目前,手機已成為生活必備的交流、辦公和娛樂工具之一。而我們的手機之所以能5G上網或連接WiFi,離不開實現無線電磁波信號發送和接收的射頻前端,這也是手機等移動終端產品實現無線通信功能的核心模塊。
其中,射頻前端芯片被稱為模擬芯片的“皇冠”,由于其技術難度高、研發時間長,該領域長期被外國廠商壟斷。而隨著中國步入5G時代,對射頻前端產品的需求量也急劇提升。根據Skyworks的數據,5G手機由于支持的頻段數量大幅提升,其對射頻前端器件的用量亦顯著增多,單機的射頻前端價值量由18美元(約合人民幣129元)提升至25美元(約合人民幣179元)。
在這一背景下,以卓勝微為代表的中國企業成為了射頻前端產品“主力軍”。據了解,卓勝微專注于射頻集成電路領域的研究、開發、生產與銷售,主要向市場提供射頻開關、射頻低噪聲放大器、射頻濾波器、射頻功率放大器等射頻前端分立器件及各類模組產品解決方案。
據市場調研機構Counterpoint數據,2023年第四季度,中國智能手機銷量觸底回升,同比增長6.6%,是連續10個季度同比下降后首次實現季度同比增長。
首創證券研報認為,經過幾個季度的持續消化,智能手機等下游客戶庫存結構已經顯著改善,在華為、小米等國產新機的發布下,消費電子市場有望開啟復蘇,從而拉動整體射頻前端產品的需求量。
而在射頻前端芯片市場,龍頭企業卓勝微已經實現了高端模組的國產突破,并在2023年實現營收和凈利潤的穩步增長。據業績快報顯示,2023年卓勝微預計實現營業收入43.78億元,較2022年同期增長約19.06%,預計實現歸母凈利潤11.65億元,較2022年同期增長8.92%。
據中研產業研究院《2024-2029年中國射頻芯片行業市場深度調研與競爭預測報告》分析:
射頻芯片指的就是將無線電信號通信轉換成一定的無線電信號波形,并通過天線諧振發送出去的一個電子元器件,它包括功率放大器、低噪聲放大器和天線開關。射頻芯片架構包括接收通道和發射通道兩大部分。
在射頻芯片領域,市場主要被海外巨頭所壟斷,海外的主要公司有Qorvo,skyworks和Broadcom;國內射頻芯片方面,沒有公司能夠獨立支撐IDM的運營模式,主要為Fabless設計類公司;國內企業通過設計、代工、封裝環節的協同,形成了“軟IDM”的運營模式。射頻芯片設計方面,國內公司在5G芯片已經有所成績,具有一定的出貨能力。射頻芯片設計具有較高的門檻,具備射頻開發經驗后,可以加速后續高級品類射頻芯片的開發。目前,具備射頻芯片設計的公司有紫光展銳、唯捷創芯、中普微、中興通訊、雷柏科技、華虹設計、江蘇鉅芯、愛斯泰克等。
射頻芯片代工方面,臺灣已經成為全球最大的化合物半導體芯片代工廠,臺灣主要的代工廠有穩懋、宏捷科和寰宇,國內僅有三安光電和海威華芯開始涉足化合物半導體代工。三安光電是國內目前國內布局最為完善,具有GaAs HBT/pHEMT和GaNSBD/FET工藝布局,目前在于國內200多家企事業單位進行合作,有10多種芯片通過性能驗證,即將量產。
海威華芯為海特高新控股的子公司,與中國電科29所合資,目前具有GaAs0.25umPHEMT工藝制程能力。射頻芯片封裝方面,5G射頻芯片一方面頻率升高導致電路中連接線的對電路性能影響更大,封裝時需要減小信號連接線的長度;另一方面需要把功率放大器、低噪聲放大器、開關和濾波器封裝成為一個模塊,一方面減小體積另一方面方便下游終端廠商使用。為了減小射頻參數的寄生需要采用Flip-Chip、Fan-In和Fan-Out封裝技術。
射頻芯片的主要作用是收/發射頻,它能夠將無線通信基帶信號轉換成一定的無線電射頻信號波形,并通過天線諧振發送出去。射頻芯片設計面臨的難題非常多,第一個方面是設計者理論及經驗方面的主觀因素。因為射頻芯片不僅僅是技術問題,多天線,多通道、各種頻率的組合,并通過天線處理實現更大的數據吞吐量,中間還有經驗值。
我國射頻芯片產業現狀分析
射頻前端的發展自始至終圍繞著基帶芯片的進步,從4G時代開始,高通推出MDM9615“五模十頻”基帶使得一部手機可以在全球幾乎任何網絡中使用,從而促進了射頻龍頭廠商推出集成化度更高的射頻前端產品,這一趨勢在5G時代得到了延續;從2G到5G,射頻前端經歷了從分立器件到FEMiD,再到PAMiD的演變,整個射頻前端的集成化趨勢愈加明顯。
隨著4G逐漸普及,智能手機中天線和射頻通路的數量增多,對射頻低噪聲放大器的數量需求迅速增加,因此預計在未來幾年將持續增長。5G通訊手機和模塊市場將促發射頻器件需求大幅增長。5G通訊基站市場相對4G時代,射頻器件的需求也是成倍增加。
Wi-Fi路由器市場,在5G時代,射頻器件的需求存在一定的不確定性。所以,未來射頻器件最重要的市場需求來自:手機和通訊模塊市場,NB-IoT市場。到2023年射頻前端市場規模有望突破352億美元,年復合增長率達到14%,手機射頻前端市場占據其中八成以上。5G到來是機會,也可能會拉大國內射頻公司與國際射頻公司的差距。國內射頻公司都還弱小,研發能力和資金都很有限,射頻前端模組提高了研發門檻。
根據美國數據公司QY Research的統計,2016年-2021年,全球射頻前端市場規模從125.67億美元增長至204.59億美元,預計至2027年,市場規模將達370.27億美元,2021至 2027 年的復合增長率為10.39%。此外,通信技術的變革也是推動射頻前端需求增長的一個關鍵因素。例如,在移動終端從4G向5G演進的過程中,射頻前端產品復雜度提升,器件數量大幅增加。
預計到2028年射頻前端的市場年復合增長率約為5.8%
隨著5G等通信技術的迅猛發展,對射頻前端器件的需求激增。市場分析人士指出,智能手機市場有望迎來持續下行周期后的見底復蘇,未來國內優質射頻廠商有望擴大市場份額,成長空間廣闊。根據Yole的數據,2021年射頻前端的市場為190億美元以上,預計到2028年射頻前端的市場年復合增長率約為5.8%,將達到269億美元。
5G支持頻段成倍增加,導致模組從4G時代的3-5個上升到5-9個。PA模組、濾波器和開關的單機需求量翻倍,單機價值量也由此從均價11.78美元上升至35.25美元,漲幅近200%。根據YOLE的統計數據,2018年全球射頻前端模塊消費量為96億個,預計未來隨著5G的不斷發展,2023年全球消費量將增長至135億個。
隨著通信技術從4G向5G演進,除智能手機外,5G通信將更為廣泛地應用于工業、汽車、醫療、軍工等領域,5G通信技術是實現萬物互聯、智能革命的基礎性技術,將賦能和改造各行各業,催生出新一輪的產業升級和產業革命。
由于慧智微所處的射頻前端芯片設計行業具有技術壁壘高、研發周期長、研發投入大等特點,為保證技術前瞻性、領先性和產品的競爭力,慧智微始以技術創新作為驅動力,積極加大研發投入。
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