2020年,国产射频PA究竟如何?

来源:内容由半导体行业观察(ID:icbank)原创,作者:钟林,谢谢。

因COVID-19,Skyworks墨西哥工厂停产,国内引起一小波骚动,媒体争先报道,行业关注度提高。

于是乎,便有人大声喊到: “国产射频PA机会来了”。

Skyworks墨西哥工厂是最大的射频前端模块封装测试产线,当地时间4月28号已经全面复工。

Skyworks停产,国产射频PA就有机会吗?有没有机会,与Skyworks暂时停产无关。有没有机会,还是要靠产品。

国产射频PA的真实市场现状

国内射频PA三大市场:手机市场、WIFI市场、基站市场。根据法国调研机构Yole统计,手机PA市场约占65%,WIFI PA市场约占20%,基站市场约占10%,其他为5%。

手机PA市场现状:

要了解射频PA的真实市场需求现状,我们需要从全球手机市场出货量和国内手机市场出货量来分析。

**国产手机射频PA分为:**2G PA、3G PA、4G PA、5G PA。

2020年,全球2G手机预估为3亿部,采用国产2G PA,其中昂瑞微占60%以上;3G手机预估为5000万部,国内市场基本为零,3G PA主要是昂瑞微和Qorvo;4G手机预测为9.5亿部,其中大约6亿部来自中国,4G PA的需求大约为50KK/M,假定SKY、Qorvo和高通PA分走50%的份额,国产射频PA厂家的机会是25KK/M,国内有Vanchip、慧智微、展锐、飞骧、锐石创新、昂瑞微等厂商提供4G PA,其中一家占10KK/M以上。

华为海思手机射频PA具体出货数据未知,在此不做具体分析。

据高盛最新的一份报告预测显示,2020年全球5G智能手机出货量将达2亿部。2020年出货的2亿部5G手机都会采用国外5G PA,设计工作已完成或者即将完成。国内5G PA从样品到量产交货需要时间,真正的机会要等到2021年。

国产手机射频PA有没有机会,与Skyworks暂时停产无关,能替代的,已经替代,不能替代的,缺货也很难替代,何况还有Qorvo。此外,需求大幅下滑,之前的备货应该可以满足市场供货需求。从下面的国内外手机出货数据和预测就可以看出。

韩国供应商称三星目前将每月智能手机产量降低为1000万台,远低于原计划的2500万台,并且不会在短时间内恢复。

科技分析公司天风国际预测,苹果在2020年Q2的出货量最悲观预估是2900–3200万部,环比约衰退25–30%,同比衰退20–25%。

市场研究公司Counterpoint发布了2019年全球智能手机销量数据为14.86亿部,相比2018年有所下降。三星在2019年依然位列出货量榜首的位置,为2.965亿部。根据最新预测,全球智能手机出货量预计将在2020年同比收缩15%至11.5亿部。

据国内统计,2019年国内手机市场总体出货量达到3.89亿部,同比下降6.2%。其中,2G手机1613.1万部,3G手机5.8万部,4G手机3.59亿部,5G手机1376.9万部。

而根据中国信通院数据最新统计,2020年第一季度,国内手机市场总体出货量4895.3万部,同比下降36.4%,其中2G手机108.6万部、4G手机3380.7万部、5G手机1406万部。2020年3月,国内手机市场总体出货量2175.6万部,同比下降23.3%,其中2G手机69.8万部、4G手机1484.4万部、5G手机621.5万部。

WIFI PA市场现状:

根据Yole和多方的数据统计结果,WIFI PA市场规模约为手机PA市场规模的三分之一。

Yole之前预测,手机射频前端市场将从2017年的150亿美元增长到2023年的350亿美元,迎来14%的高速增长。其中PA,将会从2017年的50亿美元增长到2023年的70亿美元,年增长率7%。

Yole之前应该没有想到中国手机射频PA会进展那么快,中国手机射频PA厂家会有那么多,价格竞争会有那么激烈,价格直接砍一半。如果Yole重新统计,全球手机射频PA年销售额至少会降到40亿美金。

推算下来,WIFI PA/FEM的市场规模约10亿美金是个比较准确的数字。这是一个小众市场吗?

通过WIFI PA全年砷化镓晶圆消耗量统计,再乘以一片6寸晶圆上平均DIE颗数,得到的结果是约15亿颗/年。随着WIFI6的到来,这个数量还会上升,但国产WIFI PA的兴起,导致产品均价会大幅下降。

WIFI PA/FEM正在经历国产替代的过程,只要不是终端客户指定,新项目上基本上都会首选国产芯片,包括台湾立积,这也是立积Q3/Q4上市财报业绩快速增长的原因。2019年立积受惠华为等客户802.11ac FEM网通产品拉货稳定增加,营收6.48亿元人民币(非WIFI射频产品占10%),毛利率35.8%。随着华为WIFI6路由器量产提货,立积2020年第一季度营收1.96亿人民币,同比上年季度增长95%。

到目前为止,国产WIFI PA/FEM的市占率不超过10%,包括台湾立积。最新统计,国内做WIFI PA/FEM的公司已达13家。

基站PA市场现状

基站PA分GaN PA、LDMOS PA、GaAs PA,这些产品长期被国外厂家所垄断,近些年国内公司也开始研发,真正批量出货的很少。

GaN PA和LDMOS PA的主要厂家:NXP、日本住友、Amploen、Qorvo。

GaAs PA的主要厂家:Skyworks、Qorvo、高通。行业专家介绍,GaAs PA用于小功率基站,以2W为主,4W的GaAs PA很难支持100MHZ带宽。现在2W的GaAs PA已经有很多国内公司在做了,竞争也会很激烈。

目前,基站PA主要采用LDMOS PA,但是LDMOS技术适用于低频段,在高频段领域存在局限性。行业人指出,5G基站GaN PA将成为主流技术,GaN PA能较好的适用于大规模MIMO技术。根据Yole预测,2023年基站PA的市场规模将达到6-7亿美金。

国产射频芯片与国外差距有多大

国产射频前端芯片取得了很大的进展,但也要看到差距,这种差距将长期存在。

有人问,国产射频前端芯片什么时候可以追上国外;我说10年,也有人说20年。什么时候国内射频芯片公司可以自己定义主流产品了,那时就可以说已追上或者超越国外公司。

在有些射频前端芯片方面,我们已经追上国外。在主流射频前端芯片方面,国产射频芯片公司差距明显,革命尚未成功,同志仍需努力。

国产手机PA的差距:

2G PA:各方面性能都不输国外产品,成本更低。国外公司2G PA基本上不再供货了。

3G PA:整体性能不输国外产品,成本更低。国内厂家有昂瑞锐,展锐、飞骧;国外主要是Qorvo CMOS 3G PA。

4G PA:分两档,中功率4G PA和高功率4G PA,国产中功率4G PA与国外产品基本上不相上下了,成本和价格上都有优势,能替换的都已经替换了。国产高功率4G PA,整体性能上还是有点差距的,但也能满足手机客户的需求,最后取决手机客户是否对性能有极致追求。

**5G PA:**国内产品差距还是很明显的,SKY和Qorvo在去年已经量产交货,国内公司今年才开始有样品。根据以往的经验,SKY和Qorvo在年底会推出下一代5G PA产品,国内公司又要开始下一波的跟进。

为了摆脱国产射频芯片公司的跟进,SKY和Qorvo有三种方式:

  1. 不断地更改PIN脚定义,改进一些小功能,其实也是大同小异,以先入为主的方式,让跟进者没法直接替换。国内厂家要跟进量产,需要一年以后。
  2. 创建很多产品型号,通过芯片版图改变一下PIN脚位置,变成同样功能的产品有不同的型号,不同的客户推不同的型号,让国内公司不知道跟哪一个?感谢MTK,在手机上结束了这一做法,统一PIN定义,让国产射频PA缩短了差距。
  3. 在手机PA上,SKY和Qorvo只有一种做法,保持先进性、保持产品的复杂性、保持产品定义主导权。

记得10年前,国产2G PA在客户端量产交货,8年前国产3G PA也开始出货。眼看着跟上了,最后还是没跟上。

国产WIFI PA/FEM的差距:

**WIFI 4 PA/FEM:**国内中功率产品成本优势明显,整体性能上也已经不差于SKY和Qorvo。完全可以替代,但也要说明一下,这已经是SKY、Qorvo公司10年前的产品了。高功率产品,跟SKY和Qorvo还是有点差距。

**WIFI 5 PA/FEM:**国内很多公司都在做这个产品,能做好的公司不多,康希5.8G中功率FEM性能上国内做的最好。产品也分中功率和高功率,国内高功率FEM与SKY和Qorvo差距明显。

**WIFI 6 FEM:**当前是热点,很多射频前端芯片公司纷纷加入这个赛道。WIFI6给射频前端带来了更多机会,也带来了更多竞争。WIFI6 FEM同样分中功率和高功率,国产WIFI6中功率已经出来,国产高功率WIFI6 FEM估计要到明年。SKY和Qorvo高功率WIFI6 FEM在2018年就已经面世,预估国内产品的差距至少是3年。

**WIFI 7 FEM:**SKY在客户端已经可以提供样品了。

WIFI PA/FEM有个好处,是个长尾产品。只要做的好,性价比高,市场一直存在。要跟随SKY,也很有难度,同样类型的WIFI6 FEM,SKY有330、331、333、337、340,国内公司怎么跟?

***来源:*华为WIFI6路由器拆机,由acwifi提供

国产射频开关和LNA的差距:

**射频开关:**射频开关在技术上没有什么发展,工艺都是采用SOI,频率支持不是问题,分GPIO和MIPI接口。卓胜微已经是世界上最大的射频开关公司,国内射频开关,性能好,成本和价格更好。我也分析了一下,市场价格在0.1USD以下的产品,SKY和Qorvo都没有什么兴趣去继续优化,做完就结束。

**射频Tuner:**这个产品还是由国外公司领先和主导,主要厂家:SONY、SKY、Qorvo。Tuner分为三级:耐压40V、60V、80V。耐压40V和60V,国内射频芯片公司基本上都能做,但80V还有难度,也有听说卓胜微已经做出来。据了解,耐压80V已经满足5G手机应用,对技术上没有进一步的要求。市场上的Tuner主要为SP2T、SP4T、DPDT、3P3T。

GPS/LTE/WIFI LNA:

LNA是国内射频芯片公司主导的市场。技术上,已经没有问题;工艺上,已经很成熟,人才上,已经很充足。但国内公司不太关注高性能的LNA,这跟国内市场有关系,大家只关注量大的产品。

如果要说差距,滤波器的差距与国外是最大的。国产滤波器的追赶需要时间和投入。

对国产射频芯片发展的思考

5G到来,射频前端芯片成为热点。只要世界朝着无线连接技术和应用方向,射频前端芯片将一直是热点。无线技术的发展,带来了机会,也带来了挑战,永远在技术追赶的路上。

谁是国产射频芯片的未来?年轻人,对射频前端芯片技术热爱的年轻人。

今天追上了,明天也许就落后了,后天可能就出局了。培养年轻人,培养年轻精英,是射频前端芯片行业最应该做的。

多年的射频前端芯片行业工作经验发现,射频前端芯片研发没有老本可吃,不同的产品,遇到的问题不一样,需要大量的工程调试和摸索,再结合理论做思考,总结经验和规律。一代产品与下一代产品确实有延续性,但也有差异性,需要重新实验。脱离了一线,理论指导不一定能解决问题,射频前端芯片问题的解决,很多时候都是在实验室。

时代需要精英,射频前端芯片需要精英。一个人,可以改变一个时代;一个射频芯片研发,可以改变一代产品,可以成就一个公司。射频芯片行业是属于精英的行业,人海战术在这里不起作用。

射频前端芯片行业是个永远年轻的行业,年轻真好!

作者:

钟林,晋江三伍微电子有限公司

zhonglin@gsrmicro.com

发表评论

邮箱地址不会被公开。 必填项已用*标注