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5G手機(jī)射頻前端市場機(jī)會激增 技術(shù)路線如何選擇
關(guān)鍵字: 5G本文來自:中國電子報
5G時代的日益臨近,讓終端廠商也踏著節(jié)奏紛紛推出5G手機(jī)。5G讓智能手機(jī)面臨空前復(fù)雜的技術(shù)難點,包括手機(jī)射頻前端架構(gòu)、設(shè)計、制造、封測和原材料等都需要進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。
2019年開啟5G商用元年
5G(第五代移動電話行動通信標(biāo)準(zhǔn))的愿景與需求,是為了應(yīng)對未來爆炸性的移動數(shù)據(jù)流量增長、海量的設(shè)備連接、不斷涌現(xiàn)的各類新業(yè)務(wù)和應(yīng)用場景,同時與各行業(yè)深度融合,滿足垂直行業(yè)終端互聯(lián)的多樣化需求,實現(xiàn)真正的“萬物互聯(lián)”,構(gòu)建社會經(jīng)濟(jì)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的基石。
5G將滲透到各種場景(云AR/VR、車聯(lián)網(wǎng)、智能制造、智慧能源、無線醫(yī)療、無線家庭娛樂、聯(lián)網(wǎng)無人機(jī)、社交網(wǎng)絡(luò)、個人AI輔助、智慧城市、全息投影),豐富的商業(yè)回報令業(yè)界對5G賦予了前所未有的期盼。2018年,眾多國家宣告2019年將成為5G試商用的時間點。2019 CES上,英特爾發(fā)布5G SoC處理器Snow Ridge、三星和摩托羅拉展示首款5G手機(jī)、高通宣布30余款5G終端設(shè)備將于2019面世;2019年,1月16日,廣東聯(lián)通聯(lián)合中興通訊在深圳5G規(guī)模測試外場,接通了全球第一個基于3GPP最新協(xié)議版本的5G手機(jī)外場通話;2019年6月6日,工信部宣布正式向中國電信、中國移動、中國聯(lián)通、中國廣電發(fā)放5G商用牌照。這也意味著我國正式進(jìn)入5G元年。雖然對于許多人來說,如今的5G移動設(shè)備,價格十分昂貴,但按照之前3G、4G的發(fā)展規(guī)律來看,5G代替4G也已經(jīng)是不遠(yuǎn)的事情了。這也意味著在這之后,智能手機(jī)將逐漸代替電腦,成為人們?nèi)粘I钪凶畈豢苫蛉钡碾娮釉O(shè)備。
射頻前端采用“集成模組”還是“分立器件”?
在移動通信中,隨著用戶數(shù)量和技術(shù)種類的激增,無線電頻譜成為稀缺資源。智能手機(jī)面臨著空前復(fù)雜的要求,例如:支持區(qū)域和全球漫游的多頻帶;支持多種蜂窩模式,包括2G/3G/4G/5G、WiFi、藍(lán)牙、近場通信(NFC)、全球定位系統(tǒng)(GPS);利用多輸入多輸出(MIMO)改善通信質(zhì)量,提高數(shù)據(jù)速率和擴(kuò)大有效范圍;利用智能天線技術(shù)(如波束成形或分集)來增強(qiáng)單個數(shù)據(jù)信號的性能;載波聚合(CA)支持更寬的帶寬,提升帶寬體驗。由于射頻前端是手機(jī)射頻收發(fā)器和天線之間的功能區(qū)域,主要由功率放大器(PA)、低噪聲放大器(LNA)、開關(guān)、雙工器、濾波器和其他被動器件組成。因此,5G的這些要求(頻帶從低頻到高頻)給手機(jī)射頻前端架構(gòu)、設(shè)計、制造、封測和原材料都帶來了巨大的挑戰(zhàn)。
在射頻前端和連接架構(gòu)方面,全球主要智能手機(jī)廠商通過采用“集成模組”或“分立器件”的方式各樹旗幟。國外手機(jī)廠商如三星(Samsung)、蘋果(Apple)、索尼(Sony)、樂金(LG)等都趨向采用復(fù)雜的集成模組;而中國手機(jī)廠商如華為(Huawei)、小米(Xiaomi)、歐珀(OPPO)和維沃(vivo)等卻采用了更多的分立器件,因為這能夠使他們盡可能降低射頻物料清單(BOM)成本,以便在競爭激烈的手機(jī)市場上也能獲得銷售價格優(yōu)勢。
對比華為P20 Pro和三星S10,我們可以看出兩家企業(yè)的手機(jī)射頻前端戰(zhàn)略。華為P20 Pro的射頻電路板由45顆分立元件和4個集成模組(含25顆元件)組成,而三星S10則由17顆分立元件和8個集成模塊(含71顆元件)組成。因此,最終三星S10的射頻BOM是華為P20 Pro的兩倍,但是這兩款手機(jī)下行速度性能并無明顯差異。此外,這兩款手機(jī)都支持30多個頻段,并使用如載波聚合(CA)和4×4 MIMO等類似技術(shù)。
5G賦能智能手機(jī)的同時,無疑讓射頻前端變得更加復(fù)雜。實際上,5G在智能手機(jī)中的普及率不僅取決于網(wǎng)絡(luò)是否可用、應(yīng)用案例是否成功,還取決于消費(fèi)者的經(jīng)濟(jì)承受能力。隨著射頻前端的價格壓力增加,如何以較低的成本實現(xiàn)5G功能成為行業(yè)關(guān)心的話題。因此,分立元件仍將會保持一定的市場份額,法國市場調(diào)研機(jī)構(gòu)Yole預(yù)測,2018~2025年,分立元件的市場規(guī)模占比將保持在30%的水平。
5G促進(jìn)射頻前端市場增長
2018~2019年,消費(fèi)者對智能手機(jī)的需求減弱導(dǎo)致市場有所下滑。在像頭等新技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)程。在LTE時代,射頻前端市場的增長來自于載波聚合和多輸入多輸出(MIMO)技術(shù)。5G需要增加頻段,實現(xiàn)雙重連接,下行鏈路過渡到4 ×4 MIMO,上行鏈路發(fā)展到2×2 MIMO,這將促進(jìn)射頻前端市場增長。因此,2018年射頻前端市場規(guī)模為150億美元,預(yù)計2025年將達(dá)到258億美元,2018~2025年的年復(fù)合增長率為8%。其中,分立器件的年復(fù)合增長率略高于集成模組的復(fù)合年增長率。在分立器件方面,天線調(diào)諧器的市場增長速度最快——復(fù)合年增長率高達(dá)13%,這是因為更高的頻段和4 ×4 MIMO對天線及天線調(diào)諧器數(shù)量的需求越來越多。
因為5G(3.5GHz及以上)對4 ×4 MIMO的強(qiáng)制性要求,所以低噪聲放大器(LNA)的市場增長受到積極影響,無論是分立器件還是集成模組。而關(guān)于5G毫米波,封裝天線(AiP)模組將在2019年產(chǎn)生營收,美國是其首個目標(biāo)市場。Yole預(yù)測,2025年AiP市場規(guī)模將達(dá)到13億美元。
為了實現(xiàn)LNA與開關(guān)的集成,射頻前端產(chǎn)業(yè)選擇的晶圓襯底材料正轉(zhuǎn)向12英寸射頻SOI,從而限制了鍺硅的增長機(jī)會。在濾波器方面,傳統(tǒng)的聲表面(SAW)濾波器技術(shù)將保持穩(wěn)定,而薄膜聲表面濾波器、體聲波(BAW)濾波器、薄膜體聲波(FBAR)濾波器、集成無源器件(IPD)和多層單元(MLC)技術(shù)將獲得增長機(jī)會。
美日主導(dǎo)射頻前端領(lǐng)域
智能手機(jī)射頻前端領(lǐng)域的主要領(lǐng)導(dǎo)廠商均來自美國和日本,包括博通(Broadcom)、思佳訊(Skyworks)、Qorvo、高通(Qualcomm)和村田(Murata),合計占據(jù)了81%的市場份額。目前,村田的市場份額領(lǐng)先于思佳訊和博通;高通在LNA領(lǐng)域已經(jīng)足夠強(qiáng)大,通過整合TDK EPCOS的濾波器業(yè)務(wù),大有趕超Qorvo之勢。其他射頻前端廠商,例如英飛凌(Infineon)、索尼(Sony)、太陽誘電(Taiyo Yuden)、恩智浦(NXP)和威盛(Wisol),也占有一席之地。這些第二梯隊公司具備LNA、開關(guān)、調(diào)諧器和濾波器的制造能力,成為智能手機(jī)廠商的其他供應(yīng)商選項。
整體來看,中國射頻前端廠商處于弱勢地位,技術(shù)實力、量產(chǎn)規(guī)模等各方面均落后于國外廠商。由于全球智能手機(jī)市場采用的中高端濾波器目前已被前五大美日廠商瓜分,加之國內(nèi)濾波器產(chǎn)業(yè)起步較晚,因此中高端濾波器的技術(shù)突破正成為射頻前端國產(chǎn)化的最大挑戰(zhàn)。
最后值得注意的是,美日濾波器廠商較早地進(jìn)行了全面的專利布局,主要包括中國、美國、日本及歐洲地區(qū)。村田和太陽誘電等日本廠商在SAW專利申請方面處于領(lǐng)導(dǎo)地位,而Qorvo、高通和博通等美國廠商則在BAW專利領(lǐng)域處于領(lǐng)導(dǎo)地位。這對中國濾波器廠商帶來更大的困難和挑戰(zhàn),稍有不慎,將會受到國際巨頭的專利訴訟。
標(biāo)簽 5G- 原標(biāo)題:5G手機(jī)射頻前端市場機(jī)會激增 技術(shù)路線如何選擇
- 責(zé)任編輯:呂棟
- 最后更新: 2019-08-20 09:43:11
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