全球射频前端芯片发展规模

根据中投产业研究院发布的《2020-2024年中国射频前端芯片行业深度调研及投资前景预测报告》显示,5G趋势下,网络高频化、前端模组化以及通信技术创新驱动使得射频器件数量和价值量的增加,从而促进了5G射频前端市场规模扩张。根据QYRElectronicResearchCenter的统计,从2011年至2018年全球射频前端市场规模以复合增长率13.10%的速度增长,2018年达149.10亿美元。受到5G网络商业化建设的影响,自2020年起,全球射频前端市场将迎来快速增长。2018年至2023年全球射频前端市场规模预计将以复合增长率16.00%持续高速增长,2023年接近313.10亿美元。

图表23 2011-2023年全球射频前端市场规模及预测

数据来源:QYRElectronicResearchCenter

中国射频前端芯片发展规模

根据中投产业研究院发布的《2020-2024年中国射频前端芯片行业深度调研及投资前景预测报告》显示,中国地区对全球射频需求占比极大,是全球最大的射频前端芯片的市场。2018年中国射频前端芯片市场规模达到了1042亿元,国内企业占比极小。

图表30 2014-2018年中国射频前端芯片市场规模及增长

数据来源:中投产业研究院

中国射频前端芯片制造业与国外优势企业相比存在较大的差距,中国射频前端芯片设计、研发、生产等方面任重道远。国内主要企业产品价格明显低于全球知名品牌水平。目前,国内射频前端芯片行业产品产量主要集中在低端领域,主要以射频开关和射频低噪音放大器为主。

射频前端芯片行业投资机会

根据中投产业研究院发布的《2020-2024年中国射频前端芯片行业深度调研及投资前景预测报告》显示,随着通信技术的更迭发展,所需的射频芯片规模更大、数量更多、复杂度更高。

其中,功率放大器的性能决定了通信距离和信号质量,是射频系统中仅次于基带的重要部分。手机射频芯片通常包括数个甚至十余个功率放大器,其主要材料为砷化镓,而性能更好但成本更高的氮化镓功率放大器有望在5G时代称为主流。射频滤波器也是射频芯片的重要组成部分,主要应用的种类有声表面波滤波器(SAW)和体声波滤波器(BAW),SAW滤波器在2G、3G时代占据滤波器市场的主导地位;但SAW滤波器性能不足,在滤波频率高于2GHz时,不能满足苛刻频段的要求。

BAW滤波器本身具有性能优势,而且BAW滤波器的尺寸还随频率升高而缩小,在高于2GHz时成本很低,这使它适合要求非常苛刻的4G、4G+应用(包括载波聚合,VoLTE)及未来应用更高频率(<6GHz)的5G应用,能解决5G时代频段更多与载波聚合时带来的频段干扰问题。同时,5G时代所需的频段数是2G时代的数倍,需要性能更好、数量更多的天线调谐开关以满足对不同频段的信号接收、发射的需求。

射频芯片设计方面,国内公司在5G芯片已经有所成绩,具有一定的出货能力。射频芯片设计具有较高的门槛,具备射频开发经验后,可以加速后续高级品类射频芯片的开发。目前,具备射频芯片设计的公司有紫光展锐、唯捷创芯、中普微、中兴通讯雷柏科技、华虹设计、江苏钜芯、爱斯泰克等。

射频芯片代工方面,台湾已经成为全球最大的化合物半导体芯片代工厂,台湾主要的代工厂有稳懋、宏捷科和寰宇,国内仅有三安光电和海威华芯开始涉足化合物半导体代工。三安光电是国内目前国内布局最为完善,具有GaAsHBT/pHEMT和GaNSBD/FET工艺布局,目前在于国内200多家企事业单位进行合作,有10多种芯片通过性能验证,即将量产。海威华芯为海特高新控股的子公司,与中国电科29所合资,目前具有GaAs0.25umPHEMT工艺制程能力。

射频芯片封装方面,5G射频芯片一方面频率升高导致电路中连接线的对电路性能影响更大,封装时需要减小信号连接线的长度;另一方面需要把功率放大器、低噪声放大器、开关和滤波器封装成为一个模块,一方面减小体积另一方面方便下游终端厂商使用。为了减小射频参数的寄生需要采用Flip-Chip、Fan-In和Fan-Out封装技术。

无论如何,射频芯片厂商将迎来新的窗口期。国内厂商的角色虽以追随为主,但在5G时代,中国在通信协议方面拥有更多的话语权。随着5G手机出货量不断增加,制造成本会进一步拉低,将会有更多手机品牌推出5G千元机,这一市场将成国内5G射频前端芯片的机会所在。

要想更好地发展,国内厂商需要在产品定义、研发进度管控、供应链管理和运营资金储备上下足功夫,确保能够按时、保质、保量地实现交付,并需要做好持久战的准备。

射频芯片国产化投资前景

近年来,随着移动终端的数量及通信频段的急剧增加,射频芯片的需求和价值极大增长。其中,滤波器市场显著增加,功放和低噪声放大器稳定增长,射频开关类产品需求多样化发展。

根据中投产业研究院发布的《2020-2024年中国射频前端芯片行业深度调研及投资前景预测报告》显示,在国产化方面,传统SAW器件制造成本以及难度很高。因此该行业存在着较高进入门槛。目前国内大部分SAW滤波器厂商仍停留在公频波段(较低频率,低于1GHz)的产品生产中。在更高的射频工作频率,国内厂商基本还是空白。在更具有性能优势的BAW领域,由于工艺壁垒更高,国内只有诺思理论上可以供货。在PA领域,PA芯片行业迎来接口标准化及砷化镓晶圆代工向国内转移两大红利。国内有三大射频PA公司,分别是中科汉天下、唯捷创新、国民飞骧。

目前,三家公司的水平是在2G市场有一定的优势,3G市场份额有限,4G市场基本混迹于低端市场略有盈利。未来的5G市场,目前各家的研发都不明朗,大红局势可能出现利空。移动终端的射频滤波器基本被国际巨头垄断,然而射频芯片市场巨大,国产化市场前景依然光明;在众多集成电路种类中,射频芯片投入相对小,是很好的尝试点和突破口,性能提高是关键;国内射频芯片公司小而散,只有联手、整合,放弃内部低端市场的竞争,才有机会挑战国际巨头。