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5G时代,手机射频器件成本会超过主芯片?

作者:时间:2019-01-10来源:网络收藏
编者按:从2020到2021年将是5G大规模商用的时间。目前主流的5G芯片玩家,包括高通、海思、英特尔都是采用4G LTE外挂5G-NR模块的方式来做5G测试。预计到2019年会出现真正的5G手机商用。频谱是5G的血液,5G频段的确定意味着全国范围的大规模5G试验即将展开, 5G赛道正式铺开。

  为什么时代BAW比SAW更重要?

本文引用地址:http://www.amcfsurvey.com/article/201901/396567.htm

  一方面主厂商的增长率面临下滑,需要拓展新的市场。另一方面器件是非常大的蛋糕,仅从个数上器件会远超主

  种种迹象都引起了手机主厂商的警觉。实际上,近年来高通、联发科以及紫光展锐都先后通过收购拥有了自己的PA公司。比如高通与TDK联合建立RF360,联发科收购络达,紫光展锐则有RDA。

  主芯片厂商通过捆绑销售的策略具有一定市场优势,不过在高端旗舰产品中,一线品牌仍更倾向于采用Qorvo独立RF厂商的射频器件。

  2018年2月,在西班牙巴塞罗那世界移动通信大会期间,中国移动发布“终端先行者计划”。值得一提的是,这个先行者计划的参与企业,除了手机公司以及主芯片厂商外,就包括Qorvo等四家射频器件商。可以说这是中国移动作为运营商进行的官方认证,表示认可这四家公司成为5G射频器件的供应商。

  陶镇表示,在目前全球射频器件公司中,Qorvo和Skyworks两家占据了90%的市场份额。在sub6Ghz频段以内的射频器件,Qorvo都有覆盖,目前处于领先优势。

  其实Qorvo这家公司的历史并不长,Qorvo是基于RFMD与TriQuint两家传统射频半导体大厂的合并,在整个射频半导体业才诞生三年。除了手机射频之外,Qorvo还有国防、太空相关的产品线。目前Qorvo的晶圆包括滤波器都是在美国的晶圆厂生产,后端封装测试则放到了中国。

  

5G时代,手机射频器件成本会超过主芯片?


  截止到2018年9月29日,根据Qorvo财报显示,Qorvo 2019财年第二季度收入为8.84亿美元,毛利率为40%。其中针对旗舰智能手机的移动产品收入增长37%,达到6.67亿美元。

  据介绍,从2G到4G,Qorvo都有全线的产品布局。2017年,Qorvo开发了第一款基于5G NR新标准的射频前端模块。陶镇表示,Qorvo在业内第一家正式推出3.5Ghz的射频前端,目前Qorvo已经为中国领先的智能手机厂商提供双频段3.5Ghz和4.9GHz 5G模块。同时为28Ghz的相控阵5G基站部署高功率放大器。

  陶镇表示,目前5G覆盖的频段主要为三大块:第一个频段是3.5Ghz,频段号为n77/n78;第二个频段是4.8Ghz,频段号为N79;第三个频段为2.5Ghz,频段号为N41。

  在2018年11月初温哥华的GTI研讨会上,Qorvo就首次展示了支持n41频段的射频前端模块QM75041 全频段n41滤波器TQQ0041T,集成了功率放大器、滤波器、开光、耦合器等。这也是Qorvo首次展示适用于n41频段的射频解决方案。此外,Qorvo还推出了单个支持n41频段的滤波器。

  据透露,针对中国联通、中国电信等其他运营商在n77、n78、n79等频段的需求,Qorvo则以QM78201为设计解决方案进行支持。

  Qorvo 在 5G领域积累了许多核心技术,从 LowDrift 和 NoDrift 滤波技术、天线调谐技术到 RF Fusion 和 RF Flex 射频前端解决方案,再到更加基础的 GaN 技术,Qorvo 提供了行业领先的核心架构、滤波器和开关产品。

  目前Qorvo在n41模块方向具有研发和整合能力。虽然目前已经有不少射频器件厂商加入5G竞争,不过未来射频模块化需要考验集成能力。比如在低频阶段,主要涵盖1~2个PA。中高端频段一般有两个PA,几十个SAW滤波器。到了高频段,则需要用BAW滤波器来做,才能达到更好的性能。

  这里的SAW和BAW都是声学滤波器,其中SAW叫做表面声波滤波器,BAW则叫做薄膜声学谐振器。原理基本上跟SAW类似,不过由于声信号在介质内传输,所以体积可以做得更小。声学滤波器更多用在手机中,优势在于尺寸可以做到很小。还有一种陶瓷滤波器,尺寸不太可能放在手机里面。

  BAW的性能比SAW更好,同时也更省电,可以让PA工作在更高的电压,加工起来难度也更大,属于超精细加工。

  目前一般针对低性能的市场采用SAW,而高性能的市场则采用BAW。Qorvo的优势在于可以同时提供BAW、SAW。这一点很重要,因为很多射频器件公司只能提供SAW,无法满足高端市场的需求。相比竞争对手,Qorvo在射频器件这一块产品线最全,不管是BAW、SAW、SOI、开关都有,同时还具备模块化能力。

  无论是BAW还是SAW,都支持不了全频段的带宽,无论是900兆的3.5GHz,或者是600兆的4.8GHz。陶镇表示,Qorvo也在不断的改进工艺,让未来5G在两个频段都可以做到。陶镇认为,现阶段,5G商用的射频器件暂时都聚焦在6GHz以下,毫米波的产品市场启动没这么快。

  点评:聚焦核心竞争力,哪类射频公司布局最完善?

  相比竞争对手,Qorvo的另一个优势在于掌握了PA的生产制造能力。优秀的生产工艺一直是Qorvo的强项,能提供的射频器件工艺极其广泛,从CMOS、砷化镓、氮化镓、磷化铟(InP)到SOI工艺都有布局。

  从技术上来看,目前主流的射频器件都以砷化镓(GaAs)为主,毫米波则要用到氮化镓(GaN)。凭借独有的高性能HBT(HeterojuncTIon Bipolar Transistor,异质结双极晶体管)工艺,Qorvo将GaAs的潜能挖掘到极致。由于砷化镓材质下PA输出能力足够大,因此砷化镓的天线阵列尺寸可以更高,效率要更高。除了GaAs,Qorvo也有CMOS工艺,不过主要用来做2G射频器件。据介绍,Qorvo的晶圆制造工厂目前都在美国,在北京、山东德州都有封装测试厂。

  总的来说,虽然目前包括高通、MTK、展锐在内的主芯片公司纷纷打包销售PA,势必对独立第三方的射频PA公司造成影响。但目前一线手机品牌如苹果、三星、华米OV都仍然采用Qorvo,Skyworks,Avago的器件。可见射频器件的技术和制造门槛之高,并非新进入者能够轻易超越的。

  在三家一线射频公司中,Qorvo技术和市场最全面,PA和滤波器都有所建树。Skyworks则在滤波器方面略显单薄。Avago相对来说,主要将心思放在高利润市场里,普通客户那里并没有太多收获。应该说Qorvo的布局最全面,未来将获得最多的机会。Qorvo是2014年由RFMD与TriQuint合并而成。RFMD和TriQuint都是Apple,Samsung的PA供应商。而Skyworks和Avago在各个环节也有相应的布局。

  类似于Qorvo这样的公司,不仅自己研发,还可以自己生产、封装测试,主要芯片自产保证了容易控制成本。相对来说大陆本土射频企业仍然比较弱势,因为大多只有设计研发能力。

  此外,随着5G时代来临,射频器件数量大增以及模块化趋势明显,特别是滤波器对于BAW的需求增加,谁拥有更充足的BAW产能,谁将在未来发展中获得优势地位。


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关键词: 5G 射频 芯片

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