5G带动国产滤波器大反攻:国产巨头诞生,技术革新重塑竞争格局,赛点到了!

通信资讯馆 2021-11-18

科技基站5g网络

3460 字丨阅读本文需 9 分钟

各大手机厂商都发布了旗下的5G手机,但有些厂商因为缺乏射频芯片的原因,只能使用4G网络。

大部分的射频芯片技术都掌握在国外手中,或者国产厂商使用到了国外的生产技术,这些都会导致无法顺利向某些客户供货。

5G时代的到来,5G基站、移动终端设备需求大幅度提升,催生了一系列5G产业链。5G射频前端是实现5G通信最重要的一部分。射频前端主要由功率放大器、射频收发器、天线开关、双工器、射频滤波器组成,随着5G频段的不断增多,市场对5G射频滤波器的需求也越来越大。

一、国外5G射频滤波器发展现状

由于射频滤波器市场主要被美、日两国占据,现主要描述美、日两国在5G射频滤波器的发展现状。美国主要厂商有:Qorvo、Skyworks,日本主要厂商有:村田(Murata)、TDK。

美国供应商

Qorvo是一家集设计、开发、生产于一身的射频产品供应商。Qorvo早期就已经开始部署5G新频段的所有射频前端芯片,并推出5G产品组合, QM78203模块,该模块支持 5G 频段(n77、n78 和 n79),QM75041模块 n41频段,以及 QM77038中高频段模块。

据官网显示QPQ1298 BAW滤波器已经实现大规模量产,QPQ1298 BAW滤波器支持的频段为n41,160MHz的带宽。因为n41频段和2.4GHz的WiFi频段较为接近,容易产生干扰,为实现5G与WiFi并存,该滤波器采用了高带外衰减、低插损的功能,在WiFi抑制方面的表现也十分出色。在封装方面较为小巧,规格参数为2.00 x 1.60 x 0.73 (单位:mm)。

Skyworks在5G射频领域颇具影响力,推出了十多款5G射频前端模块,并能为客户提供完整的解决方案。在5G射频滤波器方面,Skyworks射频模块高度集成多频段的滤波器,能满足2G/3G/4G/5G不同频段的需求。

以SKY58081-11为例,SKY58081-11是一颗支持多频、多模多Tx-RX的射频前端模块,能够支持2G~5G,n5、n8、n12、n20、n26、n28、n71不同频段的网络接入,该模块还对LTE进行了优化,提升数据传输速率。并采用出色的 RF 共存技术,抑制Rx的敏感度。在芯片封装方面,封装规格为7.6 x 6.0 x 0.7(单位:mm)。

日本供应商

TDK是射频滤波器的龙头企业之一,2018年TDK射频滤波器占21%的市场份额,在5G射频滤波器领域也推出了很多新的产品。

DEA070960LT-4006B1是一款涵盖多频段的5G射频滤波器,覆盖GSM/UMTS/LTE/5G 4种网络,Band

5/6/8/18/19/20/26/27/81/82 10个频段,多频段的集成有利于减少手机内射频滤波器的使用量,为紧凑的手机内部争取更多拓展的空间,该滤波器耐温范围在40~85摄氏度之间,能有效避免一般自然温度下因为温度导致无法实时通信的问题。该滤波器的封装规格参数为0.65*0.5*0.25(单位:mm),相较于QPQ1298 BAW体积更小。

村田(Murata)是全球领先的电子制造商,时刻关注市场动向推陈出新。在该企业官网查询支持5G频段的射频滤波器有95件之多。村田(Murata)是全球主要的SAW滤波器供应商之一。下列举一件进行说明。

SATEY1G84AU2F0A该滤波器支持5G网络b66/b03/b41三个频段,与前两款5G射频模块相比缺少了2G/3G/4G网络的集成略逊一筹,在封装方面规格参数为1.8x1.4x0.6.(单位:mm),产品体积也比较大。

二、5G带动,滤波器市场迎来高增长期

2020年,我国正式进入5G商用时代。5G基站覆盖规模更小,信号发射频率更高,对滤波器的质量、尺寸和发热性能均提出了更高的要求。当前我国5G商用建设正处于起步阶段,以下根据4G基站建设的数量及时间表对5G通信网络建设以及滤波器市场作出预测。

我国4G基站建设在2014年-2016年步入高峰期,每年建设的基站数量近100万个,截至2018年,根据三大运营商的统计数据显示,我国4G基站的数量超过450万个。

2019年为我国5G建设元年,预计2021年-2023年我国5G基站建设将进入高峰期,每年新增基站数量将超过100万个。由于5G基站波程较短,覆盖范围较小,因而所需基站数量更多,按保守的1.2倍估计,我国所需的5G基站数量将超过540万个。

当前,5G基站高容量热点的主流方案为64T64R,即64个通道。一个基站含有3面天线,每面天线建设64个通道,则每个基站共有192个通道。当前滤波器的价格约50元/单通道,随着工艺水平和调试水平的进步,价格有望进一步下降,假设在5G滤波器供应期间的滤波器单价每年降幅10%,则国内5G滤波器市场空间为374亿元。

三、技术革新重塑竞争格局,国内企业迎来破局良机

在3G/4G时代,基站滤波器市场基本由国外寡头垄断。全球滤波器市场份额前五位的公司分别为Murata(日本)、TDK(日本)、Taiyo Yuden(日本)、Skyworks(美国)和Qorvo(美国),所占市场份额分别为47%、21%、14%、9%和4%,合计占比高达95%。

滤波器市场高度集中的原因在于专利权集中所带来的行业壁垒。科技行业不同于传统行业,技术创新在行业发展中起着关键作用。目前,Murata和Taiyo Yuden等日本企业在Saw专利申请数量方面处于绝对领先的地位,而Qorvo、Broadcom、Qualcomm等美国厂商则在体声波滤波器专利领域处于领先地位。

在5G时代下,由于基站波程的缩短,对滤波器的质量、尺寸和发热性能均提出了更高的要求,陶瓷介质滤波器在小型化、轻量化、低损耗、温度稳定性、性价比上存在明显优势,虽然当前陶瓷介质滤波器因为成本较高,市场应用较少,不过随着调试自动化技术的突破以及有效实现量产,未来陶瓷滤波器将有效替代金属腔体滤波器成为市场主流产品。

陶瓷介质滤波器属于全新的市场产品,与其他滤波器相比,专利封锁较少,与国外企业相比,国内企业的差距并不大。因而,五度易链认为陶瓷滤波器如果能实现量产,必将使滤波器市场迎来全面革新,打破原有的竞争格局。国内陶瓷介质滤波器厂商迎来了弯道超车的绝佳时机。

国产厂商一直在努力,射频芯片中的滤波器成为突破的方向,在这个领域,国产滤波器巨头诞生,成功打入三星,爱立信供应链,并拿下世界第一宝座。这家巨头是谁?又是如何做到这一切的呢?

四、国产滤波器巨头诞生

手机能够实现联网通信,需要用上基带、射频、滤波器、功率放大器等核心零部件。其中射频芯片是一大组织模块,负责通信设备的信号接收,接收信号的强度,清晰度和准确度等等关键步骤,都是由射频芯片来决定。

由于5G网络涉及的频段更多,因此对射频芯片的使用量也更高。

其中滤波器属于射频芯片中的一类,可以为通信设备保留特定频段内的信号,在庞大的频段信号中,滤波器这种射频芯片将直接决定信号接受的程度。

4G手机大约会用上40个滤波器,但到了5G就需要80个滤波器了。一部5G手机至少会使用到上百个射频芯片。华为便是因为缺少滤波器导致5G能力受阻。华为的遭遇也让我们意识到,国产滤波器射频芯片必须尽快突围了。

好消息是,国产滤波器巨头已经诞生,这家巨头叫做大富科技,该公司在滤波器市场中占据重要的市场份额地位,拥有先进的自研技术。

尤其是面向移动通信基站射频器件,大富科技更是拿下全球第一的宝座。就连三星、爱立信都是其主要客户。大富科技拿下的荣誉更是数不胜数,在国产射频芯片突围的关键时刻,大富科技备受瞩目。

一直以来,射频芯片都是国外供应商的主力产品,包括高通、日本村田电子、博通等等企业,在射频芯片市场持有重要的市场份额。细分到天线开关、低噪音放大器和功率放大器等射频芯片市场,更是群雄逐鹿。

大富科技能够在基站滤波器领域脱颖而出,拿下全球第一出货市场份额实属不易。走到这一步都是因为大富科技有深厚的技术积累,据悉,基站滤波器领域中有80%的专利掌握在大富科技手中,在工艺技术上的自主研发占比高达95%。

随着大富科技持续深耕技术,相信未来还会继续保持对应赛道领域的第一。

五、正在破冰的国产射频芯片

5G手机的出货量持续攀升,这意味着将来对射频芯片的需求还会变得更高。一系列的射频芯片产业都需要掌握自给自足的实力,才能不受外界所制。大富科技作为其中一员,也在助力国产射频芯片向前迈进。

放眼国内,国产射频芯片已经开始破冰了,对应的射频芯片领域都有相应的巨头在参与布局。比如射频开关的国产巨头有卓胜微、韦尔股份、迦美等等。射频滤波器的巨头有三安集成,天津诺思等。汉天下,康希电子等诸多企业纷纷入局射频PA芯片。

可以说射频芯片的大部分细分领域都有国产企业在参与破冰,有的甚至拿下了行业第一。比如卓胜微在射频开关领域领先全球,已经和国际巨头不相上下。

滤波器作为射频前端最大的产业,有大富科技的支持,国产化率会不断提高。不只是国外的三星,爱立信,包括国内的华为也是大富科技的核心客户。而且说不定大家日常使用的通信设备,就有来自大富科技的滤波器产品。

正在破冰的国产射频芯片持续发展壮大,不管是大产业方向还是细分市场,国产企业都会不遗余力投入其中,建立起高度自主化的射频芯片产业链。

六、国产产业链加速崛起

外界可能只关注到了通用集成SOC芯片的发展,但其实芯片是一个十分庞大的产业链。如果细分到每一个领域,估计将形成不计其数的市场规模。一家企业不可能同时在这么多的领域都取得领先地位。

但我国几十万家企业同时布局,还有越来越多与芯片相关的企业相继成立,不管是射频芯片还是通用集成SOC,以及大大小小的芯片前后端产业,国产企业都不会缺席。

在这样的情况下,国产产业链加速崛起。有的负责芯片制造,有的参与芯片设计,还有的国产企业提供制造设备,材料和技术等等。

众人拾柴火焰高,一家企业可能无法改变什么,但如果整个的产业集中在一起,就将爆发出无穷的力量。

总结

大富科技是国内乃至全球领先的基站滤波器巨头,像大富科技这种在产业中发光发热的企业还有很多。

他们也许并不受外界关注,但一直在默默研究,不断投入生产,为国产芯片产业链的崛起,贡献自己的力量。相信这些付出都将迎来最终的回报。

对国产射频芯片你有什么看法呢?

来源:趣味科技秀,电子发烧友观察,五度易链

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