北海电工培训学校,北海电工培训班

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电子发烧友综合报道（文/程文智）要说科技产业今年什么最热门，非“5G”莫属，游丝，截至到7月底，全球已经有126个国家，将近400家运营商在开展5G部署的研究，而我国目前走在世界前列，氧化锌避雷器内部通过工作电通过泄漏电无电流流过问题:落式熔断器在短路电流通过后，截至到今年6月份，护目镜，我国的5G入网用户已经上亿，5G终端连接数超过了6600万。从5G的产业链来看，它的应用、运营商、终端、上游的模组、器件，芯片，以及更加上游的设备材料来看，它涉及的产业链非常长。

本文主要谈一谈5G射频前端的发展状况和趋势，以及国内企业在产业链中的位置和贡献。射频前端模块（RF Front End）主要包括滤波器、功率放大器（PA）、低噪声放大器（Low Noise Amplifier，LNA）、射频开关、天线调谐器、双工器，以及接收机/发射机等几部分。

其中在射频滤波器方面，国内企业最近有不少动作，比如开元通信近期推出了其最新的射频发射模组（FEMiD）芯片品牌“鸿雁”系列产品；天津诺思获得经纬辉开1.27亿元投资后，终于在近期解决了南昌3亿元的借款问题，其BAW滤波器产线进入量产倒计时，预计十月份可以达到全面投产状态。

全球射频前端发展状况及发展趋势

根据Resnant的预测，2020年全球射频前端市场将超过1500亿元，其中滤波器市场超过1000亿元。进入5G时代，手机终端新增了N77/N78/N79等高频频段，射频滤波器用量大幅增加。

Qorvo曾在公开场合表示，4G手机滤波器用量约为40个，而5G手机将提高到70个，另外在3GHz以上的频段，BAW滤波器是主流方案，随着5G的持续渗透，BAW滤波器市场的产值占比持续提升。

根据公开数据，4G时代单部手机的射频滤波器价值量在4-7美元之间，到5G时代，这个数字会变成10美元以上。在芯片封装端，射频前端模块逐步从CSP封装形式转为WLP封装形式。

图1：手机中射频前端结构图。（图片来源：Wind）
从滤波器方面来看，基站跟终端都略有不同。基站侧主要是以金属滤波器和陶瓷介质滤波器为主，在这个领域国内跟国外有一些企业都在布局。国内主要有大富科技和武汉凡谷等企业；国外有村田、TDK、京瓷、凯瑟琳（爱立信）、康普和CTS等企业。手机侧，常闭触点会变为常开触点，4G时代主要以声表面波滤波器（SAW）和体声波滤波器（BAW）为主；到5G时代，LTCC和IDP将会迎来发展契机。另外，薄膜体声波谐振器（FBAR）也会继续扩大其市场份额。由于技术和专利上的优势，当前滤波器市场主要以国外的企业为主，集成电路的供电电压与集成电路的电源电压典型值应相符合，其中，SAW滤波器主要供应商为村田、TDK、太阳诱电、Skyworks、RF360等几家厂商，体声波滤波器为Broadcom、Qorvo、太阳诱电和RF360等几家主导；LTCC和IDP滤波器主要供应商为村田、太阳诱电和RF360等。手机端射频滤波器国产化率仅为个位数。

在功率放大器方面，由于负荷的故障使电动机堵转等，基站侧在2G/3G时代基本全部使用LDMOS工艺，4G时代开始使用氮化镓工艺，预计5G时代，氮化镓工艺将成为主流。LDMOS产品市场份额主要被NXP、Ampleon、Wolfspeed等占据。超过70%的氮化镓PA市场被住友电工、Wolfspeed和Qorvo占据。手机侧PA在4G时代主要采用砷化镓工艺，在这样的情况之下，全球4G PA约90%市场份额被Skyworks、Qorvo、博通、高通和村田占据。5G时代，还是会延续砷化镓工艺的发展。

在天线方面，4G基站就开始采用MIMO技术，不过当时最多采用8T8R，天线主要是无源天线。到5G时代，将会更多采用Massive MIMO技术，主要采用64T64R，并且向有源天线演进，天线与滤波器集成的一体化解决方案将会更受欢迎。基站侧天线全球市场超过40%的份额被中国企业占据。在手机上，介质更低的LCP天线可能会成为一种主流。

其他的射频开关、LNA，以及天线调谐器的发展势头也很好。从工艺上来看，RF SOI工艺可能会取代砷化镓工艺，逐渐成为射频开关的主流工艺。LNA目前以SiGe工艺为主，但在毫米波波段，SOI有望成为主流。天线调谐器目前以SOI工艺为主，RF MEMS工艺的占比逐渐增加，因为RF MEMS工艺在品质因数、线性度和插入损耗等方面的性能更好。供应商方面，射频开关的主要供应商有Skyworks、Qorvo、村田、博通和卓胜微等；LNA的主要供应商则包括博通、安森美、英飞凌、TI和NXP等；

射频前端市场国产量与需求量相差甚远
纵观射频前端的整个产业链，几乎每个环节都被国外厂商占据着主要市场，比如射频PA市场，Skyworks、Qorvo、博通和村田四家企业就占据了超过90%的市场；在滤波器市场，村田、博通、太阳诱电和Qorvo、Skyworks联手拿走了95%的市场份额，国内厂商的市场份额仅占个位数。

不过自去年以来，由于中美贸易摩擦和美国对大陆科技公司的技术管制，加速了国产器件的替代步伐，则引脚排列等可能不同，射频前端产业也不例外，现在不少下游品牌厂商都在积极寻找能够国产替代的射频芯片厂商。国内射频企业迎来了发展良机，并要根据实际情况制定安全措施，而且随着技术上不断的积累和突破，国内有不少射频前端企业开始崭露头角，在全球市场占有一席之地。比如国内射频开关企业卓胜微、射频芯片代工企业三安光电、封测企业长电科技等。

比如在射频滤波器方面，国外企业将主要精力集中在了高频段BAW滤波器市场，中低频SAW滤波器技术进展缓慢，这也成为了国产替代的重点领域。

在国内的射频前端领域中，深耕滤波器产业多年的企业有好达电子、中电26所、德清华莹和中电55所等。企业方面卓胜微、信维通信和麦捷科技在SAW滤波器领域相对较快，其中麦捷科技与中电26所合作，信维通信与德清华莹在合作开发新的产品。在体声波滤波器领域，汉天下、开元通信和天津诺思等厂商进展迅速。

好达电子是滤波器出货量领先的国内射频厂商，其主要产品包括中频SAW滤波器、声表谐振器、双工器和其他射频滤波器产品。

诺思拥有300多项技术专利，是国内最早开始研发BAW滤波器，技术实力最强的BAW滤波器厂商之一。它拥有自有滤波器Fab，在天津、南昌和绵阳三地建有生产线。该公司是国内唯一拥有Fab的BAW滤波器供应商。其高功率容量体声波滤波器在基站领域有应用。据其官网信息，诺思天津工厂滤波器交付能力3亿颗/年，南昌工厂的交付能力为12亿颗/年。绵阳工厂规划总投资额为128亿元，届时将具备110亿颗FBAR滤波器产能。

开元通信采用的是Fablite经营模式，它成立于2018年，是一家新兴的、专注于射频前端解决方案的本土芯片公司。公司总部成立于厦门市海沧区，目前在上海张江设有运营中心，并在深圳设有销售及客户支持中心。公司产品主要基于BAW、SAW、TC-SAW还有LTCC的滤波技术，覆盖了分立滤波器、射频模组还有WLP管芯等产品领域。核心自主知识产权已申请了50多项发明专利，其中包括10余项PCT的国际专利。该公司在2019年就发布了BAW滤波器品牌“矽力豹”系列产品，随后又推出了SAW滤波器品牌“蜂鸟”产品系列。今年8月又正式推出了射频发射模组（FEMiD）芯片品牌“鸿雁”系列产品。

EM6375是“鸿雁”品牌的首款射频发射模组芯片，同时也是国内首个量产的FEMiD射频发射模组产品，采用了适用于模组的先进WLP封装方式，集成了单频性能富有竞争力的各频段滤波器管芯，有效减小了射频前端在手机板上的占用面积，占用面积仅为分立方案的1/4至1/3。相比于传统分立滤波器 开关的方案，同时加以解决，通过器件优化和集成优化，系统功耗也可以得到明显降低。

图2：EM6375内部开盖图。
具体性能参数方面，EM6375集成了高性能SOI射频开关及多个频段、不同工艺（BAW、SAW、LTCC）的双工器和收发滤波器芯片。同步推出的首发产品，FEMiD 5G射频模组滤波器芯片EM6375，将高线性多掷数mipi控制射频开关，及多个基于BAW / SAW / LTCC技术的双工器和收发滤波器集成至一颗发射模组芯片内部，能支持B1/3/5/7/8频段发射和接收，B34/39/41频段接收，GSM850/900/1800/1900发射通路，支持B1＋B3, B3＋B41 和B39＋B41载波聚合，支持n41及EN-DC，同时还集成了7个AUX口，可以扩展至更多的频段。

汉天下是国内率先全面掌握BAW滤波器量产技术的公司之一，拥有关于BAW滤波器、谐振器的多项核心技术。2019年推出了适配5G技术的一些滤波器产品，包括全频段N41滤波器在内的多款产品。

在PA市场，4G之后，国内PA企业就已经开始慢慢的站稳了脚跟，有了4G这个基础，现在正在向5G方面布局。从未来看，国内5G基站的建设会加速，需求会增长，这样会极大拉动PA市场需求，包括氮化镓的需求。同时5G基站的建设也会拉动5G终端的发展，以防止异步电动机单相运行，而终端的发展也会进一步带动5G砷化镓市场的发展。

目前氮化镓工艺的市场还未完全打开，国内企业也主要集中在砷化镓工艺阶段。但从未来来看，国内的发展趋势可能跟国际差不多，一方面基站侧氮化镓工艺会逐步取代CMOS工艺，成为宏基站的主流。但在微基站方面硅基的CMOS方案和砷化镓还是会有一定的市场空间。

终端侧，砷化镓还是主流，不过，可重构的PA是5G PA一种潜在的技术路线。硅基的氮化镓有望降低成本，成为手机PA的一种解决方案。

在毫米波段PA的技术发展方面，一方面基站侧的毫米波频段，硅和砷化镓具有成本优势，但是氮化镓仍然是高功率PA的一个优选方案；手机侧在毫米波的波段方面，PA仍存在多种可能的技术路线。

PA 市场主要由国外厂商主导，市场份额集中在Skyworks、Qorvo 和博通等国际厂商中。国内PA 厂商基本是Fabless 设计公司，主要有海思、卓胜微、昂瑞微、唯捷创芯、紫光展锐、慧智微、飞骧科技、锐石创新等，主要代工厂有三安光电、海特高新。

在天线方面，国内的基础还是比较好，的呼梯盒上还设有钥匙开关，市场占有率比较高，5G天线发展会带来量价同升的局面。5G技术的发展会推动小基站天线的应用，对于终端侧的天线，5G也带动模块化的发展，逐步引入了一些新的材料和一些新的技术。同时毫米波段天线将会系统化和集成化，毫米波的5G天线相关厂商也正在加紧天线、滤波器以及材料的布局。从未来的趋势看，基站侧天线会从MIMO升级成Massive MIMO；终端侧，一方面是高阶的调制，载波聚合和MIMO三大技术提升5G天线带宽与下载的速率，软板天线已经成为目前的一个主流。在毫米波段方面，模块化是一个趋势，同时AIP的封装也是未来的一个主流。

其他的射频开关方面，替换的原则形规格及引线排列顺序应相同尽量选用同型号的集成电路或可以直接代换的其他型号，一方面射频开关和LNA天线调谐量会进一步提升，射频开关领域，国内企业已经采用设计+代工的产业模式，占据了一定的市场份额。在射频开关天线调谐方面主要采用RF SOI工艺，LNA方面主要采用CMOS硅+氮的工艺。从未来的趋势看，第二个是暂态电流速动保护，一方面射频开关未来会向双刀、三刀等多载波聚合的开关演进。

射频开关厂商主要包括Skyworks（33%）、Qorvo（20%）、村田（14%）、博通（10%）等。目前国内主要的射频开关企业包括卓胜微、德清华莹、紫光展锐、唯捷创芯、韦尔股份、迦美信芯等，国内射频开关封测厂有嘉盛、日月新和通富微电。

总结

总的来说，应自动与电网解列，我们在射频前端产业还是有非常大的发展空间的，不过面临的挑战也不少，比如我们的射频前端相关的企业大多是些初创企业，基本都是以单点突破为主，产品线方面还不完善，整体解决方案不足；高水平专业人才也比较匮乏，如果互相挖人的话，对企业的稳定性很不利等等。

我们如果想要在射频前端产业中占据更大的市场，还是需要加强基础研究和原始创新，夯实射频器件产业的发展基础；还需要加强人才的培养，注重人才的引进；更重要的是要合理引导产业布局，促进产业链上下游的协同发展，避免盲目投资造成行业资源浪费。

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(编辑:北海电工培训学校)