華為5G手機，能指望國產(chǎn)射頻芯片嗎

撰文 | 古? ?芯

編輯 | 李信馬

題圖 | IC Photo

華為5G手機回歸的消息越來越多。

先是3月底，徐直軍在業(yè)績會上談起5G手機時，孟晚舟和余承東的微笑被多家媒體過度解讀，認為5G手機正在路上；7月份賽微電子表示，公司的體聲波濾波器（BAW）已經(jīng)量產(chǎn)，并向客戶小批量供貨，部分人士認定這個客戶就是華為。

8月份，余承東在發(fā)布鴻蒙4.0時，一句“輕舟已過萬重山”，再次加深網(wǎng)友對華為即將發(fā)布5G手機的猜測，社交平臺上，不少博主暗指華為5G手機即將回歸。

圖源：微博

但截至發(fā)稿，華為方面對5G手機回歸日期的回復，依舊是“取決于什么時候能采購到相應芯片”，這不禁讓人好奇，華為生產(chǎn)5G手機到底缺少哪類芯片？該類芯片的國產(chǎn)程度如何，是否已經(jīng)完成國產(chǎn)替代，并可以支持華為量產(chǎn)5G手機？

01.

射頻芯片卡住5G手機脖子

華為5G手機停產(chǎn)后，華為采購的芯片其實可以支持5G信號，真正限制5G手機生產(chǎn)的是射頻芯片。

在無線通信系統(tǒng)中，天線、射頻前端、射頻收發(fā)模塊以及基帶信號處理器四個部分缺一不可，根據(jù)功能不同，射頻前端分為發(fā)射端Tx以及接收端Rx。其中射頻前端是將數(shù)字信號向無線射頻信號轉化的基礎部件，也是無線通信系統(tǒng)的核心組件。

進一步聚焦射頻前端，還可細分為功率放大器PA、濾波器filter、低噪聲放大器LNA、開關switch、雙工器duplexer、調諧器tuner等。

射頻前端市場集中程度較高，基本為頭部四大廠商壟斷，2019年市占率依次為美國博通占29%、美國思佳訊占28%、日本村田占22%，美國科沃占18%，其他廠商占比僅為約3%。

受制于美國貿(mào)易新規(guī)，這四家射頻廠均無法向華為供貨，而其他廠商又無法產(chǎn)出符合華為5G手機的要求。

網(wǎng)友將賽微電子制造的BAW濾波器和華為聯(lián)系起來，是因為濾波器（Filter）為射頻前端中最重要的分立器件，可以篩選信號中特定頻率，并極大衰減其他頻率成分，從而提高信號的抗干擾性及信噪比。

對比聲表面波濾波器（SAW），BAW濾波器工藝復雜，價格較高，但是插損低，性能更好，可以適用于高頻濾波，更貼合5G市場需求。

這一點也從產(chǎn)品市場率的變動得到佐證，2019年，濾波器全球銷售額為95.2億美元，其中SAW為53.3億美元；BAW為41.9億美元，占比從2015年的30%提升至19年的41%。

考慮到國內運營商4*4路MIMO（依靠PA元件實現(xiàn)功能）要求，使得天線數(shù)量從4根翻倍至8跟，且5G引入了NSA要求需要4G、5G同時工作，這也增加了射頻開關和多工期的需求，故此5G時代射頻前端濾波器需求增至80-100個，開關需求增至40-50個，未來BAW濾波器需求將持續(xù)提升。

在賽微電子產(chǎn)出BAW濾波器前，BAW技術基本為博通所壟斷，SAW濾波器由村田主導，參考國產(chǎn)存儲芯片上市后，存儲芯片市場迅速步入“去庫存周期”，多方大打價格戰(zhàn)，未來伴隨賽微電子的BAW濾波器逐漸成熟，或許有機會復制國產(chǎn)存儲芯片的成功。

除濾波器外，射頻前端芯片還包括功率放大器（PA）、雙工器或多工器（Duplexer或Multiplexer）、低噪聲放大器（LNA）、開關（Switch）、天線調諧模塊（ASM）等多種類芯片。

但受限于起步較晚，在華為限制采購射頻芯片初期，國內射頻芯片自給率不足5%，且各家廠商研發(fā)生產(chǎn)能力主要面向4G領域。同時5G通信使用的4*4路MIMO要求也進一步提高PA元件的功率需求，生產(chǎn)材料需要更換為砷化鎵，也進一步加大了從業(yè)公司的研發(fā)生產(chǎn)難度。

02.

BAW濾波器

華為停產(chǎn)5G手機時，國產(chǎn)射頻芯片廠研發(fā)生產(chǎn)能力主要集中在4G領域。

其中卓勝微已布局射頻前端全產(chǎn)品線，并擁有自主產(chǎn)線；唯捷創(chuàng)芯以生產(chǎn)PA元件為主；信維通信布局射頻前端器件及模組。代加工方面，賽微電子依靠收購瑞典Silex成功切入微機電系統(tǒng)（MEMS）代工領域，2023年繼續(xù)收購瑞典半導體園區(qū)聚焦主業(yè)。

換言之，賽微電子生產(chǎn)的BAW濾波器并非其自研生產(chǎn)，背后設計廠是武漢敏聲，當前市場選擇性忽略設計廠，轉而關注賽微電子這種生產(chǎn)廠，主要是因為華為芯片斷供之后，市場普遍認為芯片生產(chǎn)環(huán)節(jié)明顯難于設計環(huán)節(jié)，在設計領域國內已經(jīng)涌現(xiàn)出一批優(yōu)質公司，但在生產(chǎn)領域與國際差距較大。

而且伴隨5G時代射頻前端所需元件迅速增量，高集成度成為射頻芯片生產(chǎn)的首要考量，芯片制造中集成度最高的MEMS加工自然成為最優(yōu)解，而賽微電子長期處于全球 MEMS 晶圓代工第一梯隊，掌握業(yè)內主流技術水平。

設計領域，除武漢敏聲外，中電科旗下公司是國內較早從事SAW\BAW產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)的單位，應用場景主要面向特種行業(yè)；麥捷科技2016年融資4.5億元拓展SAW業(yè)務，2017年就實現(xiàn)量產(chǎn)，隨后與中電科合作開發(fā)用于5G的LTCC和TC-SAW等高性能濾波器。

卓勝微、信維通信也都是主要面向SAW產(chǎn)品展開研發(fā)，同時長期致力于原材料研究的立昂微近期也向下游延伸至功率器件/射頻芯片領域。

新玩家方面，開元通信研發(fā)覆蓋SAW\BAW產(chǎn)品，以濾波器市場為切入點布局射頻前端芯片市場，具備射頻無源和有源芯片核心工藝與設計技術，產(chǎn)品應用范圍涉及4G、5G、WIFI、物聯(lián)網(wǎng)等領域。開元通信產(chǎn)品種類多達10余種，客戶已經(jīng)包括三星、華為、小米等品牌商。

其余種類的射頻芯片中，PA元件的重要性僅次于濾波器，根據(jù)YoleDevelopment數(shù)據(jù)，手機約占國內PA模組下游市場的65%，其次為Wi-Fi占比20%，基站市場約占10%。

2019年全球移動終端射頻前端細分產(chǎn)品中PA模組占比最大，市場規(guī)模為53.76億美元，預計2025年全球移動終端PA模組市場規(guī)模將達到89.31億美元，6年CAGR增速達到8.83%，占比35.16%。

慧智微生產(chǎn)的PA元件，為滿足5G產(chǎn)品性能需求，慧智微使用了“絕緣硅（SOI）+砷化鎵（GaAs）”混合創(chuàng)新架構，L-PAMiF、L-PAMiD系列產(chǎn)品已經(jīng)覆蓋了2G、3G、4G、3GHz以下的5G重耕頻段、3GHz-6GHz的5G新頻段等。

截至 2023 年 5 月，慧智微可重構射頻前端架構的相關產(chǎn)品累計出貨已經(jīng)超過1億顆，獲得市場認可。

雖然2022年慧智微手機領域收入僅為2.38億元，全球市占率不足1%；物聯(lián)網(wǎng)領域收入為1.18億元，營收占比亦較小，但慧智微在部分細分領域已取得較好市場份額。根據(jù)TSR數(shù)據(jù)，2021年公司手機5GL-PAMiF出貨量市占率為1.95%，在國產(chǎn)廠商中排名第二，全球物聯(lián)網(wǎng)4G Cat.1 MMMB PAM市場的市占率達54.3%。

目前慧智微合作品牌包括三星、OPPO、vivo、榮耀等國內外智能手機品牌機型，聞泰科技、華勤通訊、龍旗科技等一線移動終端設備ODM廠商和移遠通信、廣和通、日海智能等頭部無線通信模組廠商。

但從5G技術發(fā)展來看，雖然目前依托GaAs制作的PA元件憑借較好的電流和襯底特性，在PA元件市場中占據(jù)主導地位，可面對8GHz以上頻段產(chǎn)品GaAs明顯無法抗衡氮化鎵（GaN）材料，根據(jù)Qorvo預測，GaN將在8GHz以上手機市場成為主力，慧智微若想進一步提升市場份額，還需繼續(xù)拓展氮化鎵（GaN）材料PA元件，這也是大多數(shù)國產(chǎn)射頻廠共同面臨的問題。

雖然目前國產(chǎn)射頻元件廠依舊面臨研發(fā)進展緩慢、生產(chǎn)商集中等問題，但在海外斷供的背景下，若華為5G手機能在未來上市，也足以說明國產(chǎn)射頻芯片產(chǎn)業(yè)鏈完成了國產(chǎn)替代轉型，中國5G產(chǎn)業(yè)鏈又一次突破卡脖子環(huán)節(jié)。

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