在國內(nèi)通信產(chǎn)業(yè)一片“缺芯少魂”的尷尬處境中，其中一些“重災(zāi)區(qū)”的受制情況遠(yuǎn)比普遍情況更糟糕。

  射頻前端芯片即是如此。就算是在5G主芯片上，但射頻前端市場有超過9成份額都被外商把持，領(lǐng)域內(nèi)的國內(nèi)線路板等企業(yè)都是“小舢板”。

  射頻芯片直接影響著手機(jī)的信號(hào)收發(fā)。如果沒有它，手機(jī)根本無法連接到移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。在智能手機(jī)中，它是射頻收發(fā)器和天線之間的一系列組件，主要包括功率放大器（PA）、濾波器、天線開關(guān)、雙工器和低噪聲放大器等。

  在5G相關(guān)芯片方面，即使強(qiáng)大如蘋果，也怕被“卡脖子”。7月25日，蘋果公司正式宣布，將以10億美元的價(jià)格收購英特爾大部分的智能手機(jī)調(diào)制解調(diào)器（modem）業(yè)務(wù)。此次收購意味著蘋果要為其手機(jī)生產(chǎn)自己的5G調(diào)制解調(diào)器。

  反觀國內(nèi)的射頻芯片，其受制于人的狀態(tài)亟待改變。特別是在5G時(shí)代，射頻前端的重要性將更加凸顯。根據(jù)調(diào)研機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)，全球手機(jī)射頻前端市場規(guī)模在2023年將達(dá)350億美元，未來射頻模塊所隱含的商機(jī)不亞于手機(jī)主芯片。

  在這次中美科技戰(zhàn)中，射頻芯片的“空白”成為慘烈戰(zhàn)場，相比于產(chǎn)品線齊全的美國兩大射頻芯片供應(yīng)商 Skyworks和Qorvo，國內(nèi)PCB等供應(yīng)商只能采取單點(diǎn)突破方式切入該市場，各家找一個(gè)切入點(diǎn)參與戰(zhàn)局。

  這或許是起步階段的策略，但長期來看，補(bǔ)上該短板仍是長路漫漫。

制約國產(chǎn)射頻芯片的命門

  據(jù)估計(jì)， 4G全網(wǎng)通手機(jī)的射頻前端模塊成本約10美元，內(nèi)含10顆以上射頻芯片，包括2 ～ 3顆PA、2～4顆開關(guān)芯片、6～10 顆濾波器，未來到了5G時(shí)代， 射頻前端模塊成本將較4G時(shí)代成長3-5倍，有機(jī)會(huì)超過手機(jī)主芯片，其中蘊(yùn)含的商機(jī)不言而喻。然而，在這樣一個(gè)重要領(lǐng)域，國內(nèi)企業(yè)的水平差距十分明顯。

射頻前端芯片示意圖

  在射頻前端模塊中， 功率放大器PA芯片所受的壓力首當(dāng)其沖。PA芯片的功能是負(fù)責(zé)將發(fā)送的信號(hào)放大，是最耗電的元件，隨著手機(jī)頻段持續(xù)增加，PA的數(shù)量也隨之增加，如4G多模多頻手機(jī)所需PA芯片介于5 ～ 7顆，5G手機(jī)內(nèi)的PA需求量將超過15顆。

  可以說，PA芯片決定著手機(jī)等無線終端的通訊距離、信號(hào)質(zhì)量等，是整個(gè)通訊系統(tǒng)芯片組中除基帶主芯片之外最重要的組成部分。

  根據(jù)調(diào)研機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)，2017年P(guān)A芯片市場規(guī)模約為50億美元，預(yù)計(jì)2023年將達(dá)到70億美元。在射頻前端模塊諸元件中，PA芯片的產(chǎn)值處于第二位。

  在工藝技術(shù)方面，PA射頻芯片的制造難度越來越高，這也是為什么該市場主要由IDM廠商所把持。目前， PA采用的工藝以砷化鎵GaAs為主，其次是SOI、CMOS和矽鍺SiGe。過去4G的PA主要采用砷化鎵工藝，3G的PA采用砷化鎵或CMOS，比重大約是各自50%，未來5G手機(jī)的PA預(yù)計(jì)是延續(xù)砷化鎵工藝技術(shù)。

  國產(chǎn)廠商在高端 PA上的缺失，讓我們在即將到來的5G競爭中束手束腳。但射頻前端模塊的另一個(gè)重要部件，所面臨的競爭環(huán)境更加嚴(yán)峻，這就是濾波器。

  它是射頻前端模塊中市場規(guī)模最大的，2017年產(chǎn)值約80億美元，2023年將達(dá)到225億美元。從銷售數(shù)據(jù)上看，美日供應(yīng)商幾乎壟斷了濾波器市場。對國內(nèi)廠商來說，最壞的情況就是對著上百億美元的市場干著急，看著別人數(shù)錢。

  濾波器功能在于雜訊過濾、抑制信號(hào)干擾，保障信號(hào)在不同頻率下不會(huì)互相干擾，目前手機(jī)上用的主流濾波器包括聲表面濾波器（SAW）、體聲波濾波器（BAW）。

  目前，一臺(tái)國際通用4G手機(jī)，可能需要過濾最多15個(gè)頻帶上的2G、3G和4G收發(fā)通路，此外還有Wi-Fi、藍(lán)牙和全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)，這樣一來，一部手機(jī)可能需要最多30至40個(gè)濾波器。

  未來，每臺(tái)5G手機(jī)很可能需要放入更多的濾波器，因此事情可能變得越發(fā)復(fù)雜。

  值得一提的是，由于4G、5G通訊所使用濾波器主要為BAW濾波器，與2G、3G使用的SAW在技術(shù)上有相當(dāng)程度的差異。若國內(nèi)電路板等供貨商無法成功跨進(jìn)BAW市場，恐將在SAW市場上面臨更沉重的價(jià)格戰(zhàn)壓力。

  總之，整體來看，射頻前端技術(shù)被外商把持很深，超過9成市場都是外商供應(yīng)，當(dāng)下中國，很少有一個(gè)技術(shù)領(lǐng)域會(huì)如此孱弱。

  與此同時(shí)，射頻芯片的技術(shù)升級(jí)之路會(huì)更加坎坷。這是因?yàn)槭謾C(jī)需要支持更多頻段，這讓射頻前端設(shè)計(jì)的復(fù)雜度直線提升，往往在方寸之間就要容納上百個(gè)元器件。

  另一個(gè)同時(shí)發(fā)生的趨勢，也讓射頻前端設(shè)計(jì)的難度雪上加霜。國際知名市場研究機(jī)構(gòu)IHS就指出，伴隨著手機(jī)設(shè)計(jì)的輕薄化發(fā)展，機(jī)身內(nèi)可被利用的空間實(shí)際上是減小的，尤其是主板的空間。

  因此，盡管射頻前端的復(fù)雜度和重要性與日俱增，但矛盾的是，主板上留給它的空間卻越來越少。

  這種尷尬，國內(nèi)射頻前端企業(yè)體會(huì)甚深，留給他們的時(shí)間和空間，也在越來越少。