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(jī)和發(fā)射機(jī),是移動(dòng)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(jì)算、人工智能等新技術(shù)的演進(jìn),我國射頻前端芯片行業(yè)迎來廣闊的增量市場機(jī)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(diǎn)。
1、射頻前端是通信核心部件
根據(jù)觀研報(bào)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(bào)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(jī)和發(fā)射機(jī),可實(shí)現(xiàn)射頻信號的傳輸、轉(zhuǎn)換和處理功能,是移動(dòng)終端通信的核心組件。其中天線主要負(fù)責(zé)射頻信號和電磁信號之間的相互轉(zhuǎn)換,射頻芯片主要負(fù)責(zé)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(jìn)制信號的相互轉(zhuǎn)換),射頻前端負(fù)責(zé)將接收和發(fā)射的射頻信號進(jìn)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(dòng)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(dòng)通信特征
移動(dòng)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(dòng)寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),VoIP |
增強(qiáng)移動(dòng)寬帶,超高可靠低延時(shí)通信和機(jī)器類通信 |
目標(biāo) |
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(dòng)144kbit/s,低速移動(dòng)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(yàn)極大提升 |
峰值速率10-20Gbit/s,支持500km/h高速移動(dòng),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(jìn)引入HARQ和AMC,動(dòng)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(jì)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(dòng)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(jìn)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(jī)遇
射頻前端是通信設(shè)備的重要部件,在手機(jī)蜂窩通信、Wi-Fi通信、藍(lán)牙通信、ZigBee等各種無線通信領(lǐng)域都得到廣泛的運(yùn)用。近年來,隨著智能手機(jī)、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(jì)算、人工智能等新技術(shù)的演進(jìn),我國射頻前端芯片行業(yè)迎來廣闊的增量市場機(jī)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(jì)將達(dá)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(diǎn)
在市場競爭方面,歐美、日韓等發(fā)達(dá)國家及地區(qū)的射頻前端芯片廠商由于集成電路設(shè)計(jì)行業(yè)起步時(shí)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(jìn)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(rèn)可,但各企業(yè)業(yè)務(wù)布局側(cè)重點(diǎn)。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(jī)通信、移動(dòng)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(jī)、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(jì),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(dòng)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(lán)牙微控制器芯片等。公司主要終端客戶群體為手機(jī)品牌廠商、手機(jī)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(jī)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(jī)品牌廠商、手機(jī)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(jì)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(jī)品牌廠商、手機(jī)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(jì)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(jī)品牌廠商及手機(jī)ODM廠商等。 |
艾為電子 |
成立于2008年,主營業(yè)務(wù)為數(shù)模混合信號、模擬、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(dá)驅(qū)動(dòng)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(jī)為代表的新智能硬件廠商、以智能手表和藍(lán)牙耳機(jī)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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