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線路板之5G的到來國內手機射頻芯片能迎來黃金時期嗎

文章來源：電子發燒友作者：梁波靜查看手機網址

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人氣：4156發布日期：2019-07-31 10:38【大中小】

在國內通信產業一片“缺芯少魂”的尷尬處境中，其中一些“重災區”的受制情況遠比普遍情況更糟糕。

射頻前端芯片即是如此。就算是在5G主芯片上，但射頻前端市場有超過9成份額都被外商把持，領域內的國內線路板等企業都是“小舢板”。

射頻芯片直接影響著手機的信號收發。如果沒有它，手機根本無法連接到移動網絡。在智能手機中，它是射頻收發器和天線之間的一系列組件，主要包括功率放大器（PA）、濾波器、天線開關、雙工器和低噪聲放大器等。

在5G相關芯片方面，即使強大如蘋果，也怕被“卡脖子”。7月25日，蘋果公司正式宣布，將以10億美元的價格收購英特爾大部分的智能手機調制解調器（modem）業務。此次收購意味著蘋果要為其手機生產自己的5G調制解調器。

反觀國內的射頻芯片，其受制于人的狀態亟待改變。特別是在5G時代，射頻前端的重要性將更加凸顯。根據調研機構統計，全球手機射頻前端市場規模在2023年將達350億美元，未來射頻模塊所隱含的商機不亞于手機主芯片。

在這次中美科技戰中，射頻芯片的“空白”成為慘烈戰場，相比于產品線齊全的美國兩大射頻芯片供應商 Skyworks和Qorvo，國內PCB等供應商只能采取單點突破方式切入該市場，各家找一個切入點參與戰局。

這或許是起步階段的策略，但長期來看，補上該短板仍是長路漫漫。

制約國產射頻芯片的命門

據估計， 4G全網通手機的射頻前端模塊成本約10美元，內含10顆以上射頻芯片，包括2 ～ 3顆PA、2～4顆開關芯片、6～10 顆濾波器，未來到了5G時代，射頻前端模塊成本將較4G時代成長3-5倍，有機會超過手機主芯片，其中蘊含的商機不言而喻。然而，在這樣一個重要領域，國內企業的水平差距十分明顯。

射頻前端芯片示意圖

在射頻前端模塊中，功率放大器PA芯片所受的壓力首當其沖。PA芯片的功能是負責將發送的信號放大，是最耗電的元件，隨著手機頻段持續增加，PA的數量也隨之增加，如4G多模多頻手機所需PA芯片介于5 ～ 7顆，5G手機內的PA需求量將超過15顆。

可以說，PA芯片決定著手機等無線終端的通訊距離、信號質量等，是整個通訊系統芯片組中除基帶主芯片之外最重要的組成部分。

根據調研機構統計，2017年PA芯片市場規模約為50億美元，預計2023年將達到70億美元。在射頻前端模塊諸元件中，PA芯片的產值處于第二位。

在工藝技術方面，PA射頻芯片的制造難度越來越高，這也是為什么該市場主要由IDM廠商所把持。目前， PA采用的工藝以砷化鎵GaAs為主，其次是SOI、CMOS和矽鍺SiGe。過去4G的PA主要采用砷化鎵工藝，3G的PA采用砷化鎵或CMOS，比重大約是各自50%，未來5G手機的PA預計是延續砷化鎵工藝技術。

國產廠商在高端 PA上的缺失，讓我們在即將到來的5G競爭中束手束腳。但射頻前端模塊的另一個重要部件，所面臨的競爭環境更加嚴峻，這就是濾波器。

它是射頻前端模塊中市場規模最大的，2017年產值約80億美元，2023年將達到225億美元。從銷售數據上看，美日供應商幾乎壟斷了濾波器市場。對國內廠商來說，最壞的情況就是對著上百億美元的市場干著急，看著別人數錢。

濾波器功能在于雜訊過濾、抑制信號干擾，保障信號在不同頻率下不會互相干擾，目前手機上用的主流濾波器包括聲表面濾波器（SAW）、體聲波濾波器（BAW）。

目前，一臺國際通用4G手機，可能需要過濾最多15個頻帶上的2G、3G和4G收發通路，此外還有Wi-Fi、藍牙和全球導航衛星系統，這樣一來，一部手機可能需要最多30至40個濾波器。

未來，每臺5G手機很可能需要放入更多的濾波器，因此事情可能變得越發復雜。

值得一提的是，由于4G、5G通訊所使用濾波器主要為BAW濾波器，與2G、3G使用的SAW在技術上有相當程度的差異。若國內電路板等供貨商無法成功跨進BAW市場，恐將在SAW市場上面臨更沉重的價格戰壓力。

總之，整體來看，射頻前端技術被外商把持很深，超過9成市場都是外商供應，當下中國，很少有一個技術領域會如此孱弱。

與此同時，射頻芯片的技術升級之路會更加坎坷。這是因為手機需要支持更多頻段，這讓射頻前端設計的復雜度直線提升，往往在方寸之間就要容納上百個元器件。

另一個同時發生的趨勢，也讓射頻前端設計的難度雪上加霜。國際知名市場研究機構IHS就指出，伴隨著手機設計的輕薄化發展，機身內可被利用的空間實際上是減小的，尤其是主板的空間。

因此，盡管射頻前端的復雜度和重要性與日俱增，但矛盾的是，主板上留給它的空間卻越來越少。

這種尷尬，國內射頻前端企業體會甚深，留給他們的時間和空間，也在越來越少。

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