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“芯片短缺”背后需求藏機遇 國產射頻器件進入黃金期

作者:劉洋時間:2021-06-24來源:消費日報網收藏

自2020下半年開始,全球芯片進入嚴重短缺局面,中國市場也因此遭受影響,“卡脖子”問題進一步凸顯。作為5G通信系統的重要組成部分,射頻前端器件國產替代需求迫切,這就給國內相關廠商提供了極大的發展機遇。國內廠商如果能抓住這一機遇,同時借助資本市場的力量,將能有力推動國產濾波器等射頻前端器件快速進入國產替代時刻。

本文引用地址:http://www.pfaennle.com/article/202106/426546.htm

需求與政策共振 國產替代空間巨大

中國5G發展處于世界領先地位,2020年全年新增5G基站約60萬個,累計已建成5G基站71.8萬個,5G網絡已覆蓋所有地級及以上城市,并擁有超過2億個終端連接。2021年中國還計劃新建60萬個以上的5G基站,有序推進5G網絡建設及應用,用戶數會進入快速增長期。

受整個電子產業市場的驅動,全球半導體行業供應鏈處于供不應求的局面,中國的半導體產業在當前錯綜復雜的國際形勢下進一步暴露出供應鏈短板。為了加大對半導體產業的扶持力度,2020年國家相關部委陸續出臺了一系列利好政策法規。8月國務院印發《新時期促進集成電路產業和軟件產業高質量發展的若干政策》,強調集成電路產業和軟件產業是信息產業的核心,是引領新一輪科技革命和產業變革的關鍵力量。10月29日,第十九屆中央委員會第五次全體會議審議通過了《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和二〇三五年遠景目標的建議》,建議明確提出,將瞄準人工智能、量子信息、集成電路等前沿領域,實施一批具有前瞻性、戰略性的國家重大科技項目。

隨著5G技術的蓬勃發展,以及政策的大力扶持,中國射頻前端器件進入國產化“突圍”階段。濾波器是射頻前端中最重要的部分,更豐富的5G頻段增加了濾波器的數量需求,市場規模預計達到千億級。但是以濾波器為代表的射頻前端器件是中國一項典型的“卡脖子”技術,市場供給基本依賴于美國、日本巨頭企業,國內廠商技術實力、規模長期處于弱勢地位。此次“芯片短缺”危機更加顯現出射頻前端器件國產化的緊迫性。今年以來,濾波器市場的主要供貨廠商村田、博通等屢屢傳出交貨延期等消息。國產替代已經成為“必選題”,我國必須擁有國際領先水平的國產射頻前端器件,才能滿足5G發展所需。

國內射頻前端器件的巨大市場和發展潛力也吸引了眾多資本紛紛入局,2020年是中國半導體一級市場有史以來投資額最多的一年,射頻前端器件市場各細分賽道也不斷涌現出新的創業公司。為了防止“中興事件”的再次發生,去年華為已經開始在國內尋求高端濾波器的自研企業、入股濾波器賽道,射頻前端器件已經成為最受關注的風口之一。

技術走向成熟 國產射頻器件展現成長潛力

射頻前端技術主要集中在濾波器(Filter)、功率放大器(Power Amplifier)、低噪聲放大器(Low Noise Amplifier)、開關(RF Switch)。據Yole Development報告預測,全球手機射頻前端市場2017~2023年復合增長率將達14%,其中濾波器是最大的射頻賽道,2023年全球濾波器的市場規模將會達到225億美元,年復合增長高達18.81%。綜觀國內市場,開關、PA等賽道格局趨于穩定,但國產濾波器仍在發展初期,銷售額和市占率仍然較低,可以說是機會最大的市場。

在資本市場熱捧背后,國產濾波器等射頻器件替代空間大,但是困難也大。隨著5G通信標準的使用,濾波器已趨向高頻化、低功耗、高性能、微型化、模組化發展,產品研發復雜度高、技術跨度大。只有擁有出色技術實力和產品商業化落地能力的企業才能最終受到垂青,國內廠商僅靠低價替代并不夠,必須有能力提供與國外產品性能水平媲美的產品。

從中低端產品起步,在5G窗口期邁向高端,成為國內廠商突圍的發展路徑。國際大廠近年來將精力主要集中在高頻段BAW濾波器研發,中低頻SAW技術進展放慢。國內廠商目前以生產中低端SAW為主,對于有著更高技術要求的TC-SAW和BAW,國內只有少數幾家處于技術研究階段,尤其是TC-SAW的核心技術,中國市場迫切需要實現本地化供貨和服務。去年,杭州左藍微電子技術有限公司宣布,公司研發的TC-SAW雙工器關鍵技術已取得突破,相關產品已具備量產條件,技術比肩國際一流水平,能夠滿足高頻化、寬帶化、高功率、密集化及模組化等5G通信需求。

圖 左藍TC-SAW雙工器主要性能指標與國際競品相當

提升競爭力還需要國內廠商不斷拓展產品種類,滿足全品類供應。左藍微電子是國內唯一一家研發并銷售全類別射頻濾波器(SAW/TC-SAW、FBAR、模組)的公司,各頻段SAW產品、GPS、Wifi濾波器、TC-SAW等產品都已進入量產。左藍微擁有60多項專利技術以及一流的實驗室條件,掌握了射頻濾波器完整的設計技術和完全自主的全套流程設計方案,為今后公司與國內外廠商競爭奠定了堅實的基礎。公司通過領先的設計仿真平臺開發的WLP SAW濾波器,測試性能已達到國內領先水平,將應用到射頻模組產品中。

圖 左藍WLP SAW測試結果

與此同時,左藍微積極拓展小尺寸SAW濾波器的研發,該產品封裝后的器件尺寸達到0.9*0.7*0.4mm,能滿足5G射頻前端模組對器件微型化的要求。目前左藍微小尺寸SAW濾波器已完成初步樣品,測試結果滿足仿真和設計目標,正在進一步優化性能。

圖 左藍射頻前端模組性能曲線

擺在國內廠商面前的挑戰是5G發展下射頻前端器件工藝需要更加細致,以保障產品性能,也因此推高了行業的技術門檻。由于5G頻段增加需要更多射頻元件,手機內PCB空間緊張,左藍微電子利用創新設計和封裝技術,推動濾波器與其他器件的適配以達到模塊化集成,在提高集成度的同時保障產品性能、降低產品成本。

左藍微電子憑借著出色的技術實力受到投資方的青睞,去年年底完成由深創投領投的新一輪融資。目前,公司產品已通過數十個項目性能驗證,并被國內多家知名手機ODM廠商和通信終端廠商所采用。企業將依托多年積累的技術優勢,借助資本的力量,完善應用于5G通信射頻前端器件產品的方案,進一步滿足市場發展的需求。

隨著國產化替代的急迫需要,國內射頻前端領域的廠商只有憑自身出色的技術實力、優異的產品性能及可靠的供貨能力,才能最終獲得市場的認可。今年“芯片短缺”危機有望讓客戶將更多目光投向于國內供貨,這對國內射頻前端器件廠商將是良好的機會。據市場統計,2020年隨著5G的到來和國內射頻公司的快速成長,國產射頻前端芯片銷售額增長到約9億美金;全球濾波器市場規模約為105億美金,國產濾波器銷售額雖然沒有公開的數據,但預估在2億美金左右,中國公司占有率約2%。

中國正在積極加入全球半導體市場的角逐,國務院發布的相關數據顯示,中國芯片自給率要在2025年達到70%,而2019年我國芯片自給率還不到三成。中國射頻前端器件是5G時代無線連接的核心,隨著產品的快速迭代、技術的逐步成熟,國產替代勢在必行。這對包括左藍微電子在內的國內射頻前端領域廠商,具有很大的挑戰性,但同時也是一個極具潛力的發展機遇。通過國內業界的努力,中國未來將有望產生一批全球化的“重量級”選手。



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