5G芯片之王 | 射频芯片供应链风险上升，200亿美元国产替代谁先行

射频芯片作为5G手机的核心部件近来重要性突显，不过由于技术大部分掌握在美国和日本的几家公司手上，中国市场的射频芯片供给状况仍然受制于人。

什么是射频芯片

射频，表示可以辐射到空间的电磁频率， 频率范围从300kHz～300GHz之间。射频是一种高频交流变化电磁波的简称。

射频芯片，是能够将射频信号和数字信号进行转化的芯片。具体而言，包括RF收发机、功率放大器、低噪声放大器 、滤波器、射频开关、 天线调谐开关等。

手机射频芯片逻辑关系图

射频前端器件均有由半导体工艺制备，用于手机端的功率放大器和低噪声放大器主要基于GaN、GaAs、SOI、SiGe、Si（用于基站端的大功率功率放大器主要采用GaAs和GaN）。滤波器主要品类有SAW和BAW两种，均采用压电材料做基底。RF开关主要基于CMOS、Si、GaAs和GaN材料。

射频前端器件的工艺技术和应用

典型的4G手机需要支持约40个频段，如B1、B3、B5、B8、B38、B41等，每个频段都需要有1路发射和2路接收。发射通路上需要滤波器、功率放大器、开关等，接收通路需要开关、低噪放、滤波器等器件。

在4G LTE频段划分中，有部分频率相近或重合的频段，可以形成射频前端器件共用，业界通常将4G频段划分为低频（698~960Mhz）、中频（1710~2200MHz）和高频（2400~3800MHz），相应的，对应射频前端器件可以形成低频模组、中频模组和高频模组。

4G手机射频架构

由于5G增加了新频段，支持新频段就需要增加配套的射频前端芯片。

简化来看，射频发射通路主要是PA和滤波器，接收通路主要是LNA和滤波器，其他如射频开关、 RFIC、电阻、电容、电感均为核心芯片的配套。

5G手机射频架构

简化示意图

200亿美元的市场规模

射频器件目前市场规模约为200亿美元。据相关数据显示，从2010年至2018年全球射频前端市场规模以每年约12%的速度增长，2018年约为171亿美元。滤波器为最大市场占比54%，大约为92亿美元；其次为PA占比为34%，规模为58亿美元；射频开关占比7%左右，市场规模近12亿美元。

目前全球射频市场主要被海外龙头垄断，比如Saw表面声波滤波器市场主要被村田制造(Murata)、TDK、太阳诱电等日资企业垄断，市场份额合计高达95%；而Baw体声波滤波器主要被博通垄断，市场份额达87%。PA市场主要被Skyworks、Qorvo、博通等三家企业垄断，占据了超过90%的市场份额；而射频开关及LNA市场则主要被Qorvo和Skyworks垄断。Skyworks和Qorvo也都是苹果公司的供应商。

由于上述企业主要的IDM垂直整合制造工厂都在美国，因此如果美国因疫情被迫关闭工厂，将对中国的供应链产生影响。

据悉，Qorvo下调了第四季度的收入预期，由1月底预估的8亿至8.4亿美元下调至7.7亿美元。Qorvo方面表示：“迅速蔓延的病毒对需求和智能手机供应链的影响超出了预期。”该公司2019财年约三分之一的收入来自苹果。另一家无线设备供应商Skyworks从苹果公司获得了超过10%的年收入。

据统计，包括手机、平板电脑、超极本等在内的移动终端的出货量过去十年翻了一倍，移动终端的对于射频器件的需求呈现量价齐升。

毫米波雷达国产替代已启动

作为5G发展的核心技术，中国急需自主可控的射频厂商突围，来支持5G技术和设备的爆发式增长。只有在产业链自主可控的背景下，5G技术才能迎来较好发展契机。

业内相关人士认为，射频芯片国产替代高弹性逻辑持续兑现。据预测，到2022年全球无线互联设备的数量将达到500亿台，未来但凡接入到无线网络的设备，无论是5G蜂窝网络、还是WiFi网络，均需要射频前端芯片，持续看好公司所处的射频芯片赛道。

由于毫米波通信频谱资源丰富，5G时代选择使用毫米波频段，速度就好比单车道升级为十车道，苹果公司已在研发支持毫米波的5G版手机。但是宽带卫星通信和5G毫米波通信的关键核心器件毫米波相控阵芯片身价高昂，以256通道的典型相控阵天线为例，其售价高达上百万元，成为该芯片商用的最大阻碍。

目前，我国自主研发的一款相控阵芯片有望解决成本的问题。我国自主可控、成本超低的毫米波相控阵芯片问世，能够帮助建立覆盖全球每个角落的宽带通信网络，消除信号盲点。