國產替代5G系列之射頻晶片的巨大發展空間

相比於4G時代，5G時代對於射頻濾波器和開關的需求可以實現翻倍。

出品|每日財報

作者|劉雨辰

按照專業的解釋，射頻表示可以輻射到空間的電磁頻率，頻率範圍在300kHz～300GHz之間，是一種高頻交流變化電磁波的簡稱。而射頻晶片是指將無線電信號通訊轉換成一定的無線電信號波形，並通過天線發送出去的一個電子元器件，具體包括RF收發機、功率放大器（PA）、低噪聲放大器（LNA）、濾波器、射頻開關（Switch）、天線調諧開關（Tuner）等。

過去十幾年的時間，通訊行業經歷了從2G到3G，再由3G到4G的逐步迭代， 再從4G升級到如今的5G，更多頻段的開發和新技術的引入讓高速網路普及，這其中就伴隨著射頻晶片的不斷升級。《每日財報》分析認為，從實際出發，5G相比於4G增加了新頻段，而支持新頻段就需要增加配套的射頻前端晶片，這就為行業打開了需求空間。

量價齊升打開市場空間

從上個世紀80年代的1G時代到2020年的5G時代，網路速度從最初的100kps 提升到如今的1Gkps，通訊速率和效率的大幅提升即帶來了數字經濟的蓬勃發展，也促進了硬件設備的大爆發和不斷升級。

5G高速的通訊速率和巨大通訊容量對射頻晶片提出了新的挑戰，推進射頻前端晶片技術不斷升級和市場需求的爆發。根據Yole Development的數據，2018年全球移動終端射頻前端市場規模為150億美元，預計2025年有望達到258億美元，7年年化平均增長率達到8%。

從需求端來看，手機是射頻晶片的最大消費領域，從歷史進程來看，無線通訊網路每升級一代， 就帶來了更多的頻段和制式，對應需要更多的射頻晶片，例如 PA （功率放大器）直接決定了手機無線通訊的距離、信號質量，甚至待機時間，是整個射頻系統中除基帶外最重要的部分，手機裡面PA的數量隨著2G、3G、4G、5G 的進化而向前兼容，從而帶來頻段不斷增加。5G 被引入智能手機，大量頻段被集成到一部手機，直接帶來射頻晶片用量的急劇增加。

舉個例子來說，2G時代手機頻段數是4個，單機總價值是0.8美元；3G時代手機頻段數上升到6個，單機總價值3.25美元；然而到了4G時代，千元機頻段數就達到了8-20個，旗艦機頻段數在17-30個，需要20-40個濾波器，10個開關，單機總價值16-20 美元；而到了5G手機，頻段數將達到50個，需要80個濾波器和15個開關，單機總價值達25-40美元。也就是說，相比於4G時代，5G時代對於射頻濾波器和開關的需求可以實現翻倍。

另一方面，由於對性能的要求較高，5G 時代單部手機中PA（功率放大器）的數量和單價也都比4G時代有大幅的提升。集邦咨詢預測，隨著5G智能手機滲透率逐漸提升，將帶動中國手機GaAs PA市場從2019年的18.76億美元增長到2023年的57.27億美元，年復合增長率達到19.17%。換句話說，5G時代對射頻前端的需求主要由兩方面因素驅動：手機覆蓋更多的高頻頻段推進單機射頻晶片用量的顯著提升，以及單機價值上的倍增直接帶來大規模需求增長空間，總結起來就是量價齊升。

除此之外，通訊基站同樣是射頻晶片需求量很大的一個領域。基站射頻晶片是實現信號收發的核心晶片，隨著通訊技術升級，基站天線更加系統化和龐雜化，基站天線用量也在大幅提升，每一路天線都連接濾波器、功放、射頻開關等元器件，最後通過連接器與光纖相連接，收發通道數目的增加將會帶來對這些環節需求量的提升。

《每日財報》還是用實際的例子來說明，4G宏基站主要採用4T4R方案，對應的射頻PA需求量為12個，而5G基站以64T64R大規模天線陣列為主，對應的PA需求量高達192個，也就是說，5G基站PA的數量將增加16倍。而且在5G基站中，GaN射頻PA將成為主流技術，集邦咨詢的數據顯示，2019 年為基站端GaN功率放大器同比增長71.4%，2020年將會成為5G建設爆發年，基站端GaN功率放大器市場規模有望達32.7億元，同比增長340%。

競爭格局

從世界範圍內來看，全球射頻前端晶片市場主要被Murata、Skyworks、Broadcom、Qorvo、Qualcomm等國外領先企業長期占據。根據Yole Development的數據，2018年，前五大射頻器件提供商占據了射頻前端市場份額的八成，其中包括Murata（26%），Skyworks（21%），Broadcom （14%），Qorvo （13%），Qualcomm （7%）。

國際領先企業起步較早，底蘊深厚，在技術、專利、工藝等方面具有較強的領先性，同時通過一系列產業整合擁有完善齊全的產品線，並在高端產品的研發實力雄厚。另一方面，大部分企業以IDM模式經營，擁有設計、制造和封測的全產業鏈能力，綜合實力強勁，這些公司也是華為、蘋果、三星等主要手機品牌廠商的供應商。

相比之下，國內射頻晶片公司由於起步較晚，基礎薄弱，並且主要集中在無晶圓設計領域，較之國際領先企業在技術積累、人才培養、創新能力等方面仍有明顯滯後，與美國、日本、歐洲等廠商仍存在較大差距。在5G手機廣泛普及前的窗口期，國內逐步實現中低端機型射頻前端進口替代，同時積累研發能力，逐步走向全品類供應。

在這裡《每日財報》重點介紹一下在國際市場上具備一定競爭實力的卓勝微。卓勝微以射頻開關、LNA晶片起家，目前已覆蓋全球領先手機品牌如三星、小米、華為、vivo、OPPO等重點客戶，並在2019年實現射頻模組產品從無到有的突破。在細分產品中比較優勢明顯，其中射頻開關已通過高通的小批量試產驗證，正式進入量產，憑借自身實力打開市場，卓勝微在全球射頻開關領域的市場份額占比達到 10%，成為全球第五大射頻開關龍頭企業。

事實上，射頻晶片領域的國產替代也已經刻不容緩，華為等公司正在抓緊建設本土供應鏈，國內公司產品驗證和供應渠道明顯放開。過去國內之所以難以發展在於上下遊行業集中度非常高，本土公司難以獲得產品驗證和導入的機會。現在下遊廠商扶植本土企業，國內射頻前端公司將會迎來良好發展機遇。例如，2018年之前，華為P系列和Mate系列等旗艦機型的射頻晶片供應商是主要是Murata、Skyworks、Qorvo和Epcos等巨頭，但2018年受到美國制裁之後，華為供應鏈逐步放棄美國供應商，採用海思自研和加快引入國內供應商，在目前的Mate 30和P40手機中，射頻晶片主要來自於Murata、海思和卓勝微。

射頻晶片的技術核心是既要懂設計又要懂工藝和材料，這就導致行業壁壘很高。但隨著國家大力支持半導體產業發展和貿易摩擦帶來大量晶片本土化需求，射頻產業鏈本土公司迎來了良好發展機遇和成長空間。

之所以強調本土市場需求大是因為這一點很重要，上世紀80年代日本的晶片產業之所以能被美國打壓其核心因素就是最大的需求市場在美國本土，美國控制晶片的採購之後，日本的晶片產業也失去了上升的動力，而中國而完全不同。目前中國本土已經成為全球最大的晶片需求市場，這對本土企業的崛起至關重要。回到5G產業之中，在本輪5G革命中，以華為為代表的中國企業具備先發優勢，這對於產業鏈上的本土公司起到了很好的帶動作用。因為只要產品性能達標，那麼就會具備優先進入華為供應商名單的機會，這本身就是巨大的激勵，國內廣闊的市場完全足以支撐本土射頻前端企業快速發展起來。

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