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国产射频芯片奔赴下一个战场,迎来新纪元的曙光

十年前,中国的射频芯片行业几乎是一片空白,智能机爆发的时代机遇,吸引了一群国内选手。这十年是国内射频物种爆发的“寒武纪”时代,尽管他们在早期十分坎坷,但到了今天已经有选手修成正果。

谈到射频芯片,大家即使不是很熟悉也不会陌生。射频芯片,是指能够将射频信号和数字信号进行转化的芯片。具体到通信设备中,则指由射频收发器、射频前端和天线等元器件组成的射频信号处理单元,其主要的工作是负责信号的发送与接收。

其中,射频前端更是射频信号处理单元的核心部件。所谓射频前端,又包括滤波器(Filter)、双工器(Diplexer/Duplexer,由2个滤波器组成)、功率放大器(PA)、开关(Switch)、低噪声放大器(LNA)和天线调谐器等一系列负责不同射频信号处理功能的器件。

和很多其他芯片一样,在射频前端方面,国内一直处于追赶位置。尤其是随着5G、WiFi以及万物互联时代的到来,叠加地缘政治等一系列问题的影响,发展本土射频前端产业已经刻不容缓。实际上,一些历经多年发展的本土射频供应商也等到了开花结果的时刻,并站上参与下一阶段竞赛的起跑线。

高门槛的射频前端

去年以来,国内知名手机厂商因为受到美国制裁而停止推出5G手机的事实已经不是什么新闻。据很多传媒报道,之所以会出现这种卡脖子的情况,最主要的是因为缺乏5G射频芯片。

这就不禁让人好奇,为何这些“小”器件门槛如此之高?

射频芯片之所以难,与其所具备的几方面特征有关:

首先,射频芯片领域技术壁垒高,需要依靠长期的经验积累

其次,射频芯片设计涉及的理论知识繁多复杂;

再次,很多射频芯片的指标要求都是要挑战工艺极限,需要很多创新性的电路结构;

最后,关键的还是工艺及封装的物理限制或者模型的不准确性导致的难题。

特别是随着5G通信技术的普及,电子设备支持的频段越来越多,移动网络速度也随之加快。在这一演进过程中随着射频前端器件数量不断增加,多频段设计复杂程度更是迎来了指数级的增加。

正是因为射频芯片如此之难,加上国内厂商又错失了先发优势,这就让射频芯片成为了一个被海外厂商垄断的市场。

据Yole在2021年的报告中介绍,包括Skyworks、muRata、Qualcomm、Qorvo和 Broadcom在内的五家厂商占据了射频前端市场 85% 的份额。其中除muRata是日本厂商以外,其他四家都是来自美国的企业。报告进一步指出,5G 的引入增加了手机的复杂性以及射频的用量,这就让继续使用分立射频元件构建可接受的外形尺寸的5G手机成为了一项严峻挑战,也因此将推动更多的集成。而射频前端市场的领导者因为都拥有适应多种市场需求的灵活模块产品,可以帮助解决此问题。除此之外,他们甚至还为旗舰机定制了模块产品。

国产初露曙光

国外企业正在加紧巩固他们的护城河,但从Yole的报告看来,来自中国公司的射频芯片公司也在快速兴起。纵观国内的射频芯片市场,除了以开关闻名的卓胜微外,我们在PA方面也拥有了昂瑞微、慧智微、和飞骧科技等优秀的企业。

现在,我们似乎看到了国产公司打破国外垄断、解决射频“卡脖子”难题、迎来国产射频新纪元的一缕曙光。

总结这十年,中国射频芯片可以分为三个阶段:

一:找市场

放在十年前,国产手机厂是断然不敢用国产射频芯片的,因为这个小物件直接决定着手机通讯功能正常与否,用新选手的产品,对于采购负责人可能是致命的,没人敢用乌纱帽打赌。没办法,国产芯片根本没人要,国内的射频选手反而在三星那里找到了入场券,不过,这一阶段,卖的只是最便宜的品类——LNA和switch。

二:国产化替代

华为事件敲响了警钟,这个中国zui强的主机厂开始了大规模国产芯片验证,小米OV跟在后面,胆子也大了起来。这一阶段,射频芯片有更多品类完成国产化替代,一批PA公司涌现。

三:解决卡脖子元器件难题,完成全面布局

在这一阶段,关系5G推广的滤波器成为兵家必争之地,随着射频芯片的集成度越来越高,能否集成进难度zui高的射频器件——滤波器,成了难题,谁能解决滤波器,谁就站在了射频产业的制高点。

经历三个阶段,中国射频芯片行业逐渐形成气候。

5G时代的射频行业,道路依然曲折,但前途依然光明。

中国的手机产业能够起来,射频行业功劳不小,如果没有国产射频,一台手机会贵上不少。可能做射频芯片的成本并不高,但如果没有国产替代品,国外厂商仗着市场垄断,给终端供货的价格会非常昂贵。

如今,射频芯片新一轮的国产替代已经开始。真正有突破“卡脖子”决心的公司种下的种子已经破土而出,国产射频芯片的前途一片光明。

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