5G “东风” 起,国产射频产业链是否“万事俱备”?

admin

市场需求放缓，国际贸易环境不稳，多种因素导致2019年全球半导体市场开始下滑。据ICInsights统计，2019年上半年，全球前十五大半导体公司销售额合计同比下降18%，而全球半导体产业总销售额同比下降14%。然而随着5G开启商用化进程，5G基础设施大规模部署，全球迎来5G智能手机换机潮，这些因素会对射频产业带来巨大的拉动作用。

$ J5 ~3 d9 T1 g$ _" a
关于射频应用，我们最熟悉的就是手机，一部手机包括射频、基带、电源管理、外设、软件五部分。其中最重要的核心就是射频芯片和基带芯片，射频芯片负责射频收发、频率合成、功率放大；基带芯片负责信号处理和协议处理。从4G网络向5G网络升级的过程中，5G手机中所需的射频前端器件，包括功率放大器、天线开关、滤波器、双工器和低噪声放大器等数量和价值量都会成倍增加，射频前端市场将大规模增加，根据Yole的预测，2023年射频前端的市场规模将达到350亿美元。


5 ^' Y+ P( {$ W' }由于受到国际贸易等不确定因素的影响，国家在大力推进国产半导体产业的发展，射频产业作为半导体产业的重要环节受到高度关注，5G基础设施建设、5G终端设计、生产都需要射频技术的支持，今天我们就重点分析一下国内射频产业链的发展现状。
: U' T0 {. L2 O, @
' }, R" b" q, f/ v- S3 o/ r

& l1 h/ ?6 t% y9 K' H
# J+ L+ L3 E% D3 r从IDM到制造代工，国产射频厂商在崛起

5 ~5 H& ~1 L; T6 t9 \$ M! j
; h  x2 v7 h2 `3 N5 S整个射频产业链主要包括IDM和制造代工厂。所谓IDM(Integrated Device Manufacturer)就是整合元件制造商，从设计、制造、封装测试到销售都自己来做，目前射频领域的IDM厂商基本都被海外公司垄断，包括美系厂商Qorvo、skyworks、Broadcom，以及日系厂商Sumitomo Electric和Murata；制造代工厂是专门帮别人生产晶圆的厂商，我们比较熟悉的公司有台积电、格芯、中芯国际、联电，射频领域的代工厂以中国台湾地区的稳懋、环宇、汉磊等为主。

( S: Y1 e2 L2 C
8 a' Z$ A2 R$ B随着国内对射频芯片需求的增加，越来越多国内设计公司、代工厂开始加入射频产业链，自行搭建射频芯片制造体系。下面我们就详细看一看国产射频厂商的发展现状。


4 y( h7 ~+ `6 n. n; S* U+ l: H1 t, d全球射频设计、封测及制造厂商汇总表


目前，国内射频芯片设计公司包括唯捷创芯、苏州能讯、英诺赛科、大连芯冠科技、三安集成、中普微电子、汉天下电子、广州智慧微电子。


' S: v" ~( J& k( R1 B3 Y2 C

唯捷创芯

唯捷创芯专注于射频前端及高端模拟芯片的研发与销售，产品主要应用于智能手机等移动终端，是手机中的核心芯片之一。2012 年公司独立研发的射频功率放大器芯片开始量产；2013 年公司进入全国集成电路设计企业前 30 强。目前公司拥有完全独立知识产权的 PA、开关等终端芯片已经大规模量产及商用，已累计销售超过 13 亿颗芯片，年销售额超过4亿人民币。
4 Z4 H) N  q9 x  j
: ?) {: J* n7 ^6 s, K& e
在射频前端的关键技术上，唯捷创芯获得授权及已申请的发明专利总数已超过 40项，国际PCT申请25项，其中15件PCT申请欧美授权，并有一项已获美国专利授权。同时成功申请了超过 60项的相关集成电路产品布图，掌握了射频前端设计领域的核心技术。
2 Z; Y' O! Z5 y4 }* j

8 j+ b( {$ D7 _6 i% M( y7 c

苏州能讯

, l% W5 B9 S8 y8 n% i9 n' G苏州能讯高能半导体采用整合设计与制造（IDM）的模式，致力于宽禁带半导体氮化镓电子器件技术与产业化，自主开发了氮化镓材料生长、芯片设计、晶圆工艺、封装测试、可靠性与应用电路技术。目前公司拥有专利280项，其中：中国发明186项，国际发明69项，实用新型25项、专利使用授权40项。为5G移动通讯、宽频带通信等射频微波领域和工业控制、电源、电动汽车等电力电子领域提供半导体产品与服务。

2 g$ r% e( P; P4 S

英诺赛科

英诺赛科（珠海）科技有限公司成立于2015年，采用IDM全产业链模式，打造了一个集研发、设计、外延生长、芯片制造、测试与失效分析为一体的第三代半导体生产平台。公司一期项目坐落于珠海市国家级高新区，并已建成中国首条8英寸硅基氮化镓外延与芯片大规模量产生产线。2018年6月，发布世界首个8英寸硅基氮化镓WLCSP功率产品。英诺赛科的主要产品包括30V-650V氮化镓功率与5G射频器件，产品设计及性能均达到国际先进水平。
7 R* {" F0 |$ n* a" e. b

大连芯冠科技

大连芯冠科技有限公司于2016年成立于大连高新区，公司采用整合设计与制造（IDM）的商业模式，主要从事第三代半导体硅基氮化镓外延材料及电力电子器件的研发、设计、生产和销售，产品应用于电源管理、太阳能逆变器、电动汽车及工业马达驱动等领域。
. v" [& u+ D, a' H: D0 U9 D( {

" l( A2 g$ P$ Q; C5 }) i) I大连芯冠已建成首条6英寸硅基氮化镓外延及功率器件晶圆生产线。2019年3月，芯冠科技在国内率先推出符合产业化标准的650伏硅基氮化镓功率器件产品（通过1000小时HTRB可靠性测试），并正式投放市场。公司已与国内多家半导体功率器件及下游电源厂商展开深入合作，开发基于氮化镓器件的新一代各类电源产品，包括新能源汽车车载充电机、数据中心服务器电源和高端电机驱动等。

' h4 k9 P6 j7 \2 v

中普微电子

0 d4 T* e6 S( f& ?6 b7 \6 O中普微电子的团队均在北美半导体行业工作多年，具有集成电路设计、系统集成及企业管理方面的丰富经验。公司成立以来专注射频IC设计、研发及销售，产品涵盖GSM、W-CDMA、TD-SCDMA、CDMA2000以及快速演变的TD-LTE，提供2G/3G/4G全面的射频前端解决方案。CUCT的前瞻性TD-LTE射频功放技术突显了CUCT能够为全球4G市场提供成熟的射频解决方案。
/ P- B# w8 Y2 i- ?
% s& m' J2 e0 S

汉天下电子

汉天下电子成立于2012年，专注于射频/模拟集成电路和SoC系统集成电路的开发，以及应用解决方案的研发和推广。主要产品包括面向手机终端的2G/3G/4G全系列射频前端芯片、面向物联网的无线连接芯片，支持高通、联发科、展讯、英特尔等基带平台。每年芯片的出货量达7亿颗。产品应用于功能手机、智能手机、平板电脑、智能手表、无线键盘/鼠标、无人机、遥控汽车、智能家居、蓝牙音箱、蓝牙电子秤、对讲机等消费类电子产品中。
- G  V! W4 `5 _% i6 q, v/ h

) j: }& K2 k2 C% V! r1 F

广州智慧微电子

/ J  C0 k- L; X3 }  u$ ]' t7 @) Y广州智慧微电子提供高性能微波射频前端芯片，致力于通过软件定义的射频芯片使能万物互联的智能世界。通过自主创新，慧智微电子研发出有基础专利的射频前端可重构技术，在全球率先实现技术突破及规模商用，使射频前端器件可以通过软件配置实现不同频段、模式、制式和场景下的复用，取得性能、成本、尺寸多方面优化，帮助客户化繁为简、与时俱进。基于可重构技术平台，推出面向4G/5G 和NB-IoT的系列射频前端芯片，广泛应用于智能手机、平板电脑、无线通信模块、车载智能后视镜、智能手表等产品。

$ f# t0 ^/ ^% L6 `$ j% e( T
" `4 x* h/ U: P( c# m0 s! U在芯片代工方面，目前，国内的射频芯片制造代工厂包括海威华芯和三安集成。

" A1 V8 a0 n+ s
. |, {+ G! K8 q' K; ]! ^

海威华芯

成都海威华芯科技有限公司位于天府新区，是国内率先提供六英吋砷化镓集成电路（GaAs MMIC）的纯晶圆代工（Foundry）服务的制造企业，拥有完整的技术团队、先进的GaAs集成电路制造技术和生产设备。


在制程技术发展方面，以多元化及领先为原则，力争为客户提供完整的Foundry服务。在通讯领域，海威华芯科技专注于提供GaAs pHEMT集成电路制程技术。与中国电科29所合资，目前具有GaAs 0.25um PHEMT工艺制程能力。
# |1 A7 ]& ?3 J- l) |3 V

三安集成

厦门三安集成电路是中国首个涵盖光通讯、微波射频、高功率电力电子等领域的化合物半导体制造平台；具备衬底材料、外延生长、以及芯片制造的产业整合能力；拥有全世界规模最大、制程能力最先进的MOCVD外延生长制造线，是中国第一家具备规模化研发、生产化合物半导体芯片能力的公司。三安集成是目前国内布局最为完善，具有GaAs HBT/pHEMT和 GaNSBD/FET工艺布局，与国内200多家企事业单位进行合作，有10多种芯片通过性能验证。
7 p5 p* A, b, \
9 c7 ?  {* S) |9 ~+ P
5 T  G& g+ K8 R' f7 l2 k从封测端来看，华天科技，长电科技主要针对射频PA封测，嘉盛、日月新、通富微电主要针对射频开关封测，目前市场上出货的滤波器厂家都是IDM公司，自己设计，自己生产封测。
# ]- v2 F) H: `" v9 v% I- a
5 g. @/ l% H0 E0 ?

" ~7 X6 |, l" o* ~
0 z2 C1 p7 T3 N8 Y' T4 e! O2 K国产射频材料研发乘风直上


+ z1 e1 J9 L+ U/ e+ j对于射频技术的发展，新型半导体材料也发挥着关键作用，尤其是GaN射频功率放大器具备高功率、高增益和高效率的特性，更能满足5G基站的需求。从5G的频谱划分来看，主要包含Sub-6G和mmWave（毫米波）两种，中国主推Sub-6G，基站距离是500m-1000m，美国主推mmWave（毫米波），基站距离是300m。目前，射频应用主要采用砷化镓（GaAS）技术和氮化镓（GaN）技术，GaAS支持的带宽频谱范围是900MHz到3GHz，GaN支持的带宽频谱范围是3GHz-6GHz，
; I# I: C- [% h4 b0 f

" j6 z/ L! ^& M7 G1 |6 M( d在2G/3G/4G通信中，带宽范围是900MHz到3GHz，主要采用GaAS技术；到5G 时代，GaAs PA已经无法满足技术需求，带宽在Sub-6G（3GHz-6GHz）阶段GaAS技术尚可满足需求，当带宽到mmWave （28GHz-52GHz）阶段需要GaN技术才能满足要求。据国家新材料产业发展战略咨询委员会预测，2023年GaN射频器件市场规模将达到13亿美元。5G基础建设大范围铺开后，GaN器件数量将以80％的年均复合增长率增长
0 B2 i5 ~8 k7 q* G
) T" f+ Q! ~4 C. ?1 R! j
在市场需求的推动下，中国的射频厂商在GaAS和GaN技术上取得了突破性进展。在GaAS领域，有三安集成、Vanchip（唯捷创芯）、长电科技；在GaN领域，IDM企业有苏州能讯、英诺赛科，大连芯冠科技、海思等公司，GaN 器件代工企业有海威华芯和三安集成，中电科 13 所、55 所也拥有 GaN 器件制造能力。


5 r' K0 F, O! X" F
6 K8 ?- e, t# T$ o
总结：国内射频产业链搭建完成，需紧跟大厂步伐


1 Z% D0 S# x  B总体来看，国内射频产业链已经搭建完成，从射频芯片设计，到封测、制造三个环节均有公司可以支撑，其中IDM公司、Fabless公司和代工厂齐头并进，并且在新材料的研发上也取得了不错的成绩。
/ N+ g8 v' @% ^. v

1 `% E/ r+ i6 k6 X; Q从全球市场来看，Qorvo、skyworks、Broadcom等三大公司仍然会占据主流；从国内市场来看，射频芯片的设计门槛较高，国内射频厂商无论是IDM厂商，还是制造代工厂的制程技术仍属于弱势，所推出产品主要针对中低市场。未来随着技术积累和人力投入加大，国内射频厂商可有机会追赶国际主流射频大厂的步伐。
/ P1 g' [$ {$ ]5 W' l

6 w" \/ y6 P( \5 `! A$ [% h5G时代的新需求给国内射频产业链带来快速的发展机会，但是也对传输速率、时延、流量密度、移动性等提出更高要求，国内射频厂商要在新产品、新工艺、新材料方面齐下手，紧跟国际大厂前进步伐，才能享受5G带来的高速增长红利。