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5G时代迎射频大热:离国产化还有多远?

  

根据法国研究机构Yole的预测,RF前端市场预计将从2016年的101.1亿美元增长到2022年的227.8亿美元,6年复合增长率为14.5%。其中,过滤器变化最大,规模为52.08亿美元,增加到163亿美元。

然而,目前,这仍然是海外巨头占据强大份额的领域。一些环节的国内替代过程还需要时间,国内生态发展尚未完全形成。一些机构认为射频的本地化处于起步阶段。

然而,近年来,变化迅速发生。

“过去,国内市场并没有太多关注和了解RF和其他组件市场,但现在可以说实现了本地化替代的转折点。”在21Tech记者专访中,张淑敏杭州佐兰微电子科技有限公司创始人表示,随着国内厂商的逐步增加,目前我国过滤器领域的技术实力和产品质量已接近国外水平,并且国内替代正在形成。

“但问题在于我们积累的研发可能还不够。通过做好工作可以赶上外国巨头。”

为什么RF前端很热?

为什么5G时代的RF前端开始变热?这从设备的这一部分的实用性开始。

通常,射频的主要功能是转换电磁波信号和二进制数字信号,以便信息可以平滑地转换并从基站提供给终端。这使得射频成为通信时代的重要组成部分。由RF组件组成的部件称为RF前端。

路径。前者包括功率放大器(PA),滤波器,天线开关等设备;后者主要包括低噪声放大器(LNA),滤波器,RF开关和天线开关。

天丰证券在研究报告中指出,射频前端芯片的市场规模主要受移动终端需求的驱动。根据5G标准,现有的移动通信和物联网通信标准将统一起来。因此,统一标准下的射频前端芯片产品的应用将进一步放大。与此同时,单个智能手机的RF前端芯片的价值将继续上升。

TrendForce分析师张军告诉21Tech,由于增加了中高频段和MIMO(多输入多输出天线系统)技术,5G对射频设备的需求大幅增加。 RF领域日益受到关注的原因。

当然,从技术角度来看,也存在挑战。

她继续说,由于5G的新频段属于中高频段,因此该设备的性能和技术要求将得到提高。 “例如,移动终端需要添加一个BAW(声音体波滤波器)滤波器,由于需要为滤波器提供新的频带,插入损耗更小,Q值更高;基极需要GaN(复合半导体)站点,特别是宏基站的一部分。GaN)由PA支持。因此,RF设备制造商的技术要求总体上会更高。“

张伟认为,RF领域的本地化进程在过去几年已经启动。目前,在2G和3G领域,PA的本地化水平非常高,4G刚刚起步;交换机和其他产品技术的规格与国际上没有太大差别;该设备的本地化非常薄弱。

值得注意的是,它恰好是射频前端的最大部分,也是一个相对较弱的本地化。据Yole称,到2023年,移动终端射频设备的整体市场规模将占滤波器的最大比例,将达到60%; PA将占21%,这是两个较大的市场。

关键过滤器市场

过滤器链路的发展实际上受历史因素的影响。

张淑敏告诉记者,市场上最早使用的过滤器是在电视调谐过程中。 “电视调谐是SAW(声音表面滤波器)设备起飞的第一个地方。”但随着电视的普及甚至数字化,这种FM的吸引力不再存在,许多从业者已经改变了他们的职业生涯。由于需求有限,国内大学的相关专业很少,只有个别机构配备。

“在这方面,我们基本上已经空缺了十多年。”他说,虽然中国的军工业一直在研究,但缺乏市场竞争,进展相对缓慢;但与今天强大的美国和日本形成鲜明对比的是,历史上,相关的美国公司一直在军事工业中有合作;日本公司幸免于难。在此期间,产品质量高的公司变得更好,反之亦然,并且很快就消失了。韩国也出现了类似的情况。

这一突破出现在4G中。与3G相比,4G时代具有高频但小的设备吸引力特性,恰好符合滤波器行业在移动终端中的应用,行业开始走向快车道。

这也是为什么过滤器在5G时代的重要性急剧增加的原因。

在功能方面,滤波器主要用于去除部分信号,同时保留所需的频率分量,以消除频带之间的相互干扰。与之前的通信时代相比,5G更丰富的频段无疑对此有更多的需求。特别是在多载波聚合技术的应用中,许多频段将同时工作并进行排列和组合,这意味着滤波器的设计也将面临更复杂的情况。

还必须改进技术要求。张树民介绍,5G核心功能包括大带宽,高功率,高频率和高要求的产品。然而,对于滤波器设计,在带宽,质量和功率电阻方面实际上存在“跷跷板效应”。如何捕捉平衡点尤为重要。

“必须考虑材料,加工工艺,模型精度以及各种薄膜复合材料的影响。”张树民说,在相关的研发投入方面,中国仍有一些缺失的环节,如“一些外国公司”有专门的人才研究材料将继续结合材料进行实验,以取得更好的结果。但这在中国很难看到。“

技术路线,还衍生出两种完全不同的企业份额表现。

根据天丰证券,SAW过滤器市场,日本村田拥有47%的股份优势,其次是日本公司TDK和Taiyo Yuden;在BAW过滤器市场,Broadcom在收购Avago后收购了87家。绝对市场的百分比,Qorvo的第二份额仅占8%。

业内有些人认为两者之间会有进化关系。不过,张淑敏并不这么认为。他指出,这两种技术仍然处于同一阶段并在竞争中竞争。由总公司领导的两个阵营希望在各自的技术路线下提高产品质量。

这是因为适用于两者的频率方案不同。

在2GHz以下的频带中,SAW的价格更有利,BAW的优势在于高频领域。这也是因为所使用的两种工艺和材料非常不同,具有大规模生产能力的铸造厂也存在一定的差异。相对而言,SAW的生产过程更加成熟,采用代工模式是可行的。 “BAW技术在国外和中国都有代工厂,但现在正处于攀升阶段,仍需要提高产能。我预测在未来1 - 2年内,国内代工厂的技术基本可以准备好。“

对于本地化过程,张伟向记者分析说,过滤器是中国射频制造商最薄弱的领域之一。在4G时代,主流的SAW滤波器,中国厂商刚刚启动了本地化流程,BAW部分几乎是空白,只有1-2家企业具备批量生产能力,但要有一个长期积累的成熟质量由客户生产。

“从过滤器和国际制造商的技术水平的比较来看,SAW一直较弱.BAW之间的差距可能更大。毕竟,BAW对工艺和设计有更高的要求,BAW几乎控制了Avago, Qorvo等在制造商手中,技术壁垒和专利障碍相对较高。短期突破非常具有挑战性。 “她说这个。

通路定位生态建设

从海外射频前端芯片领域的巨头来看,整合的趋势已逐渐形成。另一方面,仍处于大量深层板块市场的国内公司正在探索技术迭代的机会阶段。

这也说明国内相关的生态建设还不完善。对此,张树民指出,虽然过滤器相关技术难度较大,但国外已有大规模生产,而且技术路线众所周知,这意味着可以实现本地化。问题是有必要在已知的解决途径的基础上挖掘创新专利,以便未来的国际竞争成为一种武器。

在最近举行的2019年微型半导体峰会上,广州汇智微电子有限公司首席执行官李阳指出,“国内特别是头部制造商可以再迈出一步。例如,Apple和三星在设备上投入更多。其他领域组件将首先进行评估,同时拆卸半导体芯片进行分析。一些国内的公司已经在做了。我认为,在强调国内供应链的重要性之后,这部分就可以完成。很多时候我们的客户都不是评估板,只需将此产品直接放在电路板上;

另外,这是价格。事实上,更健康的方法可以分析成本,这可以优化资源输入并最终支持您的合作伙伴。

开元通科技(厦门)有限公司董事长贾斌也有类似的观点。在峰会期间,他说:“我们希望当地的系统制造商真正投入更多的资源来帮助我们测试设备的质量,并帮助我们告诉我们如何改进。由于国内系统制造商已经使用了近20年的海外射频设备并积累了大量的经验,我们也希望开放边界,接受他们的指导,并让组件在设计和加工过程中逐步提高质量。在某种程度上,客户可以接受。“

当然,在无处不在的物联网5G时代,物联网无疑将为通信产业链带来更多的发展空间,这是本土化的又一次机遇。张伟告诉记者,物联网前端射频设备的要求将低于手机和应用的要求,应用将相对分散。因此,本地化的机会更有希望,但它们也受到可以快速应用的潜在市场风险的影响。

张淑敏向记者提供的研究数据显示,到2023年,全球物联网蜂窝通信模块出货量将增至12.5亿,而2G物联网模块将被5G和非标准所取代。在应用领域,车辆网络和智能电子通信模块将大量出货。未来,超过50%的应用将落在消费者,工业物联网和公共基础设施上。

他指出,对于过滤器行业来说,5G物联网将有很大的需求,但这取决于具体的应用。 “总的来说,5G IoT领域的滤波器价格低廉,功耗低,而且功能越来越少。未来,它们甚至会部署在人们无法想象的地方。”张树民说。

据他介绍,佐兰微电子期望在核心技术建成后,通过与产业链制造商的合作,促进模块生产并为不同的应用领域提供解决方案。 “面对新的通信技术变革,有机会探索。如果新技术得到很好的掌握,可能有机会超越原有的玩家。前提是要有相应的技术积累。”

覃肄灵