伴隨著5G正式商用，2021年，智能手機(jī)迎來了更為強(qiáng)勁的5G換機(jī)熱潮。終端市場(chǎng)的爆發(fā)以及不斷增多的5G新頻段，推動(dòng)著全球射頻行業(yè)的發(fā)展，濾波器需求量順勢(shì)也迎來新一輪增長(zhǎng)。根據(jù)Yole預(yù)測(cè)，2020年濾波器市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到66.25億美元，預(yù)計(jì)2025年達(dá)到95.46億美元，CAGR達(dá)到7.6%，為市場(chǎng)規(guī)模最大的器件。

　　與此同時(shí)，我國(guó)對(duì)于射頻濾波器發(fā)展的支持力度也在持續(xù)加大。射頻濾波器研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化先后被列入《國(guó)家科技中長(zhǎng)期發(fā)展綱要2006-2020》，國(guó)家01、02、03重大科技專項(xiàng)以及國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金。國(guó)產(chǎn)射頻濾波器產(chǎn)業(yè)正在高速發(fā)展。

　　在日前舉辦的第一屆射頻濾波器創(chuàng)新技術(shù)大會(huì)上，漢天下創(chuàng)始人楊清華更是指出，中國(guó)射頻濾波器迎來了它的春秋時(shí)期。

　　射頻前端概述：濾波器是重中之重

　　據(jù)楊清華介紹，一般的無線通信射頻系統(tǒng)的整體架構(gòu)主要由基帶信號(hào)處理器、射頻收發(fā)模塊、射頻前端、天線四大部分組成。而射頻前端芯片作為實(shí)現(xiàn)通信最重要的一部分，則擁有了包括功放（PA）、低噪放（LNA）、濾波器（Filter/Duplexer）、開關(guān)（Switch）和調(diào)諧器（Tuner）在內(nèi)的多個(gè)產(chǎn)品。

　　“其中，濾波器和功放是最核心的兩個(gè)器件，當(dāng)中尤其以濾波器芯片是其中最難做的一個(gè)板塊，同時(shí)也是最大的業(yè)務(wù)板塊?！睏钋迦A在演講中強(qiáng)調(diào)。

　　據(jù)介紹，濾波器是實(shí)現(xiàn)頻段過濾的專用器件，它可以使信號(hào)中特定的頻率成分通過，而極大地衰減或抑制其他頻率成分，實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)的濾波、共存、雙工、聚合等功能。從應(yīng)用上看，則具體可以分為“民用”和“軍用”兩大領(lǐng)域。其中在民用方面，濾波器廣泛應(yīng)用于手機(jī)、平板電腦、智能家居、汽車、生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，市場(chǎng)巨大；在軍用方面，濾波器則在北斗GPS導(dǎo)航、電子對(duì)抗等軍用領(lǐng)域有重要應(yīng)用，可以說它是關(guān)乎國(guó)家信息安全的重要一環(huán)。

　　其中，智能手機(jī)更成為了包括濾波器在內(nèi)的射頻器件的最大市場(chǎng)。

　　楊清華指出，過去二十多年里，通信技術(shù)從2G發(fā)展至5G，手機(jī)通信頻段數(shù)量從 2G 的4個(gè)頻段上升到 5G 的45余個(gè)頻段。而為了支持新頻段的通信功能，手機(jī)每新增一個(gè)頻段將需要增加相應(yīng)頻段的濾波器和功放。

　　更重要的是，射頻濾波器作為射頻前端器件中市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)最快的細(xì)分領(lǐng)域，帶來的不僅僅只有單機(jī)器件數(shù)量的變化，更有價(jià)值量的提升。如上圖所示，隨著 5G 的到來，更多頻段和技術(shù)帶來了相應(yīng)射頻前端單機(jī)價(jià)值量增長(zhǎng)迅速，單臺(tái)高端 4G 手機(jī)的射頻前端芯片價(jià)值量最高可達(dá)10美元，而5G手機(jī)最高可達(dá)30美元。

　　射頻前端芯片現(xiàn)狀：外商把持，本土亂戰(zhàn)

　　來到射頻前端芯片現(xiàn)狀章節(jié)。從楊清華的介紹我們可以看到，當(dāng)前，射頻前端市場(chǎng)主要被美、日兩國(guó)企業(yè)占據(jù)。而從模式劃分，射頻前端行業(yè)主要分為IDM模式和Fabless模式兩種其中，IDM廠商是主導(dǎo)。

　　從上圖我們可以看到，在目前國(guó)際射頻巨頭中，除高通采取Fabless+IDM模式外，其余包括博通、Skyworks、Qorvo、村田、太陽誘電等都采取的IDM模式，這些能發(fā)揮他們對(duì)工藝端的Know-how，讓產(chǎn)品在性能和成本上占據(jù)優(yōu)勢(shì)。

　　縱觀整個(gè)射頻產(chǎn)業(yè)，我們發(fā)現(xiàn)其集中度較高，不管是功放還是濾波器，基本上被幾家國(guó)際巨頭壟斷。領(lǐng)先的廠商也均是日美發(fā)達(dá)國(guó)家企業(yè)。就算是國(guó)產(chǎn)射頻跑得比較前的功放領(lǐng)域，雖然擁有一定的市場(chǎng)占有率，但是高端品牌手機(jī)使用的高性能功放依然以日美國(guó)際巨頭為主。

　　但即使如此，因?yàn)檫@是一個(gè)巨大的市場(chǎng)，而中國(guó)作為智能手機(jī)的生產(chǎn)重地，對(duì)射頻的需求量也是顯而易見的，這也驅(qū)動(dòng)在國(guó)內(nèi)射頻的不同領(lǐng)域催生了一大批的國(guó)產(chǎn)射頻前端企業(yè)。

　　具體到濾波器領(lǐng)域，資料顯示，這同樣是一個(gè)擁有“IDM”和“Fabless+Foundry+OAST”兩種不同模式運(yùn)行的行業(yè)。其中，海外濾波器廠商主要以IDM垂直整合模式為主，他們同樣也是濾波器的主導(dǎo)企業(yè)。而中國(guó)濾波器廠商主要以“Fabless+Foundry+OAST”垂直分工模式為主。

　　從楊清華的介紹我們得知，在被廣泛使用的BAW和SAW濾波器領(lǐng)域只有少數(shù)幾家掌握BAW濾波器量產(chǎn)技術(shù)的公司，其中Broadcom和Qorvo兩家市場(chǎng)占有率超過95%；而SAW濾波器也基本被muRata、RF360等日美巨頭壟斷。

　　但即使如此，國(guó)內(nèi)還是涌現(xiàn)出了包括蘇州漢天下、天津諾思、廈門開元、武漢衍熙等三十多家射頻濾波器企業(yè)。其中蘇州漢天下更是國(guó)內(nèi)率先全面掌握BAW濾波器量產(chǎn)技術(shù)的公司。除了FBAR、SAW和BAW以外，國(guó)內(nèi)還有關(guān)注LTCC、IPD等技術(shù)的安徽云塔、上海芯和半導(dǎo)體、深圳順絡(luò)電子和蘇州林禾等企業(yè)。

　　楊清華在會(huì)上指出，蘇州漢天下作為國(guó)內(nèi)率先全面掌握BAW濾波器量產(chǎn)技術(shù)的公司，前身是成立于2012年的貴州中科漢天下電子有限公司，在北京、上海、 深圳、香港和紹興分別設(shè)有研發(fā)、銷售、商務(wù)和生產(chǎn)中心。公司主要基于BAW產(chǎn)品，從事無線通信射頻前端芯片及模塊的設(shè)計(jì)、研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，公司核心產(chǎn)品為基于MEMS技術(shù)的體聲波（BAW）濾波器芯片及射頻模組，廣泛應(yīng)用于4G/5G移動(dòng)終端。

　　公司曾承擔(dān)國(guó)家02重大專項(xiàng)“基于MEMS 工藝的高性能濾波器等關(guān)鍵核心芯片的開發(fā) 及規(guī)劃應(yīng)用（2017-2019）”。2019年，蘇州漢天下BAW芯片開始出貨，截至2021年7月，蘇州漢天下累計(jì)出貨1.5億顆，并已完成多輪融資。在經(jīng)營(yíng)模式上，公司也從CIDM往Fab+模式轉(zhuǎn)變。

　　射頻前端未來發(fā)展趨勢(shì)

　　在演講最后，楊清華還談到了他對(duì)射頻前端未來發(fā)展趨勢(shì)的看法。

　　他指出，隨著通信技術(shù)的發(fā)展，通信頻段不斷增加進(jìn)而帶動(dòng)終端中射頻前端芯片元件的數(shù)量和種類均不斷增多，為了滿足輕薄便攜的需求，集成化、模組化已成為射頻前端芯片發(fā)展必然趨勢(shì)，5G射頻前端模組集成度也將進(jìn)一步提高。這也是射頻行業(yè)過去多年來的一個(gè)公認(rèn)的發(fā)展趨勢(shì)。

　　據(jù)相關(guān)資料顯示，早前在2007-2010年期間，射頻前端仍主要以分立器件的形式存在。而到了2011年左右，F(xiàn)EM、PA模組PAM開始出現(xiàn)并逐漸占據(jù)主流。2014年，4G帶來頻段數(shù)大量增加，疊加載波聚合技術(shù)的要求，射頻前端設(shè)計(jì)復(fù)雜度提升，高端機(jī)型開始采用集成度高的多頻前端模組FEM+PA整合的解決方案。當(dāng)邁入5G時(shí)代，射頻前端開始采用AiP封裝技術(shù)進(jìn)一步集成了天線。

　　同時(shí)，楊清華指出，在射頻前端芯片趨于集成化、模組化發(fā)展的勢(shì)態(tài)下，為提高產(chǎn)業(yè)鏈集成度，行業(yè)內(nèi)企業(yè)的橫向并購(gòu)將越來越成為常態(tài)。

　　而事實(shí)上，在射頻領(lǐng)域，當(dāng)前Skyworks、Qorvo、博通等寡頭壟斷的格局也是由于美日企業(yè)經(jīng)歷多次整合并購(gòu)后形成的。2012年，RFMD收購(gòu)Amalfi從而獲得RF CMOS工藝，2015年RFMD和TriQuint合并形成了Qorvo；2014年村田通過收購(gòu)Peregrine獲得了全球領(lǐng)先的RF-SOI工藝；2016年，Skyworks宣布以7.65億美金收購(gòu)合資公司旗下松下的34%股權(quán)，以此獲得濾波器事業(yè)部；2016年，高通宣布與TDK建立新的合資公司RF360。

　　楊清華強(qiáng)調(diào)，在這種情況下，國(guó)內(nèi)射頻企業(yè)要做到以下幾點(diǎn)，才能有機(jī)會(huì)突圍：

　　1、射頻濾波器研發(fā)、制造技術(shù)全面落后的美、日發(fā)達(dá)國(guó)家，性能突破是難點(diǎn)也是關(guān)鍵；

　　2、射頻芯片投入相對(duì)小，是很好的嘗試點(diǎn)和突破口，性能提高是關(guān)鍵；

　　3、國(guó)內(nèi)射頻芯片公司小而散，只有聯(lián)手、整合，放棄內(nèi)部低端市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)，才有機(jī)會(huì)挑戰(zhàn)國(guó)際巨頭；

　　4、產(chǎn)業(yè)環(huán)境利好，政府、資本和全社會(huì)都給以巨大支持和關(guān)注，至少10年窗口期，抓住機(jī)會(huì)；

　　5、射頻芯片產(chǎn)業(yè)沒有捷徑可走，必須不斷試錯(cuò)，需要政府、資本和從業(yè)者都保持巨大的耐心，十年磨一劍，持續(xù)專注，方有所成。

　　在演講最后，楊清華還列出了他認(rèn)為的國(guó)產(chǎn)射頻面臨的挑戰(zhàn)：

　　1、產(chǎn)業(yè)鏈的缺失和不完善：比如，8英寸FBAR濾波器量產(chǎn)技術(shù)；及晶圓級(jí)封裝技術(shù)。

　　2、聲電轉(zhuǎn)換的物理模型及理論基礎(chǔ)：大學(xué)研究所的學(xué)科建設(shè)與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的脫節(jié)。

　　3、核心裝備的國(guó)產(chǎn)化迫在眉睫：比如，AlN壓電材料的PVD設(shè)備。

　　4、材料研究技術(shù)和方法：高Q值，AlN摻鈧、單晶……

　　5、專利壁壘的突破：我國(guó)處在學(xué)習(xí)和跟隨的階段，如何繞開國(guó)外巨頭的專利問題。

　　6、核心器件及模組的技術(shù)積累不夠：需要持續(xù)專注和大量的經(jīng)驗(yàn)積累，從國(guó)家政策、資本和從業(yè)者，都要保持足夠耐心。

　　“我們需要重點(diǎn)突破大帶寬射頻毫米波功率放大器、FBAR濾波器、低插損射頻開關(guān)與低噪聲放大器等核心技術(shù)，構(gòu)建以商用濾波器生產(chǎn)線為載體的射頻前端集成模組產(chǎn)業(yè)鏈，獲得具備自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的5G及毫米波射頻前端模組的量產(chǎn)化技術(shù)并在5G移動(dòng)終端中獲得產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，為我國(guó)5G及下一代移動(dòng)通信的發(fā)展提供技術(shù)支撐。需要產(chǎn)學(xué)研的協(xié)同攻關(guān)，方能有機(jī)會(huì)打破西方國(guó)家對(duì)我國(guó)高端集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的制約。”楊清華最后說。