濾波器是2023年最讓人矛盾糾結的賽道。
從投資機遇角度看,濾波器賽道絕對體量大,替代機遇好:隨著5G手機的普及和物聯網的發展,2023年全球濾波器市場空間已超1000億元,國內市場近500億元,是手機射頻前端價值量最高、增長最快的單品器件,且依然保持年均10%以上的增長。其中,國產濾波器替代率只有5%左右,出口幾乎為零,替代空間巨大,賽道還沒有一家上市公司。橫向對比射頻前端其他部件,PA單機價值量不到濾波器的三分之一,已經有兩家成功上市(Vanchip,慧智微),多家申報中。濾波器看起來不正是一級市場最有機會的藍海投資賽道么?
但從市場觀感上,濾波器賽道呈現出的發展趨勢,卻完全沒有半點“藍海”的意思。國內玩家在不到20億的總出貨金額內,2022年競爭全面紅海化,全行業毛利極其難看,國產化率甚至呈現下滑態勢。目前國內濾波器企業已近30家,占全球70%以上,市場份額卻不到全球3%,頭部企業好達上市折戟,行業發展走勢愈發混沌。
低國產化率與紅海競爭同時存在,賽道整體處于非共識期。流深資本深度挖掘濾波器市場格局形成動因,以下觀點供參考:
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觀點一:產品力+IDM+模組能力+品牌廠商門檻,是創業公司面臨地獄開局難度的根源
濾波器的國內市場目前分為三個層次:
第一層,以功能手機和物聯網應用為主,產品形態多為分立濾波器形式,模組很少,主要是低端SAW和FBAR走量。其濾波器單價只有0.1-0.3元,加上功能手機和物聯網終端數量小于智能手機,功能機頻段單一,單機應用數量也遠遠小于智能手機。市場體量估算只有20-30億,國產化率很高,國內幾乎近三十家創業公司在同質化卷。
第二層,ODM市場,中低端智能手機出貨,產品形態分立濾波器和模組均有。這部分市場由ODM選定供應商,品牌商審核,對供應鏈企業要求弱于品牌商市場。國內SAW和FBAR濾波器頭部企業基本都在搶占這個市場,但由于材料性能水平依然薄弱,往往要用高端工藝例如FBAR和TC-SAW才能和海外的普通SAW競爭, BOM成本是海外至少三倍以上,直接把好市場做成了負毛利。
第三層,品牌手機市場,占據整個濾波器市場的70%,毛利很高,巨頭林立,這是真正的藍海市場,國產廠商極難進入。難點在于幾個方面:
1、要有IDM,沒有自主生產能力幾乎不可能得到品牌廠商的長期支持,不管是供應鏈保供,還是定制開發工藝迭代,IDM在濾波器領域是剛需。
2、性能必須全球領先,不能僅僅是國產化能用而已。即便是國內目前SAW濾波器最頭部的某公司,十幾年發展積累下來,依然和國外差距顯著,近兩年甚至還在丟失品牌客戶。
3、模組化能力。高端手機分立濾波器供貨越來越少,蘋果已經全部模組化了。海外濾波器巨頭或收購或綁定均已形成了射頻前端全自研能力,國內差距明顯。國內PA射頻前端雖有公司上市,整體技術實力較弱,幾乎沒有選用國內濾波器的能力,清一色的采購日系廠商;海外模組公司更是沒有國內濾波器的導入機會。濾波器企業只能自己再把PA、LNA、開關等等都做了,無形中加大了創業成功的難度。
總結整個濾波器市場,不難發現,這是一個典型開局地獄難度的創業機會。創業公司在有限投入下可以吃的蛋糕太小了,往藍海市場突破壁壘又過高,大部分都要死在高墻之下。而這幾年的半導體資本紅利疊加消費電子退潮,無疑加劇了這種情況。先發優勢企業由于產品力不足,產能陸續退出品牌市場,不得已在ODM和功能機領域競爭;同時多家創業公司拿到了大量的資金投入,每家得到的資源又不足以支撐自己往藍海市場突破,為了完成對投資人的承諾只能在低端市場不停流血出貨,進一步加劇了低端卷。
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觀點二:濾波器本質邏輯是材料而非半導體設計,除非材料體系有根本變化,原有技術路線國內已難以超越海外
全球濾波器兩大路線,SAW和BAW。
SAW濾波器是一種用石英、鈮酸鋰或鉭酸鋰等壓電晶體為基片,在其表面拋光后在上面蒸發一層金屬膜,通過光刻工藝制成兩組具有能量轉換功能的交叉指型的金屬電極(叉指換能器ICT)。由于溫漂特性等因素的限制,普通saw基本淪為1.7GHz以下+低Q值(<800)的低端頻段、低端市場內卷型選手。
(圖示:SAW原理圖)
為了提升普通SAW的熱穩定性,出現了TC-SAW濾波器方案。TC-SAW通過在金屬電極層上覆著或粘接溫度補償層,改善了溫度特性,滿足了3GHz以下發射端的應用需求。
目前海外巨頭TC-SAW成本極低,專利壁壘完善,性能已能滿足非常多高端高Q值場景需求,且電路和設計上另有獨到優化。國內TC-SAW發展還很初級,有專利風險存在;普通SAW相對成熟,但工藝穩定性和整體品質離全球頂級水平距離甚遠。材料學主導的器件,工藝積累帶來的先發優勢往往是難以逾越的。
BAW濾波器是體聲波器件,相較于SAW,性能全面提升:頻段更高(1.5GHz-10GHz),Q值高(<3000),帶內插損小和帶外衰減大,體積小。
(圖示:BAW原理圖)
BAW最大的劣勢是成本。以FBAR為例,采用壓電材料沉積和MEMS相結合的生產工藝,加工時先將金屬電極蒸發或者濺射到支撐層上,然后再在電極上制備壓電薄膜,最后再在壓電薄膜上形成金屬電極。整個過程光罩數量在10層以上,流程工序是SAW的十倍,成本極限在SAW的三倍以上。因此,即便在5G高頻段需求的拉動下,在3GHz以下的中高頻段如沒有特別極限的隔離性能要求(Q<1500),絕大部分場景依然是優先考慮SAW濾波器。
BAW另一大問題是專利壁壘。目前成本較低的FBAR路線,核心結構專利全球龍頭博通已經搭建了非常完善的專利保護陣列,后來者極難突破。SMR路線+新材料或許是一個可能性,然而其成本相較于FBAR更高,市場端價值有限。
國內BAW濾波器有IDM和代工兩種路線,IDM頭部企業天津諾思由于專利問題已經遇到美國強力阻擊,后續還有漢天下等企業在建廠;代工國內以中芯紹興和中芯寧波為主,兩者模式略有不同,相對來說紹興對創業公司技術自由度更大一些。目前從已經有較大體量出貨的BAW企業來看,模組出貨的頻段基本進不去,單體出貨的簡單頻段例如N41已經卷爛了,還有相當多出貨落在中低頻領域,由于國內SAW能力薄弱無法滿足高Q值要求,用BAW技術去和海外的SAW大廠卷,大炮打蚊子。同時,專利問題幾乎是懸在每個企業頭上的達摩克里斯之劍,很難講規模擴張后會不會遭到強勢阻擊。
流深資本認為,短期內傳統技術路線很難迎頭趕上,低成本高性能且頻段普適性好的新技術路線,例如近五年興起TF-SAW,可能才是中國企業彎道超車的好機會。
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觀點三:以TF-SAW為代表的新技術路線,是中國真正實現國產化突破的最好抓手
TF-SAW(村田首創,也叫IHP高性能濾波器,Incredible High Performance)通過在壓電層下方增加載體襯底(Si和SiO2)減少能量耗散,同時具備低插損、低頻率溫度系數、高Q值和高帶外抑制的特征。TF-SAW相較于SAW只增加了一層薄膜,整體掩膜數量在3層以內,大批量下成本可以逼近SAW;同時,TF-SAW濾波器的Q值、溫漂系數、K2全面超過BAW工藝,在狹窄頻帶、高隔離場景中性能非常強悍。我們認為,在0.6GHz-2.7GHz之間,對Q值有高要求的頻帶,以及多頻段多通路合并的雙工/四工器,例如B2/B3/B20/B25/B28雙工、B1B3四工等,均有望被TF-SAW替代。
目前全球僅村田和高通兩家廠商大批量出貨TF-SAW濾波器,其他例如Skyworks等廠商均在重點研發中,國內已有企業具備很強的先發優勢,產品可以做到和國外媲美。TF-SAW的POI襯底資源、代工資源均需要重點布局深耕,后期IDM也是必須。
總結下來,濾波器行業,開局地獄難度不假,2022年全行業大滑坡不假,但在2023年,我們看到了轉折的希望。在行業公認的2024年消費電子回暖前,值得布局這樣一家企業:
在TF-SAW這類新技術上布局領先,實現量產,供應鏈地位穩固;
高端頻段性能達到全球領先水平,這是進入品牌客戶必須;
模組布局超前團隊完整,能夠在這兩年內達到射頻前端PAMiD主流型號全自研量產;
搞定IDM,更重要的是,在財政資源充裕的落地省市級政府拿到實質性的支持,融資成本和可持續性融資能力領先行業。
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原文標題:糾結的濾波器:低國產化率與紅海競爭同時存在
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