射頻前端芯片發展前景展望
一、手機射頻前端發展潛力
5G時代對于設備的性能提出了更高的要求,因此射頻器件的成本和所需數量都會得到提升。數據顯示,5G時代單部手機的射頻器件成本將由4G時期的18美元上升至25美元;而射頻器件的數量方面都有較大提高,例如單部手機濾波器數量從4G時代的40個上升至5G時代的70個左右,頻帶從15個增加至30個,接收機發射機濾波器從30個增加至75個,射頻開關從10個增加至30個,載波聚合從5個增加至200個等等。
二、基站射頻前端空間預測
從5G的建設需求來看,5G將會采取“宏站+小站”組網覆蓋的模式,歷次基站的升級,都會帶來一輪原有基站改造和新基站建設潮。宏站數量方面,中低頻段的宏站可實現與4G基站相當的覆蓋范圍,2017年4G基站約為328萬個(覆蓋99%人口),如實現相同的覆蓋,預計5G宏站將達475萬個。
小站數量方面,毫米波高頻段的小站覆蓋范圍是10~20m,應用于熱點區域或更高容量業務場景,其數量保守估計將是宏站的2倍,由此預計5G小站將達到950萬個。
因此在基站數量方面,5G基站的數量將大幅超過4G時代基站數量,因此基站的射頻器件需求量也會大幅增長。由于單個5G基站對于濾波器、PA等射頻器件需求數量的提升,再加上更高的性能要求導致其他射頻器件成本的上漲,預計單個5G基站的BoM(物料成本)也將相較4G基站有所增加。
5G時代將會迎來基站數量和單個基站成本的雙雙上漲,疊加起來5G時代基站市場空間將會有巨大的增幅。
三、射頻前端市場空間測算
隨著4G逐漸普及,智能手機中天線和射頻通路的數量增多,對射頻低噪聲放大器的數量需求迅速增加,因此預計在未來幾年將持續增長。5G通訊手機和模塊市場將促發射頻器件需求大幅增長。5G通訊基站市場相對4G時代,射頻器件的需求也是成倍增加。
Wi-Fi路由器市場,在5G時代,射頻器件的需求存在一定的不確定性。所以,未來射頻器件最重要的市場需求來自:手機和通訊模塊市場,NB-IoT市場。到2023年射頻前端市場規模有望突破352億美元,年復合增長率達到14%,手機射頻前端市場占據其中八成以上。
5G到來是機會,也可能會拉大國內射頻公司與國際射頻公司的差距。國內射頻公司都還弱小,研發能力和資金都很有限,射頻前端模組提高了研發門檻。
2023-2028年射頻前端芯片行業發展預測
一、2023-2028年射頻前端芯片影響因素分析
射頻芯片架構包括接收通道和發射通道兩大部分。對于現有的GSM和TD-SCDMA模式而言,終端增加支持一個頻段,則其射頻芯片相應地增加一條接收通道,但是否需要新增一條發射通道則視新增頻段與原有頻段間隔關系而定。對于具有接收分集的移動通信系統而言,其射頻接收通道的數量是射頻發射通道數量的兩倍。這意味著終端支持的LTE頻段數量越多,則其射頻芯片接收通道數量將會顯著增加。例如,若新增M個GSM或TD-SCDMA模式的頻段,則射頻芯片接收通道數量會增加M條;若新增M個TD-LTE或FDDLTE模式的頻段,則射頻芯片接收通道數量會增加2M條。LTE頻譜相對于2G/3G較為零散,為通過FDDLTE實現國際漫游,終端需支持較多的頻段,這將導致射頻芯片面臨成本和體積增加的挑戰。
為減小芯片面積、降低芯片成本,可以在射頻芯片的一個接收通道支持相鄰的多個頻段和多種模式。當終端需要支持這一個接收通道包含的多個頻段時,需要在射頻前端增加開關器件來適配多個頻段對應的接收SAW濾波器或雙工器,這將導致射頻前端的體積和成本提升,同時開關的引入還會降低接收通道的射頻性能。因此,如何平衡射頻芯片和射頻前端在體積、成本上的矛盾,將關系到整個終端的體積和成本。
二、射頻器件模組化趨勢明顯
4G到5G,射頻也向模組化、高集成化發展。4G向5G切換,智能手機支持的頻段數跨越式增長,從而帶來對射頻器件更多的需求。同時支持4G/5G的模組技術難度和價值量都最高。無論是發射端還是接收端,同時支持4G/5G的模組技術難度和復雜度高于單純5G射頻前端模組,因此價值量也更高。
從發射端來看,覆蓋1.5GHz~3.0GHz頻段范圍的射頻前端模組價值量最高且綜合難度最大。主要是因為這一頻段融合了有源器件與無源器件性能對于頻率的要求,最早的4個FDDLTE頻段、4個TDDLTE頻段、TDS-CDMA的全部商用頻段、最早商用的載波聚合方案,以及GPS、Wi-Fi2.4G、Bluetooth等重要的非蜂窩網通信全都在這一頻段范圍工作。由于這一頻段范圍商用時間長,且工作在這一頻段的通信多,其特點是擁擠且干擾多,因此需要高性能的BAW濾波器,這也是M/H(L)PAMiD產品的核心技術難點。博通、Qorvo、RF360等外資廠商占據高端產品市場,從Qorvo的芯片分析圖可以看出,其產品復雜度非常高。
從接收端來看,高復雜度高級程度的接收模組,產品尺寸可以做到非常小,能夠在5G應用上極大壓縮Rx部分占用的PCB面積,進而提升5G產品的整體性能。高集成度的產品通常需要用到WLP形式的先進封裝。
三、國內企業多聚焦分立器件市場
相較于國外,我國半導體分立器件行業起步較晚,主要通過國外引進及國內企業的自主創新逐步發展。我國半導體產業與國際發達國家或地區相比存在一定的差距,尤其體現在高端產品領域,由于國外企業控制著核心技術、關鍵元器件、關鍵設備等資源,高端產品仍舊主要依賴海外進口。中國作為全球最大的半導體行業新興市場,國際廠商十分重視中國市場帶來的發展機遇,不斷增加研發、技術、資本和人員投入,進行營銷網絡和市場布局,目前國際領先企業仍占據中國分立器件市場的優勢地位。
憑借多年的市場發展經驗,我國半導體分立器件產業已形成了一定規模,國內領先企業通過持續加強自主創新和技術升級,在銷售規模、技術水平、生產工藝以及產品品質等方面均有了較大程度的提升,并且在不同細分應用領域逐步取得了一定的市場競爭優勢。同時,由于中國是全球功率半導體最大的銷售市場,國內廠商與下游客戶的距離更近、與本土客戶的溝通交流更為順暢,相比國外廠商在服務響應客戶需求、降低產品成本等方面具有明顯的競爭優勢,功率半導體器件國產品牌替代率逐步提升是未來大勢所趨。
面對廣闊的市場前景,疊加國家產業政策的鼓勵以及行業技術水平的不斷提升,國內企業在技術工藝和市場份額的提升上仍有較大的開拓空間。在國際貿易爭端不確定條件下,包括分立器件在內的半導體產業進口替代需求愈發明顯,對于揚杰科技等國內領先的分立器件企業而言,將形成顯著的競爭優勢和市場份額提升空間。
四、部分產品國產替代進行時
全球射頻前端芯片市場主要被歐美廠商占據,中國生產廠商目前主要在射頻開關和低噪聲放大器等產品上實現技術突破,并逐步實現進口替代。射頻前端芯片行業因產品廣泛應用于移動智能終端,行業戰略地位逐步提升,中國射頻前端芯片行業迎來巨大發展機會,在全球市場的占有率有望大幅提升。
《2023-2028年中國射頻芯片行業市場深度調研與競爭預測報告》由中研普華射頻芯片行業分析專家領銜撰寫,主要分析了射頻芯片行業的市場規模、發展現狀與投資前景,同時對射頻芯片行業的未來發展做出科學的趨勢預測和專業的射頻芯片行業數據分析,幫助客戶評估射頻芯片行業投資價值。
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2023-2028年中國射頻芯片行業市場深度調研與競爭預測報告
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