国际器件市场变幻莫测,射频PA国家队如何浪潮奔涌?

分享到:

本文来自君鉴科技
 
如今国际形势变幻莫测,为确保供应链稳定,国内的主流国产机大厂正陆续将关键元器件的供应链转单至国内,通过培养本土供应商来应对危机,尤其是射频PA市场。
 
但相比国际大厂而言,国内由于布局进度较为滞后,加之市占率不占优,综合竞争力上与大厂仍存差距。
 
射频前端市场局势
 
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,其中PA市场规模最大达60亿美元。预计2025年全球移动终端射频前端市场规模有望达到258亿美元, 7年CAGR达到8%。 
1
(图片来源于:Yole) 
 
其中增速最快的为PA,复合增长率达8%。
 
4G普及高峰过后,射频器件厂商成长性衰退, 2014年以来,射频器件厂商收购兼并持续进行。2014年TriQuint与RFMD合并成为Qorvo,2016年高通与TDK共同出资建立RF360, Avago收购Broadcom, 传统半导体芯片大厂持续整合,通过收购或者共同投资将各自优势产品结合,寻求产业链更有力地位,争取做到多品类器件供应。 
2
(图片来源于:Yole) 
 
总体而言,海外寡头占据绝对份额 。全球射频前端芯片市场主要被Murata、 Skyworks、 Broadcom、 Qorvo、 Qualcomm等国外领先企业长期占据。根据Yole Development数据, 2018年, 前五大射频器件提供商占据了射频前端市场份额的八成, 其中包括Murata 26%, Skyworks 21%, Broadcom 14%, Qorvo 13%,Qualcomm 7%。
 
国际领先企业起步较早, 底蕴深厚, 在技术、 专利、 工艺等方面具有较强的领先性, 同时通过一系列产业整合拥有完善齐全的产品线, 并在高端产品的研发实力雄厚。另一方面,大部分企业以IDM模式经营, 拥有设计、 制造和封测的全产业链能力, 综合实力强劲。
3
(图片来源于:Yole) 
 
从旗舰机型拆解看, Tuner用量最多 。参考iPhone Xs、 三星S20、 华为P30、 小米8、 OPPO Find X等各品牌旗舰手机拆解信息, 除Murata、 Skyworks、 Broadcom、 Qorvo、Qualcomm五大厂商之外, 主流供应商还有英飞凌、华为海思、 索尼、 安森美、 STM、 NXP等。
4
(图片来源于:Yole)
 
而在射频产品细分品类中, 天线调谐开关(Antenna Tuner) 数量占比最多, 达到33%, 其他为发射模组(包含HB PAMiD、 MB PAMiD、 HB/MB PAMiD、 PAM) 、 接收模组(包含FEM、 开关低噪放模组) 、 射频开关和LNA。
5
(图片来源于:Yole)
 
国内厂商起步晚,从分立式起步 。相比之下, 国内射频芯片公司由于起步较晚, 基础薄弱, 并且主要集中在无晶圆设计领域。并且长期以来欧美厂商在集成封装上走在前列,在 4G 时期,欧美企业就主要在出售集成滤波器、双工器的 PAMiD、DiFEM 等高集成产品。也正是因此,国内厂商虽然在 4G 射频前端占有近 20%市场,但销售额仅占 10%。
 
5G增量下PAMiD成突围关键点
 
5G 智能手机兴起带动智能手机单机所需射频滤波器数量上升,射频前端器件的需求量也要相应提高,频段增加和载波聚合技术的应用使得传统的多模多频模组已经无法满足要求,射频模组 PAMID 逐渐成为主流,天线数量的增加同时带来对滤波器的需求增加。
 
但是在集成的过程中,PAMID 的复杂度要比 FEMID 高很多。所以在复杂射频发射模组的领域,5G 射频前端最高难度,也是最高价值的金字塔尖领域。 
 
此外,5G 网络将采用相控阵列天线聚焦和操纵多个波束,这就对能够在多个波束之间划分传输任务的能力有了极高的要求。
6
随着高集成的射频前端,包括滤波器、PA、开关集成的 PAMiD 和 DiFEM 高集成产品,在中高端领域的应用越来越广泛,欧美企业已占据了领先的优势。 
 
就国内终端品牌对国内供应链的扶持而言,目前低端市场还有较多玩家在内,而在中高端领域,高集成的 PAMiD 将具备更多的议价筹码。 
 
对于未来 PA 市场的核心竞争力,不少厂商期望国内的滤波器、PA 企业应该走高度协同合作的路线,加速在 PAMiD 产品在高端领域的突围。 
7
对于国内厂商而言,不论是研发实力,还是供应链的整合能力,都较为羸弱。现如今 4G 的 PAMiD 还在突围中,而 5G 也面临同样的问题。
 
回顾当前国内 PA 厂商在 5G 领域的进展,当前市场已推出的 5G PAMiD 使用的是陶瓷滤波器或 LTCC 滤波器。 但随着 5G 频段的增加,高阶性能的需求升级,高性能滤波器作支撑的 5G PAMiD 产品依然匮乏。
8
(图片来源于:Yole)
 
“国家队”鼎定PA大旗
 
“国际”政治干预国际贸易、射频器件巨头Skyworks工厂停工事件,这些事件无疑会对国内手机大厂“情绪”造成影响。特别是当下充分感受到“断链危机”的国产手机企业,“去A化”之心正愈发坚定。
 
随着当前“断链危机”的频发,本土手机大厂必然也会陆续加大力度扶持本土 PA 芯片供应链,对国内从事 PA 芯片产业链的玩家来说,这无疑是顺势导入手机大厂供应链的绝佳机遇。
9
在4G手机PA市场,本土企业已经具备了一定的与国际大厂抗衡的实力与基础。但5G PA之战已悄然打响,国外如Skyworks和Qorvo在去年就已经实现了量产交货,而国内公司到今年才开始有样品出现,整体进度上仍颇为滞后。但总体来看,国内PA厂商目前还是以替代为主,大多跟随国际大厂做兼容设计。当前5G市场火热,但是第一波量产的仍是Skyworks、Qorvo、高通的方案,近几年内还将是以国际大厂为主。
 
随着中低端PA产品在大品牌客户中的导入和量产,以及国内品牌手机大厂对国产芯片的认可,国内手机射频前端芯片在整个供应链中的比重也会越来越高,国内芯片原厂的发展也会越来越好。不过,这一切还要以本土企业有能力发挥主场优势、弥补自身不足为前提。而值得庆幸的是,在PA领域,国际大厂在专利上形成的技术壁垒并不高,大多数PA相关的基础专利已经过期,对国内PA厂商来说总体上算是扫清了一些障碍。
 
但相比国际大厂而言,5G PA领域本土玩家仍存诸多不足,从主要方面看,目前国际大厂对于国内PA厂商的优势主要在于一些集成化程度较高的芯片模组,如5G PAMiD,这其中集成有高性能的滤波器,国际大厂经过多年的技术积累,以及一些公司并购,能够设计出高性能的滤波器产品,因而在一些高集成度的射频前端模组中,本土公司的劣势比较明显。国内PA厂商几乎都需要通过采购滤波器来生产相应的射频前端模组,然而国内滤波器厂家的产品还主要集中在中低端产品领域,如果要采购国外大厂的高性能滤波器产品,生产出的射频前端模组成本过高,没有任何价格优势。所以,要想突破国际大厂在高性能产品上的技术壁垒,需要国内射频前端公司整体技术实力的提升和整合。此外,随着通信技术的高频化发展趋势,PA需要支持更高的频段,这也需要我们PA厂商在高频方向不断创新,实现技术突破。
 
当前环境对于国内厂商可以说机遇和挑战并存,尤其是5G PA领域,本土PA“国家队”若能借助大品牌手机客户之力,通过产品迭代不断提升5G PA的性能,逐渐达到中高端手机的性能和应用要求,那么PA市场终会实现真正意义上的“国产替代”。
继续阅读
Wi-Fi 7时代,何以Qorvo?

从2007年的Wi-Fi4到 2021年的Wi-Fi6E,十几年的时间四次标准 迭代,数据速率提高了8倍,但面对终端流 量的更快增长依然捉襟见肘。今天的丰富的应用场 景,无线连接的需求已经不再仅仅是高带 宽的一个维度。

数字波束形成技术:灵活性与精确性的双重升级

随着技术的不断进步,数字波束形成技术将实现更多波束数量的支持,提高波束控制精度,并朝着智能化方向发展。通过与人工智能、机器学习等技术的结合,数字波束形成系统将实现自适应波束形成、目标分类和识别等高级功能。同时,系统的集成化和模块化将降低复杂性和成本,提高可靠性和可维护性。

数字波束:原理引领通信雷达新变革

数字波束形成与模拟波束形成在原理、实现方式和应用上存在显著区别。数字波束形成利用数字信号处理技术对信号进行处理,通过相位加权和信号组合实现波束形成,具有高精度、高灵活性和实时控制的优势,广泛应用于雷达、通信、电子对抗等领域。模拟波束形成则采用模拟电路和前端处理器控制天线辐射模式,适用于实时性要求较高的应用。

射频天线PCB板设计:不容忽视的规范与细节

射频天线PCB板的布线设计是确保高频信号传输高效、稳定的关键。设计要点包括:将高频组件(如射频放大器、滤波器)靠近天线或射频输入/输出端口,以减少信号损失;保持射频组件间适当间距以防止干扰;根据频率和介质确定射频线宽度,减少线路损耗;避免射频线长距离平行走线以减少串扰;射频线应与地面平面接触,降低阻抗;采用45°角或圆弧拐弯以减少高频信号发射和耦合。

【专家视角】光通信中的噪声控制:为什么它如此重要?

噪声系数是衡量系统内部噪声的量度,对光通信的信号质量和传输效率有直接影响。本文阐述了噪声系数在光通信中的重要性,并提出了一系列降低噪声系数、提高光通信系统性能和可靠性的方法。这些方法包括选择高质量、低噪声的光源和光电器件,设计合理的光路布局和使用高质量的光学元件,应用先进的调制技术,以及采用数字滤波器、均衡技术和前向纠错编码等信号处理技术。此外,还强调了控制光通信设备的工作环境和定期设备维护的重要性。通过这些措施,可以有效地降低噪声系数,提高光通信系统的整体性能。