射頻作為模擬芯片“皇冠上的明珠”,門檻最高。雖然近兩年國產射頻芯片廠商逐步起量,但距離進口替代仍有較大缺口。
5G 新頻譜對射頻前端的影響:
①更多更高的頻段:
更多的頻段帶來射頻元件的同步增加。
濾波器:BAW/FBAR 用量的增加。
由于 SAW 只支持 2G 以內的頻段,因此 5G-sub 6G 將帶來適合 2G以上高頻段的 BAW/FBAR 用量的增加;
②更大的帶寬:最大單通道帶寬由 4G 的 20 MHz 變為 5G sub6 的 100MHz。
在一定情況下需要使用適合大帶寬的 LTCC(低溫共燒陶瓷,Low Temperatrue Co-fired Ceramic)陶瓷濾波器。帶寬變得越寬,濾波器的一致性難度提升,溫漂問題難度增大,在一定情況下需要使用適合大帶寬的 LTCC 陶瓷濾波器。
PA性能提升,需要覆蓋更大的帶寬。
③更高階 的 QAM 調制:射頻前端性能提升
QAM 調制又叫正交幅度調制,把多進位與正交載波技術結合起來,進一步提高頻帶利用率。更高階的 QAM 調制可以提升傳輸速率,256QAM 調制的速度是 64QAM 調制的 1.3 倍。5G 將會使用更高階的 QAM 調制。
從IDM到制造代工,國產射頻廠商在崛起
整個射頻產業鏈主要包括IDM和制造代工廠。所謂IDM(Integrated Device Manufacturer)就是整合元件制造商,從設計、制造、封裝測試到銷售都自己來做,目前射頻領域的IDM廠商基本都被海外公司壟斷,包括美系廠商Qorvo、skyworks、Broadcom,以及日系廠商Sumitomo Electric和Murata;制造代工廠是專門幫別人生產晶圓的廠商,我們比較熟悉的公司有臺積電、格芯、中芯國際、聯電,射頻領域的代工廠以中國臺灣地區的穩懋、環宇、漢磊等為主。
隨著國內對射頻芯片需求的增加,越來越多國內設計公司、代工廠開始加入射頻產業鏈,自行搭建射頻芯片制造體系。
國內射頻產業鏈搭建完成,需緊跟大廠步伐
總體來看,國內射頻產業鏈已經搭建完成,從射頻芯片設計,到封測、制造三個環節均有公司可以支撐,其中IDM公司、Fabless公司和代工廠齊頭并進,并且在新材料的研發上也取得了不錯的成績。
從全球市場來看,Qorvo、skyworks、Broadcom等三大公司仍然會占據主流;從國內市場來看,射頻芯片的設計門檻較高,國內射頻廠商無論是IDM廠商,還是制造代工廠的制程技術仍屬于弱勢,所推出產品主要針對中低市場。未來隨著技術積累和人力投入加大,國內射頻廠商可有機會追趕國際主流射頻大廠的步伐。
5G時代的新需求給國內射頻產業鏈帶來快速的發展機會,但是也對傳輸速率、時延、流量密度、移動性等提出更高要求,國內射頻廠商要在新產品、新工藝、新材料方面齊下手,緊跟國際大廠前進步伐,才能享受5G帶來的高速增長紅利。
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