前言:射頻前端模塊位于無線通訊系統(tǒng)中基帶芯片的前端,是無線電系統(tǒng)的接收機和發(fā)射機,是移動終端通信的核心組件,其性能直接影響通信過程中信號接收與傳輸質(zhì)量的高低,通信技術(shù)的每一次迭代升級,都需要射頻前端芯片同步升級作為硬件支撐。近年來,在下游市場快速發(fā)展及大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等新技術(shù)的演進,我國射頻前端芯片行業(yè)迎來廣闊的增量市場機遇,2023年市場規(guī)模約為975.7億元。此外,海外廠商占據(jù)全球射頻前端芯片市場主要份額,而國產(chǎn)企業(yè)有各自業(yè)務(wù)側(cè)重點。
1、射頻前端是通信核心部件
根據(jù)觀研報告網(wǎng)發(fā)布的《中國射頻前端芯片行業(yè)現(xiàn)狀深度分析與發(fā)展前景預(yù)測報告(2024-2031年)》顯示,射頻前端模塊位于無線通訊系統(tǒng)中基帶芯片的前端,是無線電系統(tǒng)的接收機和發(fā)射機,可實現(xiàn)射頻信號的傳輸、轉(zhuǎn)換和處理功能,是移動終端通信的核心組件。其中天線主要負責射頻信號和電磁信號之間的相互轉(zhuǎn)換,射頻芯片主要負責射頻信號和基帶信號之間的相互轉(zhuǎn)換(即高頻率電磁波信號與二進制信號的相互轉(zhuǎn)換),射頻前端負責將接收和發(fā)射的射頻信號進行放大和濾波。射頻前端芯片包括射頻開關(guān)、射頻低噪聲放大器、射頻功率放大器、雙工器、射頻濾波器等芯片。
射頻前端芯片主要組成部分與功能
序號 |
器件 |
主要功能 |
1 |
功率放大器(PA) |
將發(fā)射端的小功率信號轉(zhuǎn)換成大功率信號。 |
2 |
低噪聲放大器(LNA) |
將天線接收到的微弱射頻信號放大,并減少放大器自身噪聲的引入。 |
3 |
開關(guān)(Switch) |
將多路射頻信號中的任一路或幾路通過控制邏輯連通,以實現(xiàn)不同信號路徑的切換,包括接收與發(fā)射的切換、不同頻段間的切換等。 |
4 |
濾波器(Filter) |
通過電容、電感、電阻甚至壓電材料等元器件的組合,移除信號中不需要的頻率分量,同時保留需要的頻率分量,保障信號在特定的頻帶上傳輸,消除頻帶間相互干擾。 |
5 |
雙/多工器 |
濾波器的一種,系由兩顆濾波器封裝而成,在濾波的同時能夠?qū)l(fā)射和接收信號隔離,保證信號發(fā)射和接收在共用天線時的正常工作。 |
資料來源:觀研天下整理
2、射頻前端芯片與移動通信升級密切相關(guān)
由于不同通信領(lǐng)域涉及的無線頻段、帶寬、應(yīng)用終端場景等存在差異,所對應(yīng)的射頻前端芯片在技術(shù)特征、材料及工藝等方面也存在一定差異,也導(dǎo)致其技術(shù)、產(chǎn)品等不斷發(fā)生迭代。射頻前端作為通信模塊中的關(guān)鍵模塊,其性能直接影響通信過程中信號接收與傳輸質(zhì)量的高低,通信技術(shù)的每一次迭代升級,如4G向5G的發(fā)展、Wi-Fi5向Wi-Fi6的發(fā)展,都需要射頻前端芯片同步升級作為硬件支撐。
每代移動通信特征
移動通信 |
1G |
2G |
3G |
4G |
5G |
業(yè)務(wù) |
電路域模擬話音業(yè)務(wù) |
數(shù)字語音,短信,9.6-384kbit/s數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) |
話音、短信和多媒體 |
全IP移動寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),VoIP |
增強移動寬帶,超高可靠低延時通信和機器類通信 |
目標 |
提高單站話音路數(shù)和頻譜效率 |
提高頻譜效率,無縫切換 |
高速移動144kbit/s,低速移動2Mbit/s:后續(xù)支持40Mbit/s以上速率 |
低速1Gbit/s,高速100Mbit/s,頻譜效率和用戶體驗極大提升 |
峰值速率10-20Gbit/s,支持500km/h高速移動,百萬連接/平方公里的設(shè)備連接能力等 |
關(guān)鍵技術(shù) |
FDMA,模擬調(diào)制,基于蜂窩結(jié)構(gòu)的頻率復(fù)用 |
TDMA/CDMA,GMSK/QPSK數(shù)字調(diào)制,無縫切換,漫游 |
CDMA,分組交換:演進引入HARQ和AMC,動態(tài)調(diào)度,MIMI0以及高階調(diào)制 |
OFDM,MIMO,高階調(diào)制,鏈路自適應(yīng),全IP核心網(wǎng),扁平網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) |
模塊化網(wǎng)絡(luò),云化組網(wǎng),邊緣計算,短幀,快速反饋,多層/多站數(shù)據(jù)重傳 |
頻率 |
800/900MHz |
800/900MHz,1800MHz |
2GHz頻段為主,也支持800/900MHz、1800MHz |
廣泛的支持所有ITU分配的移動通信頻譜,范圍從450MHz到3.8GHz |
450MHz到5GHz |
覆蓋 |
宏覆蓋,小區(qū)半徑千米量級 |
宏小區(qū)/微小區(qū)為主,小區(qū)半徑幾百米到幾千米 |
宏小區(qū)/微小區(qū)/皮小區(qū),小區(qū)半徑幾十米、幾百米到幾千米 |
宏小區(qū)/微小區(qū)/皮小區(qū)/家庭基站,小區(qū)半徑十幾米、幾百米到幾千米 |
小區(qū)半徑進一步縮短 |
商用周期 |
1980-2000年 |
1992年至今 |
2001年至今 |
2010年至今 |
2020年至今 |
資料來源:觀研天下整理
3、我國射頻前端芯片行業(yè)迎來新增量、機遇
射頻前端是通信設(shè)備的重要部件,在手機蜂窩通信、Wi-Fi通信、藍牙通信、ZigBee等各種無線通信領(lǐng)域都得到廣泛的運用。近年來,隨著智能手機、智能家居等物聯(lián)網(wǎng)市場快速發(fā)展,以及大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等新技術(shù)的演進,我國射頻前端芯片行業(yè)迎來廣闊的增量市場機遇。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示,2022年,我國射頻前端芯片市場規(guī)模為914.4億元;2023年我國射頻前端芯片市場規(guī)模繼續(xù)保持高速增長,預(yù)計將達到975.7億元。
數(shù)據(jù)來源:觀研天下整理
4、海外廠商占據(jù)全球射頻前端芯片市場主要份額,國產(chǎn)企業(yè)有各自業(yè)務(wù)側(cè)重點
在市場競爭方面,歐美、日韓等發(fā)達國家及地區(qū)的射頻前端芯片廠商由于集成電路設(shè)計行業(yè)起步時間早,占據(jù)全球市場主要份額,如美國的Skyworks、Qorvo、Broadcom及日本村田(以濾波器為主)等企業(yè),四家廠商占據(jù)約80%以上的市場份額。
數(shù)據(jù)來源:觀研天下整理
而在國內(nèi)市場,我國射頻前端芯片市場主要份額也被海外企業(yè)所占據(jù),但國產(chǎn)廠商卓勝微、唯捷創(chuàng)芯等積極進行相關(guān)產(chǎn)品技術(shù)研發(fā),并且部分產(chǎn)品獲得下游客戶認可,但各企業(yè)業(yè)務(wù)布局側(cè)重點。不過,相信不久將來,國產(chǎn)射頻前端芯片廠商將追趕上國際龍頭企業(yè)步伐。
國內(nèi)外射頻前端芯片行業(yè)主要廠商及業(yè)務(wù)概況
企業(yè)名稱 |
簡介 |
Skyworks |
成立于1962年,致力于提供無線集成電路解決方案及放大器、衰減器、射頻前端模塊等產(chǎn)品,主要應(yīng)用于手機通信、移動終端、物聯(lián)網(wǎng)、汽車電子、醫(yī)療設(shè)備、航空航天以及無線基礎(chǔ)設(shè)施等領(lǐng)域。 |
Qorvo |
成立于2013年,致力于為手機、可穿戴設(shè)備、汽車電子、醫(yī)療電子、航天國防等領(lǐng)域提供核心技術(shù)及射頻解決方案。博通目前業(yè)務(wù)含半導(dǎo)體解決方案業(yè)務(wù)和軟件業(yè)務(wù),半導(dǎo)體70%多,軟件20%多。射頻在公司龐大的半導(dǎo)體業(yè)務(wù)中占比有限,近年博通逐步重視軟件業(yè)務(wù),2022年5月博通宣布將以約610億美元收購云服務(wù)提供商VMware。 |
立積電子 |
成立于2004年,主要從事射頻芯片的研發(fā)和設(shè)計,并提供完整的射頻前端解決方案,產(chǎn)品應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)連接、移動終端、智能家居、物聯(lián)網(wǎng)、廣播收音、汽車電子等領(lǐng)域。 |
卓勝微 |
成立于2012年,主營業(yè)務(wù)為射頻前端芯片領(lǐng)域的研究、開發(fā)與銷售,產(chǎn)品主要包括射頻開關(guān)、射頻低噪聲放大器、射頻濾波器、射頻模組等以及低功耗藍牙微控制器芯片等。公司主要終端客戶群體為手機品牌廠商、手機ODM廠商等。 |
唯捷創(chuàng)芯 |
成立于2010年,主營業(yè)務(wù)為射頻前端芯片及高端模擬芯片的研發(fā)與銷售,公司產(chǎn)品主要包括手機PA及模組、Wi-FiFEM、接收端模組等。公司主要終端客戶群體為手機品牌廠商、手機ODM廠商等。 |
飛驤科技 |
成立于2015年,科創(chuàng)板在審企業(yè),主營業(yè)務(wù)為射頻芯片的研發(fā)、設(shè)計與解決方案的提供,公司產(chǎn)品主要包括2G/3G/4G//5G射頻功率放大器及模組、射頻開關(guān)、泛連接類產(chǎn)品等。公司主要終端客戶群體為手機品牌廠商、手機ODM廠商及物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備廠商等。 |
慧智微 |
成立于2011年,主營業(yè)務(wù)為射頻前端芯片及模組的研發(fā)、設(shè)計和銷售,公司產(chǎn)品主要包括4G/5G射頻前端發(fā)射模組、接收模組等。公司主要終端客戶群體主要為手機品牌廠商及手機ODM廠商等。 |
艾為電子 |
成立于2008年,主營業(yè)務(wù)為數(shù)?;旌闲盘枴⒛M、射頻芯片研發(fā)和銷售。公司主要產(chǎn)品包括音頻功放芯片、電源管理芯片、射頻前端芯片、馬達驅(qū)動芯片等,其中射頻前端芯片主要為FM、GPS領(lǐng)域的LNA。射頻前端芯片的終端客戶群體主要為以智能手機為代表的新智能硬件廠商、以智能手表和藍牙耳機為代表的可穿戴設(shè)備廠商等。 |
資料來源:觀研天下整理(WYD)
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