合创投资 | 从「慧智微」的技术路径，看国内射频厂商如何在5G时代攻城掠地

[导读] 统计显示，2018年射频前端总市场容量为130亿美元，射频前端前五位厂商总销售额达到118亿美元。而国内射频前端销售额总和在1到2亿美元，占射频前端总市场不足2%。尽管市场总占有量较小，但国内厂商在一些射频前端的细分领域实现了突破。

6月上旬，工信部正式向四家电信运营商颁发5G牌照，中国成为自韩国、美国、瑞士、英国之后，全球第五个开通5G服务的国家，未来12到24个月，5G运营牌照的发放数量将急剧增加。

5G商用在即，全球运营商加快部署网络，5G与各行业的深度融合，将推动产业链再次创新变革。深度整合的跨行业联动服务，将成为5G时代应用设备的发展趋势。

5G对射频前端提出更高需求

5G时代的来临，使得移动网络连接的关键——射频前端器件用量明显增加，尤其是MIMO和CA技术在5G中的应用将会拉动射频前端器件的需求。根据市场研究机构Yole的报告，射频前端市场将从2017年的150亿美元增长至2023年的350亿美元，2017~2023年复合成长率达14%。

射频前端芯片在无线通信系统中起着重要作用，它直接影响5GNR的连接可靠性、信号传输距离、数据吞吐量和用户体验。由于小基站+大容量MIMO的大规模应用，射频前端芯片的成本对于整个5G系统也至关重要。具体来看，5G对射频前端提出的需求表现在：射频前端复杂度增加、方案小型化需求迫切、mMTC的低功耗与空口升级等几个方面。

首先，从上图LTE演进及到5G演进进程射频前端方案的变化不难看出，无论是PA通路、LNA通路、天线和滤波器数量都明显提升，其中PA（功率放大器）通路数量增长尤为突出。PA是一部手机最关键的器件之一，它直接决定了手机无线通信的距离、信号质量，甚至待机时间，是整个射频系统中除基带外最重要的部分。上行MIMO会增加PA的使用量，在5G时代StrategyAnalytics预测称手机内的PA或多达16颗之多。根据Marketandmarkets预测，PA市场预计将从2018年的214亿美元增长到2023年的306亿美元，复合年增长率达到7.4%。

4G时代，智能手机一般采取1发射2接收架构。由于5G新增了频段（n412.6GHz、n773.5GHz和n794.8GHz），因此5G手机的射频前端将有新的变化，同时考虑到5G手机将继续兼容4G、3G、2G标准，因此5G手机射频前端将异常复杂。

其次，通讯技术加速迭代、频谱数量不断增加、射频前端复杂度增加，但终端预留给射频前端的PCB板面积并不会增加。并且，随着电池、屏幕面积的扩展，射频前端的面积还会被进一步压缩。可用空间越来越小、面积利用率越来越高，如何排除干扰的同时支持更多频率变得越来越困难。为了应对小型化需求，业界厂商提出了PA、滤波器集成方案PAMiD，及硬件复用方案。目前，提供集成方案的PA厂商包括慧智微、Skyworks、Qorvo、唯捷创芯等，其中慧智微还可提供硬件复用方案，减小硬件使用，从本质上实现射频前端的小型化。

最后，由于终端设备对电池寿命的高需求，射频方案也必须要做到低电压、低功耗。大规模物联网作为5G三大应用场景之一，用户期待物联网模块有10年的使用寿命。从过去10年物联网演进协议看，物联网协议在不断的发展，并且未来10年还将不断演进。由于大量物联网的应用场景包括地下、建筑物内等，维护、更新成本极高，物联网终端硬件必须具备软件升级的能力，来支持物联网协议的更新和发展。这就需要射频前端也具备软件升级的能力，例如慧智微采用软件定义硬件的方式实现射频前端，功能与性能通过软件定义的方式实现，灵活可调，可支持未来协议演进。

国内射频厂商如何在5G时代攻城掠地

根据Yole Development的统计，2G制式智能手机中射频前端芯片的价值为0.9美元，3G制式智能手机中大幅上升到3.4美元，支持区域性4G制式的智能手机中射频前端芯片的价值已经达到6.15美元，高端LTE智能手机中为15.30美元，是2G制式智能手机中射频前端芯片的17倍。5G下单个智能手机的射频前端芯片价值亦将继续上升，预计将达到25美金以上。

在如此庞大的市场蛋糕面前，射频前端市场却基本仍由美日两国巨头垄断，短期内这一态势仍将维持。统计显示，2018年射频前端总市场容量为130亿美元，射频前端前五位厂商分别是来自美国的Skyworks、Qorvo、高通、博通及来自日本的村田，五家总销售额达到118亿美元。而国内射频前端销售额总和在1到2亿美元，占射频前端总市场不足2%。

尽管市场总占有量较小，但国内厂商在一些射频前端的细分领域实现了突破。

例如在2G/3G市场，国内厂商已经可以实现低端替代，尤其在纯2G市场，国内厂商可以完成70%以上的市占率。不过由于2G总体市场容量已滑落到亿美元量级，并且还在快速下滑，2G/3G市场的替代和市占并不能给国产射频前端公司带来长久的支撑。

在目前主流的4G射频前端市场，对射频前端性能要求更加全面。目前国内PA厂商在4G射频市场开始发力，络达、唯捷创芯、慧智微均已经完成数千万套芯片的规模出货，使得国内厂商占据全球4G phase2市场约15%出货，产品的性能、质量、可靠性得到了批量检验，预计接下来将迎来市场份额的快速提升。

在滤波器方面，很多设计公司切入SAW滤波器市场，据悉部分厂商已经进入了主流手机的供应链，并实现规模出货。同时国内企业也在积极进行BAW滤波器的开发。国产滤波器方面的突破值得期待。

有专家指出，射频前端的突破点在新设计、新工艺和新材料，齐头并进才能完成追赶甚至是超越。因为在现有的射频前端技术路线上，国际巨头公司不仅垄断了市场更是垄断了绝大部分专利，所以开辟新的技术路径并实现自主知识产权就成为国产化的必经之路。

在创新路径方面，软件定义可重构射频技术或是一条自有知识产权，并有长期优势的道路。国内厂商慧智微在这方面进行了最早的技术及专利布局，并在全球最早实现可重构射频前端芯片的量产。目前，慧智微的可重构射频前端产品已经完成了近亿片芯片出货，占据全球可重构射频前端市场72%的市场份额，为可重构射频前端市场排名第一的芯片公司。

进入5G时代，国产射频前端公司将迎来攻城掠地的机会。正如上文所述，2G/3G已形成长尾市场，逐渐将由国内厂商主导，但是总体规模小，占总市场不足1%，随着2G/3G退网，市场进一步萎缩中。主序的4G市场以大中型手机客户为主，一线客户出于供应链安全会逐步导入2-3家国内头部厂商，对慧智微等头部厂商利好，但是也由于客户高度集中于中大型客户，新兴PA创业公司由于没有小客户群验证，市场开拓并不容易。

5G时代对国内射频前端公司来说是难得的机遇，而5G产品的连续支撑，是国产PA厂商扩展客户群的关键。5G市场的快速放量，给国内射频前端公司带来了新的市场机会，他们在4G方面的产品积累，有助于产品5G的快速切入。此外国内运营商、终端厂、芯片厂等完整产业量的快速互动，可以使得产品快速收敛到真实需求。值得注意的是，是否具备自主知识产权，是国内射频前端厂商获得大客户主要份额的重要一关。

射频前端，通过技术创新过三关斩六将

在国际巨头把持的射频前端市场，如何通过创新路径实现赶超？

首先需要注意的是，国内厂商想要获取核心厂商的订单，需要突破这三大关口：性能、成本、专利。

在性能方面，如果只是基于对国际厂商的技术跟随和仿制，很难在性能竞争中获胜。在成本方面，国际厂商的规模效应、IDM生产方式、品牌效应，使得国际厂商对国内厂商有35%的成本优势，如果国际厂商将毛利控制在35%以内，国际厂商将无利可图。在专利方面，国际厂商发力早，具备二十年以上的基础专利积累，竖起了坚固的护城河。

因此不难看出，若采用与国外厂商相同的工艺架构，则无法“过三关”，唯有通过技术路线变革，规避原有专利，才有希望“斩六将”。

目前，已经有一些国内厂商开辟了全新的技术路线。慧智微通过软件定义技术，创新性的解决射频前端复杂性问题。例如其硬件复用方案采用软件定义技术，相比业界的宽带共封装方案成本更低、尺寸更小、功耗表现更好，同时可软件升级，在5G下优势十分明显。目前该公司已率先发布了5G Agi5G/AgiIoT射频前端平台。

今年上海GTI workshop中，作为国内最早实现5G射频前端技术的厂商之一，慧智微演示了最新的n77/79射频前端模组芯片。现场演示显示，慧智微实现了工作于n77/79 5G频段的射频前端模组，该模组不仅集成了功率放大器，还包含了滤波器、开关、LNA等射频前端模块，达到了高度集成化。并且可支持HPUE PC2高功率，满足运营商对5G高功率的需求。该模组芯片方案支持业界主流平台方案，预计今年Q4可以支撑客户实现5G终端量产。

未来，慧智微在高速移动通讯方向上，将推出4G/4G+/5G(eMBB)产品；蜂窝物联网方向上将推出NB-IoT/eMTC/5G(mMTC)产品，凭借技术创新、成本和性能优势，从跟随到主导芯片定义，抢据NB-IoT和5G等新技术市场，更依托创新的可重构射频技术和中国市场优势，成为万物智能互连的射频领导厂商。