隨著 5G 時代的到來,前端射頻芯片需求大幅增長,同時,在國產(chǎn)替代的需求帶動下,國內(nèi)前端射頻芯片廠商也迎來了良好的發(fā)展機遇,而因為缺少 5G 射頻前端芯片只能推出 4G 手機的華為或許可以迎來轉(zhuǎn)機。

值得一提的是,國內(nèi)前端射頻芯片廠商主要以設計企業(yè)為主,產(chǎn)業(yè)鏈并不完善,代工環(huán)節(jié)較為薄弱,盡管三安集成、立昂東芯、海威華芯、常州承芯、中電科 55 所、賽微電子、中芯寧波、中芯紹興等國內(nèi)射頻芯片代工廠均在加速擴產(chǎn),但仍有部分國內(nèi)領先的射頻企業(yè)開啟了自建或是合建晶圓生產(chǎn)線的道路,逐步向 IDM 模式轉(zhuǎn)型。
國產(chǎn)功率放大器廠商以 Fabless 模式為主
從射頻前端器件的價值占比來看,濾波器和功率放大器是射頻前端的兩大核心元件,各占射頻前端總市場 47%、32%,而射頻開關和低噪聲放大器分別占 13%、8%。
目前,在射頻開關和低噪聲放大器領域,國內(nèi)廠商已經(jīng)完全攻克,卓勝微是該領域當之無愧的全球領先企業(yè)。
然而,高端濾波器和功率放大器一直是國內(nèi)在前端射頻器件中的短板,其重要性不言而喻。功率放大器是最為關鍵的產(chǎn)品,性能直接決定了無線終端的通訊距離、信號質(zhì)量和待機時間,也是射頻前端功耗最大的器件,而濾波器是射頻前端產(chǎn)業(yè)中規(guī)模最大、成長最快的細分市場。
因此,國內(nèi)射頻芯片廠商基本都是選擇以濾波器或是功率放大器作為主打產(chǎn)品,從而入局射頻前端產(chǎn)業(yè)。
在芯片制造環(huán)節(jié),功率放大器主要采用砷化鎵、氮化鎵等工藝技術,濾波器則采用 RF MEMS 工藝。
集微網(wǎng)從業(yè)內(nèi)了解到,自 2019 下半年起,全球半導體行業(yè)進入景氣周期,包括砷化鎵、MEMS 代工廠均呈現(xiàn)出供不應求的情況,這導致多數(shù)以 Fabless 模式運營的國內(nèi)射頻芯片廠商陷入產(chǎn)能緊缺的困境,在上游供應鏈最緊缺時,部分廠商在代工廠的訂單排期達 6 個月以上,嚴重制約著國內(nèi)前端射頻芯片廠商的發(fā)展。
同時,由于多數(shù)射頻芯片廠商為 IDM 模式,因此全球范圍內(nèi)的代工資源寥寥無幾。以砷化鎵代工廠為例,業(yè)內(nèi)知名且技術成熟的廠商均在中國臺灣,一大一小分別是穩(wěn)懋和宏捷科,其次是環(huán)宇、聯(lián)穎光電、三安集成等,因此如何獲得穩(wěn)定的產(chǎn)能成為國內(nèi)射頻芯片廠商的難題。
在此情況下,國內(nèi)射頻前端廠商出現(xiàn)分化,主打功率放大器的廠商普遍維持 Fabless 模式,但主打濾波器的廠商卻紛紛開始自建產(chǎn)線,走向 IDM 模式。
對此,業(yè)內(nèi)人士指出,目前功率放大器在全球的代工資源和產(chǎn)能已經(jīng)較為豐富,且全球領先的功率放大器廠商博通、高通均采用 Fabless 模式,Skyworks、Qorvo 也有產(chǎn)品在穩(wěn)懋生產(chǎn),已有成功案例,因此,國內(nèi)功率放大器廠商只需借助成熟的代工廠資源就能推出優(yōu)異的產(chǎn)品,暫時還未曾考慮自建產(chǎn)線。
據(jù)集微網(wǎng)了解,近年來,穩(wěn)懋、宏捷科、環(huán)宇、三安集成、立昂東芯、海威華芯等砷化鎵代工廠均有新產(chǎn)能開出,還規(guī)劃了長期擴產(chǎn)的項目,同時國內(nèi)多地均傳出建設砷化鎵生產(chǎn)線的消息,雖然也有南京國芯等部分砷化鎵項目陸續(xù)走向失敗,但整體產(chǎn)能仍呈現(xiàn)出大幅提升的趨勢。
國產(chǎn)濾波器廠商逐漸走向 IDM 模式
反觀濾波器領域,盡管近年來,中芯寧波、中芯紹興、海威華芯、賽微電子等國內(nèi)代工廠均在加大 RF MEMS 代工產(chǎn)能,但全球領先的濾波器廠商 Skyworks、高通(RF360)、 太陽誘電、Qorvo、村田等均為 IDM 模式運營。
“從全球領先的濾波器廠商來看,成功的企業(yè)都是采用 IDM 模式,因此,現(xiàn)階段國內(nèi)領先的濾波器廠商都在往 IDM 模式走。”業(yè)內(nèi)人士表示,功率放大器代工已經(jīng)有了成熟的代工廠,且是一個標準的工藝技術,但包括 TC-SAW、IHP-SAW、BAW 等高端濾波器的工藝技術,卻掌握在上述以 IDM 為經(jīng)營模式的國際頭部企業(yè)手中,代工模式的制造工藝水平還未發(fā)展到足夠成熟的地步。
事實上,MEMS 行業(yè)具有一種產(chǎn)品一種加工工藝的特點,生產(chǎn)制造工藝非標準化,即使在晶圓制造廠商已經(jīng)具備成熟制造工藝模塊的情況下,F(xiàn)abless 廠商也需要根據(jù)公司的芯片設計路線確定每款芯片的具體工藝流程。
集微網(wǎng)從某國內(nèi)濾波器廠商處了解到,由于部分代工廠不具備成熟的濾波器代工水平,F(xiàn)abless 廠商除了需要完成芯片和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的設計之外,還需要將產(chǎn)品的工藝流程、規(guī)格標準、專用設備需求和參數(shù)設置等全方位導入到代工廠,與代工廠一同開發(fā)工藝技術。
上述業(yè)內(nèi)人士也表示,濾波器的設計需要和工藝技術相結(jié)合,只有全面掌握晶圓制造技術和封裝技術,才能造出推出更高端、穩(wěn)定的產(chǎn)品。
此外,成本因素也是濾波器廠商紛紛自建產(chǎn)線的原因所在,當前整個射頻前端行業(yè)價格競爭非常嚴重,特別是國產(chǎn)器件,定價空間非常有限,因此如何進行成本控制對國內(nèi)廠商至關重要。
“以濾波器分立器件為例,其成本控制主要集中在晶圓和封測上,尤其是封測端。”業(yè)內(nèi)人士稱,如果不掌握晶圓制造和封裝技術始終委外代工,那以 IDM 模式運營的濾波器廠商的成本優(yōu)勢就會逐步顯現(xiàn),雙方的差距會越來越大。
據(jù)集微網(wǎng)不完全統(tǒng)計,僅 SAW、BAW 濾波器方面,國內(nèi)就已經(jīng)有好達電子、德清華瑩、麥捷科技、天津諾思、三安集成等多家廠商建立了生產(chǎn)線,IDM 模式成為眾多濾波器廠商的選擇。
截止目前,濾波器廠商自建生產(chǎn)線的趨勢還在繼續(xù)。新入局的卓勝微宣布從合建生產(chǎn)線轉(zhuǎn)為自建生產(chǎn)線;曠達科技通過旗下控股子公司芯投微,并購日本 NSD 公司 SAW 濾波器事業(yè)部后,不但擴建日本產(chǎn)能,還在籌備國內(nèi) SAW 濾波器工廠;武漢敏聲與賽微電子達成戰(zhàn)略合作,宣布共建射頻濾波器芯片生產(chǎn)線;信維通信也曾表示,考慮后續(xù)對濾波器生產(chǎn)線的建設投入。
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