5G預商用，哪些射頻器件廠商先行一步？

導語：5G時代逼近，對信號的傳輸有了更高的要求。作為核心部件的射頻晶元，將發揮更為重要的作用。目前，國內射頻器件企業的科技水平相對來說，還處於落後追趕狀態。

如今，多家電信運營商、基站（Base Station）製造商、小型基站（Small Cells）製造商和用戶設備供應商等都在開展5G相關的研發工作。例如，中國（華為）、韓國（三星電子）、日本、歐盟都在投入相當的資源研發5G網路。

射頻是無線產品中一個關鍵部件，進入5G時代，射頻晶元將更有用武之地。因為它的性能直接決定了移動終端可以支持的通信模式，以及接收信號強度、通話穩定性、發射功率等重要性能指標，直接影響終端用戶體驗。

什麼是射頻晶元？

射頻簡稱RF，是Radio Frequency的縮寫，表示可以輻射到空間的電磁頻率，頻率範圍在300KHz～300GHz之間。每秒變化小於1000次的交流電稱為低頻電流，大於10000次的稱為高頻電流，而射頻就是這樣一種高頻電流。射頻技術在無線通信領域中被廣泛使用，有線電視系統就是採用射頻傳輸方式。

射頻晶元指的就是將無線電信號通信轉換成一定的無線電信號波形，並通過天線諧振發送出去的一個電子元器件。射頻晶元架構包括接收通道和發射通道兩大部分。對於現有的GSM和TD-SCDMA模式而言，終端增加支持一個頻段，則其射頻晶元相應地增加一條接收通道，但是否需要新增一條發射通道則視新增頻段與原有頻段間隔關係而定。對於具有接收分集的移動通信系統而言，其射頻接收通道的數量是射頻發射通道數量的兩倍。

這意味著終端支持的LTE頻段數量越多，則其射頻晶元接收通道數量將會顯著增加。例如，若新增 M個GSM或TD-SCDMA模式的頻段，則射頻晶元接收通道數量會增加M條；若新增M個TD-LTE或FDD LTE模式的頻段，則射頻晶元接收通道數量會增加2M條。

射頻晶元的構成

一般來說，一個完整的射頻晶元，包括功率放大器（PA：Power Amplifier），天線開關（Switch）、濾波器（Filter）、雙工器（Duplexer和Diplexer）和低雜訊放大器（LNA：Low Noise Amplifier）等。

功率放大器（PA）

PA直接決定了手機無線通信的距離、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逐漸增加。以PA模組為例，4G多模多頻手機所需的PA晶元為5-7顆，預測5G手機內的PA晶元將達到16顆之多。

就工藝材料來說，目前砷化鎵PA是主流，CMOS PA由於參數性能的影響，只用於低端市場。4G特別是例如高通等LTE cat16，4x20MHZ的載波聚合技術，對PA線性度高Q值的要求，會進一步以來砷化鎵 PA。據Qorvo的預測，隨著5G的普及，8Ghz以下砷化鎵 PA仍將是主流，但8Ghz以上氮化鎵有望在手機市場成為主力。

射頻前端功能組件圍繞 PA 晶元設計、集成和演化，形成獨立於主晶元的前端晶元組。隨著無線通訊協議的複雜化及射頻前端晶元設計的不斷演進，PA設計廠商往往將開關或雙工器等功能與功率放大電路集成在一個晶元封裝中，形成多種功能組合。根據實際情況，TxM（PA Switch）、PAD（PA Duplexer）、MMPA（多模多頻PA）等多種複合功能的PA晶元類型。

濾波器/雙工器（Filter/Duplexer）

RF濾波器包括了SAW（聲表面濾波器）、BAW（體聲波濾波器）、MEMS濾波器、IPD（Integrated Passive Devices）等，而雙工器是包含Rx和Tx濾波器。SAW、BAW濾波器的性能（插入損耗低、Q 值高）是目前手機應用的主流濾波器。SAW 使用上限頻率為2.5GHz~3GHz，BAW使用頻率在 2.0GHz 以上。

對SAW來說，技術趨勢是小型片式化、高頻寬頻化、降低插入損耗。採用更小尺寸，包括倒裝（flip chip packaging）和WLP（晶圓級封裝）、WLCSP（Wafer Level Chip ScalePackaging）技術正在使用，同時更高通帶率、High isolaTIon，High selecTIvity以及更低價格。

與 SAW 相比，BAW性能更好，成本也更高，但是當頻段越來越多，甚至開始使用載波聚合的時候，就必須得用BAW技術才能解決頻段間的相互干擾問題。BAW所需的製造工藝步驟是 SAW 的10倍，但因它們是在更大晶圓上製造的，每片晶圓產出的 BAW 器件也多了約4倍。即便如此，BAW的成本仍高於 SAW。隨著技術的演進， BAW可能會逐步替代SAW。

天線/開關（Antenna/Switch）

天線是在手機射頻前端方面，我國具有最大自主知識產權的領域。MIMO技術的應用普及為天線帶來巨大增量市場。預計到2020年，MIMO 64x8 將成為標準配置，即基站端採用64根天線，手機採用8根天線。

目前，市場上多數手機僅僅支持MIMO 2x2 技術，手機天線數量需要增3倍。5G將引入高頻率頻段，天線的設計方案將由現有的單體天線改為陣列天線，新型磁性材料及LTCC集成技術將是5G天線的核心技術。

在調諧及開關方面，需要特彆強調的是 MEMS 開關的應用。如Cavendish Kinetics 公司的MEMS調諧及開關技術，其第一代射頻MEMS天線調諧器產品，已經被各種智能手機採用。

全球主要射頻器件廠商

普遍情況下，手機上的射頻晶元佔到整個線路板面積的30%～40%。手機中大部分器件都國產化了，唯獨射頻器件，95%還是歐美廠商主導，甚至沒有一家亞洲廠商進入，我們先看看國外的主要射頻器件廠商。

1.Skyworks（思佳訊）

總部位於美國，經營範圍包括射頻及無線半導體解決方案、放大器、衰減器、檢波器、二極體、定向耦合器、前端模塊等。

主要產品：射頻晶元SKY77611、 電源放大模塊SKY77827、SKY77802-23、SKY77803-20、電源放大模塊SKY77812(x2)、SKY77802-23、SKY78100-20

2、Qorvo（RFMD與TriQuint）

總部位於美國，Qorvo 由RFMD 和TriQuint合併而成。兼具RFMD 和TriQuint 的技術、集體經驗和智慧資源，是移動、基礎設施和國防應用領域可擴展和動態RF 解決方案的全球領導者。

主要產品：Qorvo無線網路集成電路

3、TriQuint（超群半導體）

總部位於美國，經營範圍包括功率放大模塊、BAW濾波器等。

主要產品：功率放大模塊TQF6410、功率放大模塊TQF6405、功率放大模塊TQF6410

4.RFMD（威訊）

總部位於美國，經營範圍包括功率放大器(PA)，傳輸(TxMs)模塊，高性能開關，開關濾波器模塊(SFMS)，和前端電源管理。

主要產品：天線開關威訊RF5159、天線開關威訊RF5150、天線開關威訊RF5159

5.Avago(安華高)

總部位於美國，經營範圍包括無線通信、有線基礎設施、工業和汽車電子產品、消費電子和計算機外圍設備。

主要產品：功率放大器ACPM-8030、功率放大器ACPM-8010、A8020、A8010、A8020、A8010、AFEM-8065、AFEM-8055、BAW濾波器

6.Murata（村田）

總部位於日本，經營範圍包括陶瓷電容、陶瓷濾波器、高頻零件、無線感測器等。

主要產品：村田240前端模塊、村田240前端模塊、SAW濾波器

7.Epcos(TDK旗下子公司)

總部位於德國，是世界上最大的電子元器件製造商之一，產品主要市場在通信領域、消費領域、汽車領域及工業電子領域。

主要產品：天線開關模塊EPCOS D5255、SAW濾波器

8.pSemi(TM)（此前名字為Peregrine）

總部位於日本，主要經營射頻天線/開關。

9.英飛凌(Infineon)(收購了IR)

總部位於德國，在無線通信業務領域，英飛凌的產品包括面向射頻連接、無繩和行動電話以及無線網路基礎設施的晶元和晶元解決方案。除晶元、晶元解決方案以及手機參考設計外，英飛凌在射頻技術領域的其他主攻方向還包括短程連接、蜂窩手機和無線基礎設施。 英飛凌的主要目標之一就是將各種射頻功能集成於手機晶元中，例如收發器、濾波器、開關和功率放大器等，同時採用CMOS製造工藝。

相對來說，射頻器件在我國起步較晚，發展到現在，也湧現了一批在國際上有競爭力的企業。

10.紫光展銳(2014年收購銳迪科)

紫光展銳（銳迪科）致力於射頻及混合信號晶元和系統晶元的設計、開發、製造、銷售並提供相關技術諮詢和技術服務。產品主要包括GSM基帶、多制式射頻收發器晶元、多制式射頻功放晶元、藍牙、無線、調頻收音組合晶元、機頂盒調諧器、數字及模擬電視晶元、對講機收發器和衛星電視高頻頭等。

主要產品：

RPM6743-31：它是一款高效多模多頻率功率放大器，支持WCDMA / TD-SCDMA / FDD LTE / TDD LTE / CDMA。RPM6442-B42/B43集成了一個線性輸出功率連接功能，分別支持28dBm、27.5dBm和27.5dBm的高頻、中頻和低頻。它還支持尺寸為4mm * 6.8mm * 0.8mm的MIPI介面。

RPM6442 - B42/B43：它是用於3.4G~3.8G頻段的射頻前端功率放大器，同時覆蓋Band42和Band43。功率為28dBm時，頻率為32％，此時3.4G頻段具有30dB的高增益。與其他低頻段相比，RPM6442頻譜資源具有明顯的帶寬優勢。

RPM5401：它是一款RFEE晶元，支持FDDB7、TDDB38/40/41N，集成B40/41濾波器以及支持PC2電源的B41N。該模塊具有高線性輸出功率，帶內集成支持20M 20M上行鏈路CA，高頻帶達31%@B7，並配備MIPI介面。緊湊型RPM5401尺寸為3mm * 4mm * 0.8mm。

11.唯捷創芯(Vanchip)

國內最大的射頻IC設計公司，由前RFMD人員成立，以主流的GaAs工藝切入射頻PA市場。唯捷創芯的主要產品是射頻功率放大器，主要應用於2G，3G，4G，5G手機及數據卡產品。

主要產品：

12.中普微

國內射頻前端廠商，主要從事射頻IC設計、研發及銷售。由在北美半導體行業工作多年，具有集成電路設計、系統集成及企業管理經驗的團隊組成，客戶以TCL、天瓏、西可和海派為主。

主要產品：

CUC5890：它是一款四頻高效率（824MHz---915MHz，1710MHz---1910MHz) GSM/GPRS/EDGE/TD-SCDMA/TD-LTE多模發射模塊，它擁有六個線性TRx接收埠。為高度集成的多頻，多模四合一模塊。

CUC5894：它是一款四頻高效率（824MHz---915MHz，1710MHz---1910MHz) GSM/GPRS/EDGE/TD-SCDMA多模發射模塊，它擁有兩個兩個Rx口。

CUC5893：它是一款四頻高效率（824MHz---915MHz,1710MHz---1910MHz) GSM/GPRS/EDGE/TD-SCDMA多模多頻發射模塊，它擁有四個線性TRx接收埠。

13.國民飛驤(Lansus)

2015年從國民技術分離出來。2010年開始依託國內市場開發國產射頻功率放大器和射頻開關。2011年，其NZ5081應用於宇龍酷派8180 TD-SCDMA手機，是第一個應用於智能手機的國產PA(RDA是第一個應用於國產功能機的PA)。

主要產品：2G/3G/4G 射頻功率放大器(RF PA)、4G/WIF I射頻開關(RF Switch)、4G射頻前端模塊(RF Front-end Module)

14、中科漢天下(Huntersun)

國內領先的 2G、3G 和 4G 射頻前端晶元供應商，產品主要有手機射頻前端/功放晶元，物聯網核心晶元等，RF-PA每月出貨量超過7000萬顆，其中2G PA超過4000萬/月，3G PA超過1100萬套/月，4G PA導入數家知名IDH方案商和品牌客戶的BOM列表。

2015年晶元的總出貨量近6億顆，射頻前端晶元出貨量在華人公司排名第一，遠超國內同行出貨量之和。2016年，中科漢天下大規模量產4G三模八頻和五模十七頻的射頻前端套片，2G CMOS射頻前端晶元，3G CMOS TxM射頻前端模塊，以及藍牙低功耗SOC晶元，高品質藍牙音頻SOC晶元等。

主要產品：射頻功放前端晶元、手機終端射頻器件、IoT射頻SoC晶元

15、廣州智慧微電子(SmarterMicro)

公司從事微波器件和射頻模擬集成電路晶元設計、開發、銷售並提供相關技術諮詢和技術服務。2012年由前Skyworks技術海歸創立，其特色是可重構的SOI GaAs混合工藝。

主要產品：手機及移動終端射頻前端、WiFi射頻前端、物聯網射頻前端

小結：

目前，國內除了上文提到的6家射頻器件廠商，還有蘇州宜確（長盈精密）、Airoha（中國台灣）、重慶聲光電（中電24、26、44所）、無錫好達電子、麥捷科技等

射頻器件是無線連接的核心，凡是需要無線連接的地方必備射頻器件。5G 通信使用了多種關鍵技術提升容量及速率，在多天線技術、載波聚合及毫米波頻段的應用下，移動終端的射頻前端模塊設計變得越來越複雜，我們看好射頻前端模塊技術變革帶來的行業性機遇。

預計未來3-5 年，射頻濾波器、射頻開關、PA 晶元(功率放大器晶元)三大細分領域將掀起一大波產業資本投資浪潮，並帶動相應的國產替代進程。

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