國產5G射頻，舉全產業鏈之力強攻！但這顆射頻器件卻被“卡脖子”

從2013年我國正式成立5G推進工作組以來，開始自己的研發和標準實施，在2、3、4G由西方國家主導的技術標準應用的經驗來判斷，跟著別人屁股走始終受制于人。所以在2016年的時候各項技術試驗研發全面鋪開，尤其是由華為主導的5G通信標準的技術研發能力為我國的5G發展打下堅實的基礎。

從2018年華為發布首款5G手機開始，到2019年工信部正式頒發給三大運營商的5G拍照，開啟式我們國家5G時代的立興之路。截止2022年初我們國家部署5G基站達到140萬多的設備。超過了世界總數了50%之高。手機移動5G用戶超過了4.3億戶，比漂亮國的總人口還多。

從上面的數據表面看，在5G領域我們國家的發展確實非常樂觀，而且5G技術專利和通信標準也是由我們為主導，核心技術實力被擁有雄厚研發實力的華為所掌握。但是川普上臺后期，針對華為5G芯片限制的措施一發布，突然就像關上一扇門，5G的發展出現停頓，原來硬件中的核心5G芯片主要還是來源了西方國家。想要追上、趕超還有很大的距離。

據了解，到目前為止涉及到高尖端芯片或者5G智能手機中的RF射頻器件方面的芯片技術，我們國產化程度還非常低，高達95%的市場需要從西方國家進口，這個芯片的主要作用就是能把射頻信號和素質信號進行轉化的芯片，也是核心的通信芯片。這直接決定了移動設備所需要支持的通信模式是什么，接受的信號強度有多高，通話的穩定性和功率等各種重要指標都離不開它。這些加起來直接影響了用戶是使用體驗和手機的市場拓展情況，沒有達標的射頻器件，響應的產品就沒法滿足市場需求，也就會被市場所淘汰。以至于后面華為減少、甚至停止了5G手機的銷售，重回4G領域。目前逐漸開始有所改善。


5G第一大國在射頻領域難以突破

目前掌握這些5G射頻器件的主要廠商來源于這四大企業：Broadcom、Skyworks、Murata、Qorvo。他們基本把相關設備的市場占據了90%的份額，里面重要的SAW和BAW等濾波器基本都是被日本和其他如博通等企業所壟斷。短期不容其他發展中國家插手發展。

射頻前端的設計和工藝復雜，有著相當高的生產門檻。從設計上來說，不同頻段產品的種類繁多。射頻器件具體包括RF收發機、 功率放大器（PA）、低噪聲放大器（LNA）、濾波器、射頻開關（Switch）等。不同器件之間差異很大，需要投入大量時間研發、調試，而且研發結果的不確定性也很大；從制造工藝上來說，部分器件需要特殊工藝，國內下游代工企業并不成熟，即便相對比較成熟的器件工藝，國內產能也無法滿足全部市場需求。

中國在起跑時也比國際領先的巨頭晚了一大截，發達國家早在上世紀六七十年代 開始研發射頻芯片，在技術、專利方面遙遙領先，這些大型廠商多以IDM模式經營，擁有設計、制造和封測的全產業鏈能力。而國內 射頻產業起步較晚，無論是技術積累還是人才培養都與發達國家有明顯差距。

2020年年報顯示，Skyworks、Qorvo兩大巨頭全年研發支出高達4.6億、5.7億美元，收入占比分別為13.8%、14.2%，而同年國內巨頭卓勝微研發投入為1.82億元，占比僅為7%。研發投入低，造成國內 射頻器件產品主要集中在中低端市場，同質化現象嚴重、盈利能力差，這又使得相當數量的公司無力在研發上增大投入。隨著射頻領域的全球市場競爭越來越激烈，近些年各大公司更是掀起了一場并購整合狂潮。??面對白熱化的國際競爭，長期受制于人的國內企業正在不斷加大自主研發的力度。

2018年，華為海思射頻前端團隊成立，首款PA模組Hi6D03已應用于Mate 20X上，其他如卓勝微、唯捷創芯等龍頭企業規模近兩年迅速擴大，已逐漸接近國外一些二線廠商。研發難度最大的SAW濾波器，也有一批國內廠商陸續進入市場，卓勝微依靠自籌和定增資金投入了濾波器研發和生產；曠達科技在2020年收購了日本NDK旗下SAW濾波器業務，已具備量產經驗。此外，銳時創芯、芯樸科技等加入射頻賽道的新玩家也在不斷增多。


高集成度PA模組量產出貨

隨著5G的商用和普及，具備無線通信功能的終端設備種類愈加豐富。同時，在移動終端設備設計持續小型化的趨勢下，射頻前端模組化的趨勢日益明顯，PA模組為射頻前端最大的細分市場。

2019年，銳石創芯推出同時支持5G SA和NSA ENDC的射頻前端產品RR88643-91，這也是業內首顆兼容5G N41及支持N41/B41 PC2的射頻前端模塊，在同等功率下其效率優勢明顯，有利于降低5G應用的功耗。2019年底慧智微推出Sub-6GHzn77/78/79 5G雙頻L-PAMiF模組產品，是業界集成度最高的模組產品，并于2020年率先實現量產，應該是目前5G PA模組出貨量最多的國內芯片公司。

2020年3月，搭載慧智微5G PA模組的首批手機終端批量生產。根據拆解機構eWisetech的報告顯示，OPPO K7x手機首次采用了國產5G射頻前端器件。K7x采用慧智微電子S55255 5G頻段射頻前端集成收發模組L-PAMiF，覆蓋5G UHB 新頻段n77/78/79頻段，是集成度最高的5G射頻前端模組。這也是拆解5G手機以來，首次見到國產5G射頻芯片在手機上面應用。

2020年底，昂瑞微的Phase5N射頻前端模組已經在多家手機廠商和ODM方案商實現量產。在eWiseTech對榮耀50手機的拆解顯示，射頻芯片部分，采用了昂瑞微的射頻功放芯片OM9901-11與OM9902-11。OM9901和OM9902是昂瑞微在2020年推出的5G Sub-3GHz Phase5N解決方案。OM9901-11為2G頻段設計，低頻段支持GSM850/EGSM900，高頻段支持DCS1800/PCS1900頻段。OM9902-11支持3G/4G/5G NR頻段。據介紹，昂瑞微擁有完整的PA/FEM產品線系列，其產品覆蓋2G、3G、4G、5G Phase5N、L-PAMID和L-PAMIF全系列。是國內首家同時擁有大規模量產的CMOS PA和GaAs PA技術的廠商。

唯捷創芯在4G射頻功率放大器產品出貨量位居國內廠商第一。基于對 5G 前沿技術和市場的前瞻性布局，公司于2020年初實現5G射頻功率放大器模組的量產銷售，5G射頻功率放大器模組累計出貨超過1億顆。2021 年上半年實現接收端模組的量產銷售，快速推動新技術下的射頻前端產品面市。唯捷PA模組以MMMB PA和TxM中集成度的PA模組產品為主。 此外，公司已在高集成度的L-PAMiF等產品上實現了量產銷售。高集成度L-PAMiD模組處于向客戶送樣驗證階段。2021 年1-6月，公司高集成度PA模組開始向頭部手機廠商及ODM廠商批量出貨，銷售數量超過 1,000萬顆。

飛驤科技于2020年6月正式發布一套完整的5G射頻前端方案，實現了兩個第一：第一套完整支持所有5G頻段的國產射頻前端解決方案和第一套采用國產工藝實現5G性能的射頻前端模塊。FX6779/FX6777/FX6728/FX6727等產品進行組合，可以完整滿足Sub-6GHz頻段1T4R、2T4R等方式的任意5G NR應用；在Sub-3GHz頻段，FX6241和FX5627H可以覆蓋所有頻段，同時組合滿足EN-DC應用需求；6種5G開關全面覆蓋所有5G開關應用場景，并能提供低于2us的極速切換速度。

卓勝微的模組產品包括接收端模組產品LFEM、LNA BANK、DiFEM，以及WiFi連接模組產品，其中接收端射頻模組產品已于2020年在多家知名手機廠商實現量產并出貨，適用于5G通信制 式的LDiFEM 產品（集成射頻低噪聲放大器、射頻開關和濾波器），已在部分客戶實現量產出貨。同時，公司持續豐富適用于5G NR頻段的LFEM 產品組合，優化產品結構，提高產品覆蓋度。不過，卓勝微新推出的適用于5G NR頻段的主集發射模組（L-PAMiF）產品仍處于推廣送樣階段。


濾波器成國產5G射頻模組之痛

唯捷創芯表示，4G 時代，僅頭部手機廠商旗艦機可能采用高度集成PAMiD射頻前端解決方案。而在5G時代，L-PAMiD和L-PAMiF等更高集成度的射頻前端解決方案或將成為中高端手機的標配，進一步提高射頻前端企業中高端市場的準入門檻。唯捷在中低集成度PA模組方面自主完成芯片設計，僅SMD和高集成度模組中的LTCC濾波器屬于直接對外采購的配套器件，在L-PAMiF、L-PAMiD等集成濾波器的模組中，唯捷需向外部廠商采購濾波器、多工器進行集成。

相較國際領先廠商，唯捷創芯在濾波器、多工器供應商產能保障、成本和部分超薄、 超小的高性能產品獲取等方面存在一定競爭劣勢。同時，Skyworks、Qorvo等領先廠商已量產迭代多款 DiFEM、PAMiD 等模組產品，5G智能手機對高集成度PA模組產品及架構方案的需求預計將逐步上升，唯捷將面臨更高的技術挑戰。而這一劣勢，應當是唯捷進行研發突破的方向之一。

由此可見，即便是在高集成度L-PAMiF模組的核心元件供應上，國內 射頻前端廠商也并沒有完全自主。

而在Sub-3GHz模組上，更是遇到了濾波器難題。慧智微公開信息指出，相比于Sub-6GHz，雖然Sub-3GHz模組頻率更低、功率更低，不需要復雜的SRS開關等，但由于Sub-3GHz頻段較多，需要集成的濾波器及雙工器更多，并且是SAW、BAW及FBAR等聲學濾波器，對濾波器資源的獲取、多頻段的系統設計能力提出了高的要求。

由于在全模塊子電路的設計和量產能力、強大的系統設計能力以及小型化濾波器資源方面的欠缺，國內廠商例如慧智微、唯捷創芯、卓勝微等在Sub-3GHz只能提供分立方案，而還不能提供Sub-3GHz 模組產品。在這里用于Sub-3GHz頻段集成濾波器技術所需要的是SAW、BAW或FBAR產品，主要是WLP（Wafer Level Package，晶圓級封裝）或CSP（Chip Scale Package，芯片級封裝）兩種封裝結構的濾波器。WLP濾波器尺寸小、與模組內其他模塊的設計中有優勢，是未來模組內濾波器的發展方向。

濾波器方面，國內廠商有好達電子、麥捷科技、卓勝微、三安集成、諾思等等，它們在SAW、BAW、FBAR等產品的市場應用和產能建設方面都在加速發展。但目前國內濾波器還沒有完全突破小型化、性能等問題可用于5G射頻前端模組的集成，而國外廠商基本以提供模組產品為主，或受限于競爭以及供應等因素，國內廠商在模組方案上短時間難以突破。

俗話說，芯片等半導體領域就是西方手上的最后一張王牌，只要我們能堅持住，突破他們限制的瓶頸，我們將無懼任何對手，可以傲世天下走自己的發展之路！你們覺得我們工業2025能完成既定目標嗎？