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5G时代 ,RF射频器件需求激增,产业将井喷

业界普遍认为,随着5G的发展,未来智能手机的RF套片成本或将超过主芯片成本,再加上物联网的爆发,RF射频产业势必将迎来新的阶段。基于此,本期元件与模组栏目,国际电子商情分析师采访了两岸RF射频器件厂商的代表,针对5G时代背景下的RF射频器件方面做了一些探讨。

5G是一个相当复杂的概念,需要整合移动宽带、物联网和先进的自动化,全部采用统一的标准技术。总而言之,5G可以分为支持物联网(IoT)应用的5G,使用Sub-6 GHz频段的5G以及使用mmWave(毫米波)的5G三大类。它们具有不同的标准及市场需求,需要更多样化的RF射频器件。而这种高度复杂的组合将经历不同的实施阶段,且不会同时实现。

5G时代,RF射频器件需求激增

以美国、韩国为首的国家,预备在2019年开始5G商业化,中国也将于明年在17个城市开启5G试运营,预计2020年全面商用。此背景下,RF射频器件的发展也将进入新的阶段。

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ADI中国区通信基础设施业务部门战略市场经理 解勇

ADI中国区通信基础设施业务部门战略市场经理解勇表示,在5G时代,对RF射频器件的需求量更大。5G在射频需求上的变化主要有三个方面:一是频段,5G分为低频段和高频段,低频段覆盖3.5GHz-4.9GHz的毫米波,高频段覆盖26GHz-39GHz的毫米波;二是带宽,5G在低频段要求带宽大于100MHz,在高频段带宽要求达到800MHz以上;三是通道数,5G由于采用大规模MIMO的技术,对宏基站的射频通道数要求支持64个收发通道。

5G对频段的变化,要求射频器件支持更高的频段,保证大带宽射频指标的性能,同时还要增加集成度、降低功耗和成本,以满足5G大规模商用化的需求。近年来,ADI建构起从低频段到毫米波超高频段的全频段覆盖的解决方案,以全面应对5G对RF射频器件的的需求,其RF产品包括:高速数据转换器、射频全集成收发器、毫米波频综、上下变频器、多通道移相器、大功率开关等。

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Qorvo亚太区产品营销经理黄益群

由RF Micro Devices和TriQuint合并而来的Qorvo经过四年的发展,已经成为射频器件领域的领头羊。Qorvo亚太区产品营销经理黄益群的观点与解勇类似,他认为随着5G的发展,运营商为了提供更快速的传输服务,必须更有效率地使用频谱,频谱的增加将导致射频器件需求的加大,同时也让射频器件走向整合。

“5G将增加额外的频谱,以中国区来说,增加必选的新频段,如n78 和n79。5G也将重耕(Re-farming)原有的频谱,如B41频段将重耕为N41频段。同时,在手机结构变化不大,而频段又增加的前提下,对天线调谐器件的需求大增,也让手机电路板更拥挤。另外,5G还带来更复杂的射频架构,追求更低的差损和支持更高的输入功率,滤波器的性能会是整体的射频性能的分水岭。”

射频模块的需求、电路版的面积考虑、更好的5G射频性能、实现更复杂的4G载波聚合……都体现了射频器件日益趋于整合。黄益群介绍,Qorvo针对5G不同频段的需求,已经推出一系列产品,包括:高整合度的5G/4G射频模块、天线调谐与射频开关等,目前可以提供成熟的样品。

除了5G频谱的变化之外,RF射频器件本身的变化也值得关注。立积电子事业发展处资深经理洪良吉认为,由于RF射频器件的设计日益复杂,数量及价格也随之增加,厂商在技术开发及专利的积累上投入更多的资源。

他表示,“目前,国内RF射频器件厂商已有一些基础,也掌握了手机及物联网的生态系统需求,可逐步从中/低端市场往高端市场走,”洪良吉补充说,“虽然对行业而言市场商机巨大,但是需要持续累积能量才能取得市场份额。”

当前,RichWave在RF射频器件方面主要提供WiFi、Mobile及物联网(IoT)三大类产品。其中,IoT是新规划的产品线,WiFi和Mobile产品线已经相当完整,包括FEM、LNA、开关等300多种产品。未来RichWave将提供覆盖IoT、Sub-6 GHz频段以及mmWave(毫米波)应用的全方位产品。

新形势下,RF器件的机遇与挑战

激增的需求在带来机会的同时,往往也会带来更多挑战。当前,业界普遍认同的是,中国的RF射频产业仍有较大的提升空间,其核心技术仍然为欧美国家掌握,而如何突破垄断是大家关注的焦点。

解勇认为,RF射频器件的机会非常多。针对5G基站市场,由于大规模MIMO技术和毫米波频段的兴起和应用,对于射频器件厂商而言,在更高集成度的射频收发器方案、集成射频前端、更宽带宽及更高效的功放等领域将有很多新的机会。

随着5G在全球商用的逐步展开,特别是在中国市场即将开启的预商用的带动下,市场对于射频器件的需求将呈现爆发式的增长。同时,射频器件市场呈现出厂商越来越集中化的趋势,门槛也变的越来越高,未来市场的竞争将趋于白热化。

不过,他认为,如何让射频器件在性能、集成度、功耗以及成本等方面达到平衡点是需要解决的难题。针对5G 的RF射频器件的需求,ADI将推出28nm工艺的低频段射频全集成收发器,并集成高性能大带宽的DPD,在毫米波高频段也将推出基于SiGe工艺的方案。解勇也表示,外资射频器件厂商在短期内仍将凭借技术优势和规模效应在中国市场占主导地位。

黄益群从射频器件供货商的角度切入,他表示5G频谱等方面的变化将要求企业开发更高频、更集成、更复杂、更优性能的产品,为整个市场带来新机会的同时也带来更多的挑战。

近年来大陆半导体已经做出一些成绩,在低端市场占有一定份额。但是,射频芯片开发仰赖于丰富的设计经验、良好的制程能力、量产能力以及合适的市场定位,黄益群认为,对国产射频芯片而言,设计经验不足是最大的挑战。他认为,Qorvo掌握上游的in-house foundry,具备功率放大器、滤波器、射频开关的设计能力,也有丰富的封装经验,在未来5G的射频器件竞争中将立足不败之地。

两岸RF射频器件市场发展向好

在谈及芯片国产化的话题,洪良吉指出,近年来中国大力支持芯片产业以及华为、OPPO、vivo、小米等迅速崛起……都加速了RF射频芯片的国产化进程。“RF射频器件的技术门槛高且生产工艺复杂,比如:mmWave(毫米波)需要采用新材料,并需重新更改设计,有能力将不同的技术和材料整合在一起的厂商并不多。所以,RF射频器件市场长期以来都被欧美、日本等厂商所垄断。”

他也强调,随着国内手机品牌及国产芯片产业的快速发展,两岸的射频器件厂商可以一起合作。“如果两岸的射频器件厂商一起合作,从设计、制造、封装等,都有互补的空间,也可以加速打破欧美垄断的情势。RichWave对两岸在RF射频器件的市场前景持乐观态度。”据了解,目前RichWave正在与国内品牌公司进行深度合作。 

黄益群也对两岸的RF射频市场持乐观态度。他表示,虽然手机出货量的趋势可能放缓,但是射频器件的需求量肯定会增加。不过他也认为,“过去五年的激烈竞争中,手机客户数量已收敛到几家品牌厂,客户对于射频器件的性能要求更加严谨,对射频厂商而言竞争将更加激烈,而技术领先的公司将会乐意见到这样的竞争态势。”

本文为《国际电子商情》2018年12月刊杂志文章。

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李晋
国际电子商情助理产业分析师,专注汽车电子、人工智能、消费电子等领域的市场及供应链趋势。
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