这家公司成立才3年为何有勇气量产高端射频滤波器?

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看到标题里大家觉得会是标题党,一个产品的量产为什么要用惊!不过如果这个发生在大部人认为没有任何半导体产业的煤炭大省山西,就应该觉得还是合理的了。

众所周知,山西是我国的煤炭大省,与其他一些经常省份不同,山西给人的印象就是一些像煤炭、钢铁、化工等这些非常传统的行业,对于半导体产业来说,山西完全不沾边。

其实在最近两三年来来,山西已经将半导体产业作为着力打造的战略性新兴产业集群之一,抢抓发展机遇,加大规划布局、人才引进、资金投入,而今在一些领域已经取得突破,并涌现出了一批具有较强竞争力的企业。

今天要重点介绍的一家是位于山西省忻州市的名为北纬三十八度集成电路制造有限公司(以下简称 北纬公司 或 “BWIC”)的一家特种工艺半导体代工企业。

北纬公司为国内芯片设计商深圳新声半导体(以下简称“新声”)代工的声表面波滤波器产品(以下简称SAW滤波器),已投入量产且达到发货水准。双方合作的SAW滤波器主打难度较高的射频模组。

北纬三十八度是一家什么样的公司?

北纬公司(BWIC)创立于2018年,坐落在山西省忻州市半导体产业园内,是一家能够提供4英寸钽酸锂SAW滤波器代工和6英寸GaAs化合物半导体IC芯片代工的专业晶圆制造公司,由具有化合物半导体生产研发丰富经验的中日专家团队管理及运营。

北纬公司总经理蒋健表示,围绕在北纬公司周围,忻州产业园内包括了长晶、外延片等上游企业的配套支撑,包括晶圆等很多可以直接在园内解决。在公司管理层和技术团队的一致努力下,目前4英寸的SAW滤波器代工产线已经具备量产能力,6英寸的GaAs化合物射频PA代工产线也在有条不紊的推进当中。

首批代工企业新声科技公司的技术成员对于BWIC的印象可以用“惊喜”二字来形容,他透露:“BWIC的技术内核已经可以和国际国内专业一流厂商对标的先进水平,其最大的两个优势就是极高的团队整体素质,以及精准的设备选型和产线搭建。”

北纬公司从创立到量产仅用了三年时间,进展可谓神速!

这源于北纬公司的两点优势:

1. 强大的技术团队

BWIC技术团队拥有相当丰富的产业经验,以公司总经理蒋健以及来自日本的行业专家尾藤为首的技术团队拥有非常丰富的芯片从业经验。SAW滤波器一个很大的难点在于一致性要求高,不能说这一次做出来的产品符合要求,下一次再做参数都变了。通过技术团队的不懈努力,终于可以在较短的时间内实现了产品量产。

2. 快速的反应能力

SAW滤波器的另外一个难点在于射频信号很容易失真,给仿真领域建模带来较大困难。这就要求工厂工艺工程师需要与芯片设计工程师紧密配合,快速解决设计公司的问题。北纬公司最短48小时、平均一周、最长两周更新一版工艺,而国内某大厂一版工艺的更新时间一般是两个月。

更令客户感到意外的是,通过参观北纬工厂,发现其采购的设备也十分具有前瞻性,现有设备能够直接用于更先进的TC-SAW(温度补偿型声表面波滤波器)的生产,其中多台关键设备的选购和调试成功本身就蕴含了极高的技术含量和高端SAW的行业门槛。

除了以上几大优势,BWIC在工艺稳定性方面也属于业界一流水准。据新声成员透露,即便是日韩的老牌劲旅也会存在某一版滤波器生产中出现问题,但BWIC每一轮生产都拥有极高的稳定性,这对于客户来说是一大加分项。

对此,BWIC的日本技术专家尾藤指出,拥有一流的设备只是滤波器生产的基础条件,BWIC生产工艺的稳定性主要源于公司团队对于生产流程的不断打磨和优化,认真对待生产管控中的每一处细节。

EETOP最新得到的消息,除了SAW滤波器多款接收滤波器和双工器产品实现量产外,在双方的共同努力下,新声公司自主IP的TC-SAW滤波器(温度补偿型声表面波滤波器)产品也已经全线跑通,预计明年初有望大面积投入TC-SAW全产品线批量生产;另外,作为国际竞争热点的UltraSAW,新声也已经在BWIC跑通了自主IP的超高性能样品,平均Q值在3,500~4,500之间,下一步任务主要是降低衬底成本。

目前低频段前端模组中的TC-SAW滤波器在高端手机中得到广泛应用,市场空间巨大。但TC-SAW生产工艺难度较高,日本厂商村田制作所在分立市场目前几乎处于垄断地位,国内还没有产线能够真正实现TC-SAW滤波器的量产。如果BWIC未来能够将产能铺开,形成可靠的TC-SAW滤波器代工能力,则有望帮助国内的滤波器设计公司与海外巨头抗衡。

SAW和TC-SAW组合销售,有望成为北纬公司的独特竞争优势,也将使北纬公司在高难度射频芯片领域有一个特别长的长板,为之后扩展商业布局打下坚实的基础。

射频滤波器发展格局和国产化前景

射频前端是无线通信模块的核心组件,主要市场为手机蜂窝。无线通信模块主要包含天线、射频前端、主芯片三部分,射频前端对信号传输质量至关重要。射频前端主要由滤波器(Filter)、功率放大器(PA)、开关(Switch/Tuner)、低噪声放大器(LNA)四种器件构成,这四种器件2020年市场规模占比分别为47%、32%、13%、8%。技术壁垒方面,射频前端器件采用特殊制造工艺,且不同器件之间的工艺差别大,美日巨头以IDM模式垄断市场,国内厂商需要突破设计、工艺两层壁垒,射频前端器件的技术难度从大到小为:滤波器、功率放大器、开关/低噪声放大器。

市场规模:5G&WiFi6驱动量价齐升,模组与分立市场皆有增长。2020~2025年全球手机射频前端将从185亿增长到258亿美元,CAGR +7%,5G是最主要驱动力:

1) 5G(Sub 6GHz):四大技术驱动ASP从4G的$17增长到$25;

2)毫米波:新增ASP $18的AiP天线模组。除此之外。WiFi6亦驱动手机WiFi射频器件市场规模从2020年$25亿增长到$34亿。

3)模块化:5G加速射频前端模块化,但在成本与性能的权衡下,未来几年中低端机依然会采用大量分立器件,模组与分立器件市场规模皆有增长。

模块化难度:滤波器是高端模组核心壁垒,5G模组难度有所下滑。本文分析了不同难度级别的3类分集接收模组、5类主集模组的结构和技术难点,发现滤波器是中高端模组最核心的器件。

1)5G(Sub 6GHz):主流频段采用技术难度较低的LTCC/IPD滤波器,且模组频段数量和复杂度相比4G大幅降低,因此5G模组难度相比4G有所下滑,给国内厂商带来弯道超车的机会。

2)毫米波:由于高传输损耗,AiP模组集成射频前端、天线、收发器等,且器件工艺变化大,基带厂商在AiP模组中先发优势明显。

美日五大龙头通过并购合作形成完整产品线,占近80%市场份额。目前全球射频前端市场主要被美国四大巨头-Skyworks、Broadcom、Qorvo、Qualcomm,日本厂商村田所垄断。由于不同射频前端器件的工艺技术差别很大,美日龙头亦通过并购整合形成完整的产品线。

展望海外龙头的未来发展:

1)Qorvo&Skyworks:短期维持“双寡头”格局,长期蓄力发展汽车、物联网等非手机业务。

2)Broadcom:定位高端产品,优势产品BAW滤波器面临竞争,射频产品线逐渐边缘化。

3)Qualcomm:基带与射频前端协同销售,重点布局毫米波模组、物联网产品。

4)Murata:优势产品SAW滤波器面临潜在进入者威胁,接收模组份额将大概率下滑。

多因素驱动国产替代加速。国内射频前端厂商众多,但是以低价值量的单一分立器件、低集成度模组为主,国产份额不足10%,四大因素驱动国产替代机会崛起:

1)终端厂商的自主可控、成本控制需求;

2)5G渗透期晶圆产能短缺,海外巨头将重心投向高端产品;

3)迎来密集融资潮,资本优势凸显;

4)5G模组难度降低,带来弯道超车机会。在模块化趋势下,国内龙头崛起的前提是形成完整的产品线,国内公司遵循 “单一器件>5G模组>4G接收模组>4G主集模组”的产品拓展逻辑。

我们认为模块化趋势下国内龙头崛起的前提是形成完整的产品线。目前国内厂商处于发展早期,以单一器件为主,将来将从单一器件进军模组市场。我们预计未来2~3年内,国内厂商将以内生发展为主;2~3年后,国内或将迎来并购或合作的潮流。

文章来源: EETOP半导体社区,share罗斯点睛话投资

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