華為5G手機(jī)，能指望國(guó)產(chǎn)射頻芯片嗎

　　撰文 | 古   芯

　　編輯 | 李信馬

　　華為5G手機(jī)回歸的消息越來越多。

　　先是3月底，徐直軍在業(yè)績(jī)會(huì)上談起5G手機(jī)時(shí)，孟晚舟和余承東的微笑被多家媒體過度解讀，認(rèn)為5G手機(jī)正在路上;7月份賽微電子表示，公司的體聲波濾波器(BAW)已經(jīng)量產(chǎn)，并向客戶小批量供貨，部分人士認(rèn)定這個(gè)客戶就是華為。

　　8月份，余承東在發(fā)布鴻蒙4.0時(shí)，一句“輕舟已過萬重山”，再次加深網(wǎng)友對(duì)華為即將發(fā)布5G手機(jī)的猜測(cè)，社交平臺(tái)上，不少博主暗指華為5G手機(jī)即將回歸。

　　圖源：微博

　　但截至發(fā)稿，華為方面對(duì)5G手機(jī)回歸日期的回復(fù)，依舊是“取決于什么時(shí)候能采購(gòu)到相應(yīng)芯片”，這不禁讓人好奇，華為生產(chǎn)5G手機(jī)到底缺少哪類芯片?該類芯片的國(guó)產(chǎn)程度如何，是否已經(jīng)完成國(guó)產(chǎn)替代，并可以支持華為量產(chǎn)5G手機(jī)?

　　01.

　　射頻芯片卡住5G手機(jī)脖子

　　華為5G手機(jī)停產(chǎn)后，華為采購(gòu)的芯片其實(shí)可以支持5G信號(hào)，真正限制5G手機(jī)生產(chǎn)的是射頻芯片。

　　在無線通信系統(tǒng)中，天線、射頻前端、射頻收發(fā)模塊以及基帶信號(hào)處理器四個(gè)部分缺一不可，根據(jù)功能不同，射頻前端分為發(fā)射端Tx以及接收端Rx。其中射頻前端是將數(shù)字信號(hào)向無線射頻信號(hào)轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)部件，也是無線通信系統(tǒng)的核心組件。

　　進(jìn)一步聚焦射頻前端，還可細(xì)分為功率放大器PA、濾波器filter、低噪聲放大器LNA、開關(guān)switch、雙工器duplexer、調(diào)諧器tuner等。

　　射頻前端市場(chǎng)集中程度較高，基本為頭部四大廠商壟斷，2019年市占率依次為美國(guó)博通占29%、美國(guó)思佳訊占28%、日本村田占22%，美國(guó)科沃占18%，其他廠商占比僅為約3%。

　　受制于美國(guó)貿(mào)易新規(guī)，這四家射頻廠均無法向華為供貨，而其他廠商又無法產(chǎn)出符合華為5G手機(jī)的要求。

　　網(wǎng)友將賽微電子制造的BAW濾波器和華為聯(lián)系起來，是因?yàn)闉V波器(Filter)為射頻前端中最重要的分立器件，可以篩選信號(hào)中特定頻率，并極大衰減其他頻率成分，從而提高信號(hào)的抗干擾性及信噪比。

　　對(duì)比聲表面波濾波器(SAW)，BAW濾波器工藝復(fù)雜，價(jià)格較高，但是插損低，性能更好，可以適用于高頻濾波，更貼合5G市場(chǎng)需求。

　　這一點(diǎn)也從產(chǎn)品市場(chǎng)率的變動(dòng)得到佐證，2019年，濾波器全球銷售額為95.2億美元，其中SAW為53.3億美元;BAW為41.9億美元，占比從2015年的30%提升至19年的41%。

　　考慮到國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商4*4路MIMO(依靠PA元件實(shí)現(xiàn)功能)要求，使得天線數(shù)量從4根翻倍至8跟，且5G引入了NSA要求需要4G、5G同時(shí)工作，這也增加了射頻開關(guān)和多工期的需求，故此5G時(shí)代射頻前端濾波器需求增至80-100個(gè)，開關(guān)需求增至40-50個(gè)，未來BAW濾波器需求將持續(xù)提升。

　　在賽微電子產(chǎn)出BAW濾波器前，BAW技術(shù)基本為博通所壟斷，SAW濾波器由村田主導(dǎo)，參考國(guó)產(chǎn)存儲(chǔ)芯片上市后，存儲(chǔ)芯片市場(chǎng)迅速步入“去庫存周期”，多方大打價(jià)格戰(zhàn)，未來伴隨賽微電子的BAW濾波器逐漸成熟，或許有機(jī)會(huì)復(fù)制國(guó)產(chǎn)存儲(chǔ)芯片的成功。

　　除濾波器外，射頻前端芯片還包括功率放大器(PA)、雙工器或多工器(Duplexer或Multiplexer)、低噪聲放大器(LNA)、開關(guān)(Switch)、天線調(diào)諧模塊(ASM)等多種類芯片。

　　但受限于起步較晚，在華為限制采購(gòu)射頻芯片初期，國(guó)內(nèi)射頻芯片自給率不足5%，且各家廠商研發(fā)生產(chǎn)能力主要面向4G領(lǐng)域。同時(shí)5G通信使用的4*4路MIMO要求也進(jìn)一步提高PA元件的功率需求，生產(chǎn)材料需要更換為砷化鎵，也進(jìn)一步加大了從業(yè)公司的研發(fā)生產(chǎn)難度。

　　02.

　　BAW濾波器

　　華為停產(chǎn)5G手機(jī)時(shí)，國(guó)產(chǎn)射頻芯片廠研發(fā)生產(chǎn)能力主要集中在4G領(lǐng)域。

　　其中卓勝微已布局射頻前端全產(chǎn)品線，并擁有自主產(chǎn)線;唯捷創(chuàng)芯以生產(chǎn)PA元件為主;信維通信布局射頻前端器件及模組。代加工方面，賽微電子依靠收購(gòu)瑞典Silex成功切入微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)代工領(lǐng)域，2023年繼續(xù)收購(gòu)瑞典半導(dǎo)體園區(qū)聚焦主業(yè)。

　　換言之，賽微電子生產(chǎn)的BAW濾波器并非其自研生產(chǎn)，背后設(shè)計(jì)廠是武漢敏聲，當(dāng)前市場(chǎng)選擇性忽略設(shè)計(jì)廠，轉(zhuǎn)而關(guān)注賽微電子這種生產(chǎn)廠，主要是因?yàn)槿A為芯片斷供之后，市場(chǎng)普遍認(rèn)為芯片生產(chǎn)環(huán)節(jié)明顯難于設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，在設(shè)計(jì)領(lǐng)域國(guó)內(nèi)已經(jīng)涌現(xiàn)出一批優(yōu)質(zhì)公司，但在生產(chǎn)領(lǐng)域與國(guó)際差距較大。

　　而且伴隨5G時(shí)代射頻前端所需元件迅速增量，高集成度成為射頻芯片生產(chǎn)的首要考量，芯片制造中集成度最高的MEMS加工自然成為最優(yōu)解，而賽微電子長(zhǎng)期處于全球 MEMS 晶圓代工第一梯隊(duì)，掌握業(yè)內(nèi)主流技術(shù)水平。

　　設(shè)計(jì)領(lǐng)域，除武漢敏聲外，中電科旗下公司是國(guó)內(nèi)較早從事SAW\BAW產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)的單位，應(yīng)用場(chǎng)景主要面向特種行業(yè);麥捷科技2016年融資4.5億元拓展SAW業(yè)務(wù)，2017年就實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，隨后與中電科合作開發(fā)用于5G的LTCC和TC-SAW等高性能濾波器。

　　卓勝微、信維通信也都是主要面向SAW產(chǎn)品展開研發(fā)，同時(shí)長(zhǎng)期致力于原材料研究的立昂微近期也向下游延伸至功率器件/射頻芯片領(lǐng)域。

　　新玩家方面，開元通信研發(fā)覆蓋SAW\BAW產(chǎn)品，以濾波器市場(chǎng)為切入點(diǎn)布局射頻前端芯片市場(chǎng)，具備射頻無源和有源芯片核心工藝與設(shè)計(jì)技術(shù)，產(chǎn)品應(yīng)用范圍涉及4G、5G、WIFI、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域。開元通信產(chǎn)品種類多達(dá)10余種，客戶已經(jīng)包括三星、華為、小米等品牌商。

　　其余種類的射頻芯片中，PA元件的重要性僅次于濾波器，根據(jù)YoleDevelopment數(shù)據(jù)，手機(jī)約占國(guó)內(nèi)PA模組下游市場(chǎng)的65%，其次為Wi-Fi占比20%，基站市場(chǎng)約占10%。

　　2019年全球移動(dòng)終端射頻前端細(xì)分產(chǎn)品中PA模組占比最大，市場(chǎng)規(guī)模為53.76億美元，預(yù)計(jì)2025年全球移動(dòng)終端PA模組市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到89.31億美元，6年CAGR增速達(dá)到8.83%，占比35.16%。

　　慧智微生產(chǎn)的PA元件，為滿足5G產(chǎn)品性能需求，慧智微使用了“絕緣硅(SOI)+砷化鎵(GaAs)”混合創(chuàng)新架構(gòu)，L-PAMiF、L-PAMiD系列產(chǎn)品已經(jīng)覆蓋了2G、3G、4G、3GHz以下的5G重耕頻段、3GHz-6GHz的5G新頻段等。

　　截至 2023 年 5 月，慧智微可重構(gòu)射頻前端架構(gòu)的相關(guān)產(chǎn)品累計(jì)出貨已經(jīng)超過1億顆，獲得市場(chǎng)認(rèn)可。

　　雖然2022年慧智微手機(jī)領(lǐng)域收入僅為2.38億元，全球市占率不足1%;物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域收入為1.18億元，營(yíng)收占比亦較小，但慧智微在部分細(xì)分領(lǐng)域已取得較好市場(chǎng)份額。根據(jù)TSR數(shù)據(jù)，2021年公司手機(jī)5GL-PAMiF出貨量市占率為1.95%，在國(guó)產(chǎn)廠商中排名第二，全球物聯(lián)網(wǎng)4G Cat.1 MMMB PAM市場(chǎng)的市占率達(dá)54.3%。

　　目前慧智微合作品牌包括三星、OPPO、vivo、榮耀等國(guó)內(nèi)外智能手機(jī)品牌機(jī)型，聞泰科技、華勤通訊、龍旗科技等一線移動(dòng)終端設(shè)備ODM廠商和移遠(yuǎn)通信、廣和通、日海智能等頭部無線通信模組廠商。

　　但從5G技術(shù)發(fā)展來看，雖然目前依托GaAs制作的PA元件憑借較好的電流和襯底特性，在PA元件市場(chǎng)中占據(jù)主導(dǎo)地位，可面對(duì)8GHz以上頻段產(chǎn)品GaAs明顯無法抗衡氮化鎵(GaN)材料，根據(jù)Qorvo預(yù)測(cè)，GaN將在8GHz以上手機(jī)市場(chǎng)成為主力，慧智微若想進(jìn)一步提升市場(chǎng)份額，還需繼續(xù)拓展氮化鎵(GaN)材料PA元件，這也是大多數(shù)國(guó)產(chǎn)射頻廠共同面臨的問題。

　　雖然目前國(guó)產(chǎn)射頻元件廠依舊面臨研發(fā)進(jìn)展緩慢、生產(chǎn)商集中等問題，但在海外斷供的背景下，若華為5G手機(jī)能在未來上市，也足以說明國(guó)產(chǎn)射頻芯片產(chǎn)業(yè)鏈完成了國(guó)產(chǎn)替代轉(zhuǎn)型，中國(guó)5G產(chǎn)業(yè)鏈又一次突破卡脖子環(huán)節(jié)。