前端芯片和射频SoC芯片的供应商,每年芯片的出货量达7亿颗。

唯捷创芯是国内最大的射频IC设计公司之一,由前RFMD人员成立,以主流的GaAs工艺切入射频PA市场。其4GPA出货量是国内最大的,出货覆盖前几大手机设计公司以及小米。

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射频芯片国产替代将持续兑现

由于海外疫情蔓延,国外大厂的停产风险陡增,国内的5G手机等电子信息产品的供应链正受到冲击。考虑到今年下半年全球5G手机厂商计划集中上市,不少厂商已经开始寻求国产化的替代方案,这给国内芯片企业带来了市场替代的机会。

2022年全球无线互联设备的数量将达到500亿台,未来但凡接入到无线网络的设备,无论是5G蜂窝网络,还是WiFi网络,均需要射频前端芯片,持续看好公司所处的射频芯片赛道。

目前国内上市的射频芯片企业包括信维通信、卓胜微、三安光电、麦捷科技、韦尔股份、武汉凡谷、和而泰等。

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卓胜微是全球第五大、国内第一大射频开关芯片设计公司,产品以中低端机型为主,目前已取得全球5%市场份额,率先实现国产突破,目前其射频开关和低噪声放大器已打入三星、小米、华为等一线品牌。

此外,和而泰旗下铖昌科技聚焦卫星微波毫米波射频芯片,有望受益于卫星互联网产业的发展。微波毫米波射频芯片广泛应用于航空航天和武器装备等军用领域,同时其技术在5G通信、自动驾驶技术的发展上也有广阔的前景,在军品、民品等领域均有广泛的应用需求。

结尾:

射频作为模拟芯片门槛最高,虽然近两年国产射频芯片厂商逐步起量,但距离进口替代仍有较大缺口,但根据上述情况来看,在新基建下的巨大带动下,国产替代将成为不可逆的趋势。

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