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5G爆單出貨60%安卓手機,國產射頻生猛

5G爆單出貨60%安卓手機,國產射頻生猛

近日業內傳出由於日本設備商供貨能力受限,下遊供應商無法快速擴產應對需求,封裝用的LTCC陶瓷材料供貨持續緊張。先是華新科、奇力新“爆單”,璟德對代理商提價超30%,新訂單拉長到16-18周;之後日係指標大廠村田、TDK的交期拉長;陸係廠商也宣布量價齊升...

其實,LTCC這種被動件主要是給射頻分立件做封裝和基底用,供應鏈每年都會出現LTCC以及電容電感MLCC等被動器件短缺的雜音,背後真正的原因是5G手機、WiFi 6、5G基站、NB-IOT接收發射模塊對射頻分立器件的巨大需求。uZVesmc

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5G時代,蘋果三星華為等整機廠商每年對射頻器件的采購訂單超過數百億美元計,其中需求主要集中在射頻前端(RFFE)。以iPhone10為例,一顆安華高(博通)的發射模塊具體包含2顆PA, 12顆BAW濾波器, 2顆射頻開關,一顆控製IC,還有10顆電感和30顆電容。目前,安卓旗艦手機單個5G套片價格已超過25美元。uZVesmc

組成一個射頻前端一般需要開關Switch、低噪聲放大器LNA、濾波器Filters、雙工器、功率放大器(PA)多芯片封裝成模塊或模組使用,提供芯片和模塊的日美原廠占據產業鏈大部分利潤,台商占據50%的訂單代工和封裝,國內Fabless做me-too和me-two,利潤往往是最少的。uZVesmc

不過近幾年,國產射頻增長生猛,已跑出一支可麵向全球市場供貨手機射頻前端的生力軍。uZVesmc

5G單機用量翻翻,射頻前端芯片爆單

射頻芯片供應鏈的主要采購商為上遊的手機整機廠和基站設備商,主要是包括蘋果、三星、小米、OPPO、vivo、索尼等手機廠商,以及華為、愛立信、思科等設備廠商。uZVesmc

在此領域中,主要供貨商包括歐美和日係IDM和Fabless原廠,技術和材料和規模優勢明顯;在晶圓代工和封裝測試則有台係廠商,陸係廠商也都基本都有涉足。uZVesmc

在終端需求上,2G時代手機頻段數是4個,單機總價值是0.8美元;3G時代手機頻段數上升到6個,單機總價值3.25美元;然而到了4G時代,千元機頻段數就達到了8-20個,旗艦機頻段數在17-30個,需要20-40個濾波器,10個開關,單機總價值16-20美元;而到了5G手機,頻段數將達到50個,需要80個濾波器和15個開關,單機總價值達25-40美元。相比於4G,5G對於射頻濾波器和開關的需求實現了翻倍。uZVesmc

通過對手機硬件物料的拆解,射頻BOM成本細分來看,以4G手機為例,單模PA價值大約在0.3-0.6美金,SAW 濾波器價格在0.08-0.12美金、SAW雙工器價格在0.2-0.3美金,天線開關價值在0.15-0.4美金。估算單個射頻前端價格為1美金,支持11個頻段,射頻前端價值量可達11美金左右,5G高頻電路使用量更高。uZVesmc

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圖:單機射頻用量uZVesmc

此外,通訊基站同樣是射頻芯片需求量很大的一個領域。以4G宏基站為例,主要采用4T4R方案,對應的射頻PA需求量為12個,而5G基站以64T64R大規模天線陣列為主,對應的PA需求量高達192。目前來看,5G基站PA的數量將增加16倍,主流產品是GaN射頻PA,成本一直處於高位。uZVesmc

PA分立器件主要的襯底材料工藝是GaAs/GaN,就是國內說要大力發展的二代半和第三代半導體。GaAs襯底主要代工商是費爾伯格、住友電工、AXT,外延片供應為IQE和全新光電。目前,4寸砷化镓襯底成本低檔在100-200元人民幣,2寸砷化镓襯底隻需幾十元。而4寸GaN襯底成本在3000美元左右。5G高性能PA器件成本高位的原因不僅受限於代工費用的高昂,還有快充電源類芯片的產能擠兌。uZVesmc

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Yole:2025年射頻增長到258億美元uZVesmc

手機射頻前端而言,前五大公司分別是Skyworks 思佳訊(25.5%)、Qorvo 19.4%)、Qualcomm 高通(18.7%)、Broadcom 博通 /Avago18.3%)、Murata 村田(5.1%)市場份額合計約 87%另外,還有恩智浦、英飛淩、ST、科銳、ADI、賽靈思等海外半導體巨頭都垂涎射頻這塊蛋糕,正在5G射頻和代工材料方麵發力uZVesmc

高價采購5G射頻,iPhone 12成蘋果最失敗產品

[!--empirenews.page--]高價采購5G射頻,iPhone 12成蘋果最失敗產品[/!--empirenews.page--]uZVesmc

相比於4G手機,5G由於頻率的增多和4G部分頻段的拓展,基本上需要20個左右的雙工器和5個左右的極差SAW濾波器,5G對於射頻濾波器和開關的需求實現了翻倍。目前安卓手機廠商還無法將5G大規模降價為千元機的一個重要原因,就是5G射頻前端模塊需要更多的分立件和被動件,成本較高,單機價格下不去導致。uZVesmc

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圖:綠色:高通 SDX55M 5G modem 射頻係統,SMR526 中繼 IC藍色:Avago 8200 高/中 集成雙工器的功放模塊(iFixit iPhone 12拆解)uZVesmc

以iPhone 12為例,根據第三方計算,整體物料成本比11高了21%達到414美元一台。為配備更多的射頻組件,支持 5G相關頻譜,iPhone 12的RF子係統的混合成本增加了約19美元,主要供應商是高通、Skyworks,MURATA村田和Avago。其中,PA是Avago 8200 高/中功率放大器,帶集成雙工。前端模塊是Murata 1XR-482,Skyworks的5G mmWave 天線模塊。uZVesmc

因為iPhone 12 mini的大砍單,采購高通基帶的成本高達96美元,可以買到兩顆台積電5納米生產的A14仿生手機處理器單機采購成本之高令人咋舌,導致iPhone 12的利潤貢獻遠不及iPhone 11,對蘋果利潤貢獻來說,iPhone12iPhone係列中最失敗的一款產品uZVesmc

蘋果出於控製成本考慮,Qorvo與Skyworks已取代Broadcom成為iPhone 5G PA供貨商,Broadcom則僅專注於供應整合n41的中高頻P,在此之前,Broadcom幾乎為iPhone 11係列中高頻PA之獨家供貨商。由於PA競爭激烈化,博通已對外宣告將出售安華高PA業務。uZVesmc

射頻芯片最大的壁壘是5G智能手機需要兼容2G/3G/4G頻段,占用麵積大,要將整個射頻係統實現高度集成是非常困難的,需要多年射頻行業累積,比如高通收購360RF(TDK射頻業務)後,采用CMOS工藝的3G PA曾風頭無兩,但是在4G和5G PA上,高通的CMOS工藝PA因為功耗太差被詬病至今。uZVesmc

蘋果出於成本考慮,調整了iPhone12的5G PA采購量由6個變成2個。對iPhone尚且如此,基帶和RF和5G專利費用和全球芯片產能受阻, 安卓陣營的5G手機要像4G手機一樣在大規模普及可以說短期內並不真實。uZVesmc

不過,這也給中國廠商一個在射頻前端產業的突圍機會,因為最接近產業鏈,一旦技術上做到了know-how,再在成本和產能上可以做到的優勢,產品就有很大的競爭力。事實上,目前供應鏈上,國產射頻廠商的崛起速度非常驚人,本土射頻市場正在巨變。uZVesmc

中國手機射頻開關之王,豪取60%市場份額

根據數據顯示,以一塊安卓旗艦手機用的5G射頻前端模塊單價為25美元例,濾波器占據12-14美元(50%),PA占據6-7美元(30%),開關和LNA占據2-3美元(10%),其他成本大概為1-2美元。5G手機需要兼容2G/3G/4G,為了節省內部空間,中低頻段5G射頻前端主要以PAMID/L-PAMID(PA+濾波器+Switch+LNA,低頻帶功率放大器集成雙工器)形式存在,接收端主要以LFEM/DFEM(LA+接收濾波器+開關)出貨。uZVesmc

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來源:光大證券研究報告uZVesmc

目前,PAMID/L-PAMID射頻模塊是蛋糕利潤最高的一塊,主要供應商為Skyworks、Qorvo、村田、Avago,這部分是因為需要兼容4G的13個頻段,對濾波器和PA的性能要求非常高,需要多顆BAW濾波器或者高性能 SAW濾波器,以及多顆PA組合集成一體化,對製造封裝工藝要求很高,國產廠商由於濾波器積累不夠,進入廠商的驗證都很難。uZVesmc

SAW濾波器方麵,以村田、TDK和太陽誘電為首的日係廠商長期深耕SAW市場,其中村田全球SAW份額占比達到47%,5G 濾波器為TC-SAW和IHP-SAW。村田的高端TC-SAW達到了BAW濾波器高頻頻段性能。國產SAW濾波器受製於材料和設備成本,毛利率隻有2%,基本不賺錢。uZVesmc

BAW濾波器方麵,博通Avago憑借強勁的技術實力和專利布局壟斷87%的BAW濾波市場,Skyworks和Qorvo緊隨其後憑借模組化配套生產位居第二梯隊。同時,射頻巨頭提供的產品品類涉及各類IC、軟件、被動件和封裝。BAW濾波器目前僅有天津諾思等小部分量產供貨5G小基站,單顆料價格大概在1.5USD。uZVesmc

在LFEM接收端,國產廠商異軍突起。射頻接收端隻需要開關+濾波器+LNA的組合,不需要PA,國內射頻PA主要是Fabless,LFEM開關做的最好的是卓勝微,憑借多年模擬IC設計經驗,轉向Switch和天線調諧開關(Tuner)和LNA的研發,加上開關單價較低,巨頭研發投入意願不強,在進入三星手機供應鏈後呈爆發式增長,目前卓勝微的開關產品占據手機Tuner開關3G以下市場的70%份額,4G以上手機市場60%的份額,卓勝微在LFEM這塊基本已做到了know-how,12寸65nm SOI工藝切片,出貨近20億顆。uZVesmc

無錫卓勝微於2006年做電視模擬IC起家,後轉做藍牙芯片,2013~2014年起切入射頻開關(模擬IC),2015年由展訊推薦進入三星手機做射頻前端的Tuner開關, 2016~2017年三星成為卓勝微最大的客戶,卓勝微在給三星供貨中賺取了大量利潤,2018~2019年,安卓頭部廠商和ODM基本都是卓勝微的客戶。uZVesmc

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來源:卓勝微 官網uZVesmc

目前, 卓勝微的Tuner做到了全球的NO.1, Switch占據全球份額的13%左右,是第二家能量產5G LPAMIF的廠商並完成上市募集購買二手翻新設備切入SAW濾波器,傳聞目前卓勝微意圖並購一家PA廠商,完善手機射頻模塊組合 uZVesmc

目前,本土射頻供應鏈在開關上跑出了卓勝微,不過,國產射頻廠商的焦點都在競爭強度更大的PA上。uZVesmc

PA用量猛增,國產PA能否追上巨頭?

[!--empirenews.page--]PA用量猛增,國產PA能否追上巨頭?[/!--empirenews.page--]uZVesmc

5G手機、基站,WIFI,NB-IOT都是PA用量的大戶。根據占據PA砷化镓產能50%的代工廠穩懋數據,5G手機所需PA數量將至少比4G手機多2-5顆。從2G到4G,單機射頻PA數量都在逐漸增長,4G手機所需的PA芯片約為5顆,5G手機射頻PA數量將達到10個以上。隨著手機所需的射頻PA數量增長,單機射頻PA價值量也將增長。4G LTE高端手機中PA價值量為3.3美元,而5G高端手機中PA價值量已經達到8.3美元以上。uZVesmc

目前國內手機PA出貨最大的是昂瑞微(漢天下),用的低成本CMOS工藝做2G/3G PA,功能機PA基本是漢天下的天下。4G/5G PA也進入了華為供應鏈,是唯一一家獲得小米和華為共同投資的本土射頻芯片公司。uZVesmc

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來源:唯捷創芯官網uZVesmc

4G PA出貨最大的是合並聯發科的PA業務的唯捷創芯,出貨覆蓋小米、OPPO、vivo、蘋果,目前占據全球11%的市場規模,同時也是國內最大的射頻IC設計公。uZVesmc

紫光展銳的銳迪科是國內最早做射頻器件的廠商,PA、濾波器、開關、LNA、基帶全套射頻前端,主要是出貨是手機、Wi-Fi和NB-IOT市場,射頻最大客戶是非洲手機之王傳音和三星。uZVesmc

飛驤科技由國民技術無線射頻事業部獨立而來,自2010年開始深耕PA業務,在行業內形成了一定的領先優勢。在2015年獨立以來,國民飛驤自稱擁有國產半導體行業內最完整的4G射頻解決方案。uZVesmc

PA新勢力是慧智微,AgiPAM是世界首款可量產的可重構射頻前端平台,全球可重構4G射頻前端出貨中排名第一,4G PA出貨占據全球市場的2%。uZVesmc

無錫中普微是韋爾股份控股子公司主要從事2G/3G/4G射頻IC的設計、研發,產品主要為GSM、GPRS、EDGE、W-CDMA、TD-SCDMA、CDMA2000及TD-LTE的多頻多模發射模塊、功率放大器和開關。uZVesmc

上海獵芯半導體科技有限公司於2018年7月成立,核心團隊來自美國Skyworks、華為海思等行業領軍者,團隊成員有十年以上的設計和市場經驗,曾主導Sky Phase 2/3/6等主流射頻前端芯片項目的全流程研發。uZVesmc

此外,還有一些新進玩家,銳石創芯、宜確、瑞強、三伍微、康希通信芯翼信息等。目前,雖然占據4G PA大頭的是Qorvo和SW分別為41%和45%,根據Yole預計PA在2025將超過120億美金用量,對國產廠商而言,PA追趕巨頭的機會非常大。uZVesmc

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來源:yole 射頻供應鏈uZVesmc

目前,國產5G千元機已經給到國產射頻廠商大量出貨,例如OPPO5G千元機的射頻前端采用的S55255係列產品是慧智微基於Agi5G™可重構射頻前端平台開發的n77/n79射頻前端模組:支持n77/n79頻段;集成功率放大器PA、低噪聲放大器LNA和射頻收發開關;集成濾波器。此外,唯捷創芯也在給OPPO、vivo的5G千元機供貨PAuZVesmc

濾波器:射頻核心,華為主導本土化

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濾波器方麵,國內國外差距太大,在BAW有少量出貨的天津諾思因為和安華高的專利官司被美國封殺受到重創,客戶基本全部丟失,連工資都發不出。對國產濾波器廠商而言,道路非常艱難,中國芯片公司想在射頻芯片領域取得大突破,唯有打破歐美廠商的濾波器壟斷。uZVesmc

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來源:博通官網uZVesmc

新的博通(Broadcom)。2015年,Avago以370億美元收購博通,進一步完善合並後公司在無線接入領域的統治地位。Avago是目前BAW出貨量最大的廠商,占據BAW出貨的70%以上。uZVesmc

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Qorvo總部美國,最大的射頻IDM廠商,2014年由TriQuint與RFMD合並而成,兼具SAW/BAW工藝,並具備生產射頻前端模塊能力。uZVesmc

Skyworks思佳訊總部美國,2016年收購日本鬆下濾波器部門進而具備SAW生產工藝,同時在射頻前端模塊具備較大優勢,主要生產基地位於亞洲。uZVesmc

高通無線:2019年,高通並購TDK合資企業RF360(30億美元)實現二者無線通信技術上的互補(TDK於2008年收購 EPCOS,獲取其完善的聲學濾波器生產技術,以提供完整的射頻無源器件解決方案)。uZVesmc

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圖:村田PAMiD模塊(來源:Murata官網)Murata村田製作所,總部日本,在SAW工藝以及市場上占據領先地位,占據50% SAW出貨市場。是全球最大的獨立第三方濾波器供貨商。uZVesmc

Taiyo Yuden太陽誘電,總部日本,具備SAW/BAW生產工藝,少量出貨BAW產品。Skyworks與太陽誘電正在高端BAW產品上的合作,後者雖然掌握FBAR技術,但是一直未能有大量出貨。uZVesmc

目前,濾波器分為兩派,日本企業壟斷了SAW材料製造端的出貨,安華高和Q廠壟斷了BAW的專利和高端產品出貨,日美企業壟斷了全球濾波器的市場話語權,村田推出的高端TF-SAW濾波器正在安華高BAW爭搶5G NR毫米波高性能濾波器市場。uZVesmc

國內廠商方麵,無錫好達電子成立於1999年,是國內知名的聲表麵波器件生產廠商,擁有能生產0.25um微線條芯片生產線,能生產CSP倒裝產品封裝的生產線,可生產產品尺寸為1.8*1.4的雙工器、1.1*0.9的濾波器。目前以實現對主流手機廠商(主要客戶包括中興、宇龍、金立、三星、藍寶、富士康、魅族等)的供貨。華為投資。uZVesmc

深圳華遠微電(由北京中訊四方全資控股)。前身是三洋電子部品廠和中電科技德清華瑩電子有限公司深圳分公司。公司主要生產聲表麵波晶片、聲表麵波濾波器和聲表麵波諧振器。公司擁有國內的晶片加工和聲表器件組裝的全自動生產線,具有0.35um的芯片加工工藝與小尺寸為1.4x1.1mm的表麵貼裝工藝。暫無實際出貨,主要是融資輸血。uZVesmc

中電科技德清華瑩電子有限公司。該公司是中國電子科技集團公司控股及聯合下屬二十六研究所、五十五研究所參股的有三十多年曆史的射頻企業。年產各類聲表諧振器、聲表濾波器8000萬隻左右,常用於遙控、安防、智能家居等領域。批量生產0.25mm厚度的滿足國際市場需求的發黑晶片;環形器、隔離器主要用在雷達、通訊、遙感、遙測等領域,擁有向華為公司供貨的資格;在SAW傳感器方麵,研發了一款可以以無源方式工作的聲表麵波溫度傳感器,並可以工作在強磁、強電、粉塵等惡劣環境中。華為投資。uZVesmc

北京航天微電科技有限公司也有較少出貨,但主要用於國防、衛星事業。該公司提供了國內90%以上的星用聲表麵波器件產,譬如此次天宮二號中就有許多來自北京航天微電科技有限公司的SAW濾波器。uZVesmc

麥捷科技,主要做LTCC-濾波器基底,近幾年切入SAW濾波器,供貨華為,不過產品競爭力不大,毛利率低。uZVesmc

目前,國內濾波器主要是SAW為主,有實際出貨的受華為拉動較大。專利危機過後,天津諾思的BAW也已恢複供貨。隨著物聯網快速演進,國產濾波器正在迎來全新的大機遇。uZVesmc

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來源:yole 射頻供應鏈廠商uZVesmc

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