射频前端行业发展现状及趋势分析

射频前端行业发展现状及趋势分析
一、射频前端概述
半导体分为分立器件与集成电路。按处理信号的特点,集成电路分为模拟IC与数字IC,数字IC用于处理数字信号(例如CPU、逻辑电路),模拟IC用于收集现实世界中的信号(包括光、声音、温度、湿度、压力、电流、浓度等),并进行包括放大、过滤等处理,可按照处理信号的类型继续划分为电源IC、信号链、射频等。而射频器件主要包括功率放大器、射频开关、低噪声放大器。此外,射频前端中的滤波器是无源器件(被动元器件),半导体属于有源器件。udiab
射频前端主要器件包括:功率放大器 (PA,Power Amplifier)、滤波器(Filter)、开关(Switch)、低噪音放大器(LNA,Low Noise Amplifier)、调谐器(Tuner)、双/多工器(Du/Multiplexer)。
二、射频前端行业现状
手机主要成本包括显示器(约20%)、相机(约10%)、及主板,其中主板主要包括三大芯
片,即主芯片(约15%)、储存芯片(约10%)、射频前端(约8%)。在射频前端中,PA和滤波器为价值量最高的两大器件,价值量占比分别为34%、54%。
烟雾净化上一轮射频前端市场起步起始于4G时代,全网通需求使得覆盖频段数大幅增加,常用频段数由3G时代约10个频段提升至4G时代约40个频段,大幅拉动射频前端增长,市场价值2012-2019年CAGR高达15%。2020年5G时代正式开启,预计2024年射频前端市场空间将达到273亿美元,2020-2024年CAGR达16%,其中增量主要来自5G新增频段,为113亿美元。
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三、射频前端市场竞争格局
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4G时代产生的集成化需求使得目前主流厂商都进行了全产品线布局,但是Murata、Skyworks、Qorvo和Broadcom(Avago)四大巨头瓜分80%以上市场,各家产品线布局存在差异。
整体上,四大巨头实力相当,市占率均在20%-24%;剩下市场由主打滤波器的日本厂商TDK、Taiyo Yuden,以及从基带端切入的新晋者Qualcomm瓜分。
从产品线看,4G时代定下的PAMiD路线,使得四大厂商纷纷布局各类产品线,但在滤波器技术路线上存在较大差异:老牌滤波器厂商Murata在SAW滤波器仍具备绝对优势,市占率在50%以上。新切入滤波器市场的Avago和Qorvo分别通过FARB/SMR新技术在BAW滤波器领域取得领先优势,市占率分别达到56%/38%。而Skyworks由于滤波器的布局晚于Qorvo/broadcom十年以上,因此在滤波器上稍显不足。目前虽然已具备SAW/TC-SAW滤波器具备自主生产能力,但部分产品仍是外包给TaiyoYuden生产。此外,LNA和开关市场中Qorvo与Skyworks具有较大优势,市占率分别为35%/23%,而国内厂商卓胜微LNA与开关市占率也达到8%。
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四、射频前端行业发展趋势
1、集成化需求推动全产品线布局
从3G时代开始,出于节省PCB面积、降低手机厂商研发难度的考虑,射频前端逐渐由分立器件走向模组。该时期以日本厂商主导的无源器件集成化产品FEMiD为主流(主要集成滤波器、开关),而欧美厂商继续钻研有源器件PA产品,两者泾渭分明。但4G时代的到来,OEMs厂商产生了对PA和FEMiD进一步集成的需要,即PAMiD模组,推动了有源厂商与无
源厂商的并购融合,拥有PA、滤波器及开关全产品线的四大射频前端巨头Qorvo、Skyworks、Broadcom(Avago)、Murata也由此诞生。
2、高频趋势势不可挡,新技术应运而生
高频资源的不断解锁,需要RFFE不断推出新技术以保证性能。其中,值得重点关注射频前端的两大“兵家必争之地”,有源器件PA和无源器件滤波器:
技术一:PA的性能提升主要通过新材料于新工艺的结合,而非缩短制程。存储芯片、处理器等数字芯片的发展规律大致遵从摩尔定律,即每18个月芯片的性能提高一倍(即更多的晶体管使其更快),但射频前端作为模拟芯片,其特征尺寸的缩小并不能带来性能的提升和成本的下降:(1)击穿电压随尺寸缩小降低,而对于PA而言,需要高工作电压才能提供高输出功率。(2)模拟电路的整体尺寸并不随着特征尺寸缩小而等比例缩小(如电感),因此先进制程下,单位芯片成本不降反升。观察过去几代通技术更迭,我们可以看到PA的主流发展路径为(1)终端:从SiCMOS到GaAsHBT/GaAsHEMT;(2):从SiLDMOS到GaNHEMT。筛板塔
技术二:高频段下,滤波器由SAW技术迁移至BAW技术。与PA面临的挑战类似,滤波器也同样需要在高更频段、更大带宽下保持高性能。在2G时代,SAW滤波器为主流技术,以Murata为业界标准;而从3G时代开始,日本厂商的不断钻研工艺的匠人精神,并未能在高频段取得良好的性能(包括低插入损耗、高Q值等),而以Qorvo和Broadcom为代表的欧美厂商则通过高频段仍能保持高性能的BAW滤波器一举登上舞台。

本文发布于:2024-09-23 05:27:50,感谢您对本站的认可!

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