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。
) t# g' M1 h: R4 P3 O0 P4 o; A3 I4 D

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。


$ P2 i$ k6 ^% C% B% T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。

7 [5 H- e7 b# c


1 `5 z: L2 L4 o  }8 l" v从IDM到制造代工，国产射频厂商在崛起
8 B& ~; L$ G1 P( {! ?0 {5 X! [% j

, d9 _; W1 I) Y1 m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。

4 h# u2 y/ i9 d" E0 \* ^
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。
8 k3 z  p+ |3 m* \$ t1 B6 z9 T

全球射频设计、封测及制造厂商汇总表

6 O  Z% R, F- h$ Y* e& T
- ?, r2 j4 D( Q! D2 l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。
7 B" S# L, g' C/ L, t5 v: U' Q; w
+ t* J5 a6 G. N! ]
/ R$ z) T4 D# s: F) P

唯捷创芯

# ^3 V' k7 U3 n& T7 w: s3 p4 g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。
1 w+ U! C9 \; T1 m9 C: u

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。

苏州能讯

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。

3 h& a; @8 q0 ~

英诺赛科

' x# V  F3 L2 w. u+ t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。
% C. s' U. {  t
' Z# Q% s2 P# x4 m0 o0 Y: C$ g
" n. E$ M& i2 H$ \1 y" F

大连芯冠科技

2 J. E) d" x1 V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。
7 @5 D# [' s7 {5 y$ o1 C

$ y8 D( v8 H9 Z  O1 y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。


- x  G+ J& ^9 P1 g  U

中普微电子

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。
( a) h- S, {5 W/ O+ e2 o

9 ?# N2 ], X: K+ F) Q

汉天下电子

* X- g& b! r' e8 R7 O& Q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。

1 X  k5 U- R! n" P

广州智慧微电子

# @/ e: m) ~) N- c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。
4 m* f/ l" H0 v

7 }, r. v* Z) b3 q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。


0 Q. m* |# c5 g6 j4 I% T

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。

4 _6 A  Z- J# O  x5 w) T: Q1 O: W
' l6 I: G5 t- w! }8 l/ X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。
' u0 r. N" L6 C5 W7 W

三安集成

; P* ^0 g$ H- h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。


, ^% o4 f# k4 V! F$ G0 S8 O1 E- i" n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。
, l8 V& o3 ?4 @! I" ]6 q) o6 p
6 j+ |3 V' _& N: I

5 U6 O5 D7 x0 S+ Y4 J
国产射频材料研发乘风直上


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，


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

2 a1 {: S" X( H
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。
* H' [) p: f: c3 f1 j: Q6 y

! `6 V  S/ d/ N3 H( w* T% {; k
* `" I& M% R$ Z+ q+ F
4 B% L% ?' ]3 h7 A总结：国内射频产业链搭建完成，需紧跟大厂步伐
: R& h  p, U' J

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。
/ U* q: ?( Z4 i
. [8 `' @$ F2 d1 i, b+ A3 a
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。
) ]; d7 m. Q$ g) A

5G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。