占比 射频前端芯片 占比射频前端芯片主要是实现信号在不同频率下的收发,是无线通信的核心零部件,主要包括 PA、波滤器、LNA、开关和Tuner等芯片品类。其中目前滤波器和PA是射频前端领域最大的两个细分方向,合计占射频前端市场的61%。其中滤波器约占21%,PA放大器占40%。

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2020年全球射频前端行业细分芯片品类技术工艺、市场竞争格局及发展趋势分析

字体大小: 2020-06-03 09:22  来源:中国报告网

中国报告网提示:射频前端芯片主要是实现信号在不同频率下的收发,是无线通信的核心零部件,主要包括 PA、波滤器、LNA、开关和Tuner等芯片品类。其中目前滤波器和PA是射频前端领域最大的两个细分方向,合计占射频前端市场的61%。其中滤波器约占21%,PA放大器占40%。

        射频前端芯片主要是实现信号在不同频率下的收发,是无线通信的核心零部件,主要包括 PA、波滤器、LNA、开关和Tuner等芯片品类。其中目前滤波器和PA是射频前端领域最大的两个细分方向,合计占射频前端市场的61%。其中滤波器约占21%,PA放大器占40%。

射频前端系统包含的芯片品类

射频前端系统包含的芯片品类

功率放大器 PA

用于发射链路,将微弱信号放大为功率较高的信号。

滤波器

用于筛选信号中特定的频率成分通过,而极大地衰减或抑制其他频率。

开关

用于接收、发射通道之间的切换。

低噪放

用于接收来自天线中的小信号并放大信号功率。

多工器

是一组非叠加的滤波器,帮助通道的数位信号输往单一的接收端。

Tuner

用于发射机和天线之间,调谐后实现阻抗匹配。

Tracker

用于提高承载高峰均功率比信号的功放效率。

PaMid

PA、滤波器、双工器、开关组合构成的模块。

DRx Module

将开关电源、数字功放集成到一起的功率放大模块。

Transceiver

安装在一个部件上并共用一部分相同电路的无线电发报机和收报机。

资料来源:公开资料整理

主要射频器件市场份额占比
 
数据来源:公开数据整理

        从各细分产品技术分析,射频PA方面,根据所用半导体材料不同,可以分为 CMOS、GaAs、GaN三大技术路线。其中由于CMOS技术成熟且产能稳定,目前大多数电子产品中的元器件都是基于硅的标准CMOS工艺制作。

一二三代半导体性能比较

 

CMOS

GaAs

GaN

禁带宽度

1.12

1.42

3.42

击穿场强(10^6V/cm)

0.6

0.7

3.5

热传导率(W/cm.K)

1.5

0.6

1.3

电子迁移率(cm^2/V.s)

1350

8500

1500

饱和电子速率(10^7cm/s)

1

0.8

2.5

材料成本

工艺发展情况

成熟

发展中

初期

资料来源:公开资料整理

        射频开关方面,主要有SOI、GaAs、SiGe BiCOMS等三种工艺;其中由于可以解决效率与功率组合,降低了寄生效应,提高产品品质等优势,是RF-SOI工艺成为了射频开关的主流制作方式。

不同工艺射频开关性能比较

 

SOI

GaAs

SiGe BiCOMS

Ft

250

200

250

击穿电压

~1V

>6V

~1V

开关功率

>3W

>1W

>3W

衬底损耗

PA 功率,PAE

~200mw,~40%

>1W,>40%

~200mW,~40%

工艺一致性和良品率

集成度

抗辐射

制造成本

超高

资料来源:公开资料整理

        终端滤波器方面,主要有金属腔体滤波器和陶瓷介质滤波器两种介质。其中金属腔体滤波器在之前的2G,3G和以及当前4G时代占据主流。而陶瓷介质滤波器由于体积更小,Q 值更高,损耗更小,有望随着新建5G基站数量增加,3G/4G 基站数量趋于饱和,而成为5G时代主流。

不同介质腔体滤波器性能对比

 

金属腔体滤波器

陶磁介质滤波器

规格

<300mm,与高相对

介电常数有关

<50mm,与高相对

介电常数有关

介电损耗

温度漂移特性

工艺

成熟,成本低

目前成本较高,一旦实

现量产,成本可大幅降低

应用场景

3G/4G 主流选择

5G 时代成为主流

资料来源:公开资料整理

        LNA方面,目前SOI是主流,而SiGe工艺才开始兴起。其中SiGe异质结双极型晶体管(SiGe HBT)在增益、噪声系数和频率特性等方面具有更高性能,并且与现有的主流 Si加工工艺兼容性好,因此随着5G时代,SiGe工艺市场份额有望加速扩大。

LNA 产品工艺性能对比

 

英飞凌

Skyworks

亚德诺半导体

型号

BGA8U1BN6

SKY65806-636L

F

ADL5724

噪声系数(dB)

1.6

1.2

2.1-2.4

OP1(dBm)

18-22

N/A

~8

OP3(dBm)

10-15

N/A

≥2

运行频率GHz

4.0-6.0

3.0-4.0

12.7-15.4

面积(平方毫

米)

0.7×1.1

0.7×1.1

2×2

采用工艺

SiGe

SOI

SiGe

资料来源:公开资料整理

        从市场格局来看,目前全球射频前端市场集中度较高,主要由Skyworks、Qorvo、Avago、Murata四大厂商垄断,共占据了85%的市场份额。其中Skyworks市场份额最大,达到了24%;其次为Qorvo,其市场份额为21%。

全球射频前端市场格局
 
数据来源:公开数据整理

        具体方面,在PA领域,主要由国外厂商主导,市场份额集中在 Skyworks、Qorvo 和Broadcom 等国际厂商中。国内PA厂商基本 Fabless设计公司,主要有海思、卓胜微、昂瑞微、唯捷创芯、紫光展锐、慧智微、飞骧科技、锐石创新等,主要代工厂有三安光电、海特高新。

        滤波器领域,由于有SAW、BAW 和 LTCC 三种滤波器工艺,而每一种工艺市场的格局都不一样。因此具体来看,SAW 滤波器市场较为稳定,其中 Muruta、TDK和Taiyo Yuden 三家日本供应商已共占据全球 80%以上市场。而国产厂家为好达、麦捷、RDA、信维等,其中好达出货量较大。

SAW 厂商市场份额比重
数据来源:公开数据整理

        BAW波滤器由于技术壁垒高,市场呈现Broadcom 一家独大的局面,占全球 87%的市场份额。目前全球BAW 滤波器主要厂家包括 Broadcom、Qorvo、RF360、Skyworks 和 Akoustis 等。

BAW厂商市场份额比重
 
数据来源:公开数据整理

        开关领域,目前射频开关厂商主要包括Skyworks、Qorvo、Murata、Broadcom等,其中Skyworks占比最大,达到了33%。而国内主要由卓胜微、德清华莹、紫光展锐、唯捷创芯、韦尔股份、迦美信芯等RF开关公司,其中卓胜微是国内最大的射频开关供应商。

射频开关市场占比情况
 
数据来源:公开数据整理

        LNA领域,市场格局较为分散,Broadcom、ON Semiconductor、Infineon、TI、NXP为全球前五大厂商,占比只有52%的市场份额。

射频 LNA市场占比
 
数据来源:公开数据整理

        展望未来,受5G市场带动,射频前端价值量将扩张,频段数量大幅增加,2G到5G的技术演进给带来了机遇与挑战。根据预测分析,到2025年,全球射频前端的市场规模将增长到258 亿美元。从细分市场产品来看,Tuner领域增速最大,在2025年将达到12亿美元;而滤波器是增长最快的领域,在2025年市场规模将达到280亿美金。

2018-2025年全球射频前端各细分市场规模预测情况
 
数据来源:公开数据整理

        此外随着5G 商业化的不断推进,射频开关和LNA 市场也将不断增长。根据预测分析,预计到2020 年,全球射频开关市场规模可达 22.9 亿美元;到2023年,全球 LNA市场规模有望达到 17.9 亿美元。

全球射频开关市场规模(亿美元)
 
数据来源:公开数据整理

全球射频 LNA市场规模(亿美元)
 
数据来源:公开数据整理(WW)

        以上数据资料参考《2020年中国射频前端芯片行业分析报告-行业规模现状与发展潜力评估》。

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中国报告网提示:射频前端芯片主要是实现信号在不同频率下的收发,是无线通信的核心零部件,主要包括 PA、波滤器、LNA、开关和Tuner等芯片品类。其中目前滤波器和PA是射频前端领域最大的两个细分方向,合计占射频前端市场的61%。其中滤波器约占21%,PA放大器占40%。

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