5G “东风” 起,射频芯片国产化走势强劲?

随着通信技术的发展,越来越多制式、频段、新特性的加入,尤其未来5G以后载波通信、MIMO、高频通信技术的应用,手机射频模块变得越来越重要,单个手机终端的射频前端器件的价值将会继续提升。

5G “东风” 起,射频芯片国产化走势强劲?

5G时代通信需求增加驱动射频芯片新一轮增长

2G-4G的发展过程中,全球射频价值量提升显著。以苹果、三星为代表的手机厂商射频器件需求大幅提升,带动射频市场较快增长。

根据相关数据统计,包含手机、平板电脑、超极本等在内的移动终端的出货量,2007年约11亿台增长,而到2018年出货量达到24亿台,移动终端的对于射频器件的需求呈现量价齐升。

在过去的十年间,手机通信行业经历了从2G、2.5G到3G,再到4G两次重大产业升级。而在2G到4G发展的过程中,随着手机芯片逐渐向多模方向发展,以及支持频段数量指数增加,可以观察到手机射频前端芯片不仅在数量上产生指数级增长,在设计复杂度上更是大大提高。

随着5G时代的加速到来,必然还将继续推动射频前端芯片市场的增长。一方面,5G时代会有更多的频段资源被投入使用,多模多频使射频前端芯片需求增加,同时波束成形、载波聚合、毫米波等关键技术将助长这一趋势;另一方面,物联网产业将借助5G通信网络真正实现落地,成为驱动射频前端芯片市场发展的新引擎。

此外,据预测,2023年射频前端的市场规模将达到350亿美元,较2017年150亿美元增加130%,未来6年复合增速高达14%。

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5G手机和基站射频器件市场巨大

5G射频行业发展前景上,我们要将5G基站和手机终端两个应用领域区别来看(暂时不考虑军工和汽车等应用)。从市场规模来看,手机射频的机会要远大于基站射频。此外,由于5G基站对于射频器件的集成度等要求相比智能手机来说偏低,且价格下滑的空间较大,而手机领域单个射频已经很低,降价空间其实已经较小。

如果把手机和基站射频总共的市场规模合成比例为1,手机射频将占据80%-90%,因为要考虑信号的兼容性,手机射频器件会越来越多。在手机应用领域,射频器件包括滤波器、双工器、射频开关、LNA、PA等,其中滤波器、射频开关、功率放大器3类市场规模较大。

据研究表明,智能手机多增加一个频段,需要增加1个PA、1个双工器、1个开关、2个滤波器以及1个LNA。2G手机支持4个频段,3G支持6个,4G支持20个,5G支持80个,射频前端需求量是4G的2倍以上。

再看看5G基站领域,其占据总市场的10%-20%。首先是频段增加,使得滤波器的使用量增加;其次5G基站数量提升,预测5G宏基站是4G的1.5倍,还有2倍于4G的小基站。总得来说,基站对于射频的需求也是很大的。

射频行业中,射频芯片是核心,国外厂商技术已经非常成熟,而国内厂商的专利储备薄弱,自主研发面临诸多困难,所以关键的射频器件几乎都依赖进口。这样来看,国内射频器件厂商在全球的市场份额还是较小,不过这也催生了一条国产替代化的逻辑。

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国内射频产业的新机会

整个射频产业链主要包括IDM和制造代工厂。所谓IDM就是整合元件制造商,从设计、制造、封装测试到销售都自己来做。目前射频领域的IDM厂商基本都被海外公司垄断,包括美系厂商Qorvo、skyworks、Broadcom,以及日系厂商Sumitomo Electric和Murata;制造代工厂是专门帮别人生产晶圆的厂商,我们比较熟悉的公司有台积电、格芯、中芯国际、联电,射频领域的代工厂以中国台湾地区的稳懋、环宇、汉磊等为主。

随着国内对射频芯片需求的增加,越来越多国内设计公司、代工厂开始加入射频产业链,自行搭建射频芯片制造体系。总体来看,国内射频产业链已经搭建完成,从射频芯片设计,到封测、制造三个环节均有公司可以支撑,其中IDM公司、Fabless公司和代工厂齐头并进,并且在新材料的研发上也取得了不错的成绩。

从全球市场来看,Qorvo、skyworks、Broadcom等三大公司仍然会占据主流;从国内市场来看,射频芯片的设计门槛较高,国内射频厂商无论是IDM厂商,还是制造代工厂的制程技术仍属于弱势,所推出产品主要针对中低市场。未来随着技术积累和人力投入加大,国内射频厂商可有机会追赶国际主流射频大厂的步伐。

5G时代的新需求给国内射频产业链带来快速的发展机会,但是也对传输速率、时延、流量密度、移动性等提出更高要求,国内射频厂商要在新产品、新工艺、新材料方面齐下手,紧跟国际大厂前进步伐,才能享受5G带来的高速增长红利。

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