小賽道里的大江湖：5G時(shí)代，全球射頻前端產(chǎn)業(yè)迎來“變局”

盡管當(dāng)前5G發(fā)展受到全行業(yè)空前的關(guān)注，但Wi-Fi、藍(lán)牙和UWB等其他連接標(biāo)準(zhǔn)也在不斷發(fā)展，而它們共同推動(dòng)著射頻前端（RFEE）市場(chǎng)增長(zhǎng)。

射頻前端是移動(dòng)通信設(shè)備的關(guān)鍵部件，其作用是接受和發(fā)送無線信號(hào)，進(jìn)行數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換。在5G時(shí)代，射頻前端重要性日益凸顯。5G需要支持更多的頻段、進(jìn)行更復(fù)雜的信號(hào)處理，射頻前端在通信系統(tǒng)中的地位進(jìn)一步提升。同時(shí)，射頻前端電路需要適應(yīng)更高的載波頻率、更寬的通信帶寬，更高更有效率和高線性度的信號(hào)功率輸出，自身需要升級(jí)以適應(yīng)5G的變化，在整體結(jié)構(gòu)、材質(zhì)以及器件數(shù)量方面都需要巨大的革新。

有業(yè)內(nèi)人士指出，射頻前端將是5G極具挑戰(zhàn)、又至關(guān)重要的領(lǐng)域，行業(yè)格局日新月異。

5G時(shí)代 射頻前端至關(guān)重要

過去數(shù)十年的時(shí)間，通訊行業(yè)經(jīng)歷了從2G到3G，再由3G到4G的逐步迭代，再?gòu)?G升級(jí)到如今的5G。更多頻段的開發(fā)、新技術(shù)的引入令高速網(wǎng)絡(luò)普及，手機(jī)也從當(dāng)年短信電話的功能機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)楦佣嘣闹悄芙K端，滿足即時(shí)下載、社交直播、在線游戲等需求。

伴隨著這種轉(zhuǎn)變，通訊性能成為手機(jī)越來越重要的指標(biāo)。這其中射頻前端作為核心組件，作用更是舉足輕重。其主要扮演著兩個(gè)角色，在發(fā)射信號(hào)的過程中扮演著將二進(jìn)制信號(hào)轉(zhuǎn)換成高頻率的無線電磁波信號(hào)，在接收信號(hào)的過程中將收到的電磁波信號(hào)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)。

簡(jiǎn)單來說，基帶信號(hào)處理器能夠?qū)π枰奶幚硇盘?hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換；對(duì)數(shù)字信號(hào)、模擬信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)化。隨后經(jīng)過射頻芯片進(jìn)行調(diào)制，變成射頻信號(hào)。而射頻前端則是對(duì)射頻信號(hào)進(jìn)行過濾和放大。若沒有射頻前端芯片，手機(jī)等移動(dòng)終端設(shè)備將無法撥打電話和連接網(wǎng)絡(luò)以及使用無線通信功能?？梢哉f，射頻前端在無線通信中有不可或缺的作用。

與此同時(shí)，射頻前端的變革始終追隨無線通信的演進(jìn)。移動(dòng)通信技術(shù)從2G發(fā)展到5G時(shí)代，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)速度越來越快，需要不斷增長(zhǎng)的射頻前端芯片的支持。如今，射頻前端對(duì)于支持全天續(xù)航能力的高性能5G終端更為重要。射頻前端包括調(diào)制解調(diào)器和終端天線間的眾多射頻組件，影響并管理無線發(fā)送和接收的全部信號(hào)。與4G早期不到20個(gè)頻段組合相比，5G有超過10000個(gè)頻段組合，顯著增加了射頻前端的復(fù)雜性。

對(duì)于5G來說，這不僅僅意味著高速的數(shù)據(jù)連接，同時(shí)還支持海量的IoT應(yīng)用和低時(shí)延高可靠性的場(chǎng)景。未來，物聯(lián)網(wǎng)將逐步接入大量的終端設(shè)備，最后實(shí)現(xiàn)海量的連接，大量的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)將帶來射頻前端芯片的需求大增。全球應(yīng)用于窄帶物聯(lián)網(wǎng)通信的頻率，分布在中低頻范圍。因此，射頻前端的設(shè)計(jì)者需要在寬帶匹配、諧波抑制、超低功耗還有低成本方面選擇最優(yōu)化的設(shè)計(jì)方案。

市場(chǎng)前景可期 競(jìng)爭(zhēng)格局生變

隨著移動(dòng)終端設(shè)備從手機(jī)到平板電腦、智能穿戴的不斷豐富，移動(dòng)醫(yī)療、智能家居等新興應(yīng)用領(lǐng)域的逐步發(fā)展，以及射頻前端芯片價(jià)值量的提升，這些因素全方位促進(jìn)全球射頻前端市場(chǎng)規(guī)模高速增長(zhǎng)。

據(jù)Gartner預(yù)測(cè)，到2026年射頻前端市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到210億美元，2019年至2026年間的復(fù)合年增長(zhǎng)率為8.3%。

放眼全球，傳統(tǒng)的射頻前端市場(chǎng)基本由全球領(lǐng)先企業(yè)占據(jù)，主要是四家廠商：Broadcom、Skyworks、Qorvo和Murata。隨著通信制式的不斷復(fù)雜化與單機(jī)ASP提升，形成射頻部分一體化射頻解決能力才能占領(lǐng)最大的市場(chǎng)份額。自2014年以來，這些巨頭進(jìn)行了一系列布局，來強(qiáng)化自己的射頻芯片布局；還有一批基帶芯片廠商借助SoC芯片的優(yōu)勢(shì)切入射頻前端市場(chǎng)，完成了對(duì)射頻芯片和基帶芯片的兼并發(fā)展。

其中，最為典型代表是高通。其在2014年收購(gòu)Blacksand進(jìn)入PA市場(chǎng)，2016年同日本電子元器件廠商TDK聯(lián)合組建合資公司進(jìn)入濾波器市場(chǎng)，為5G時(shí)代射頻前端技術(shù)提前布局，同時(shí)發(fā)布全球首款5G調(diào)制解調(diào)器驍龍X50。2017年2月，高通推出了全新的射頻前端解決方案RF360，提供了從調(diào)制解調(diào)器到天線的完整解決方案。

2018年9月17日，高通用31億美金收購(gòu)TDK股份，RF360成為高通全資子公司。高通基帶加上RF360射頻的方案在5G推廣初期占據(jù)先機(jī)。5G對(duì)手機(jī)射頻部分帶來的增量巨大。同時(shí)，高通推出的包絡(luò)追蹤器為射頻前端提供了成本優(yōu)化的解決方案。高通以基帶協(xié)同RF360射頻前端進(jìn)行布局，是當(dāng)時(shí)市場(chǎng)上為數(shù)不多提供覆蓋天線到調(diào)制解調(diào)器的解決方案的廠商，這樣的模式能大幅度降低在供應(yīng)鏈中的成本，降低開發(fā)設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)。

尤其是在5G毫米波的發(fā)展趨勢(shì)下，高通進(jìn)軍射頻前端領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)盡顯。高通于2019年2月推出X50的后續(xù)版本X55，能夠?qū)崿F(xiàn)高達(dá)7Gbps的下行、以及3Gbps的上行速率。同時(shí)推出了相配套的射頻前端方案，最突出的是支持全球毫米波頻段（26GHz、28GHz、39GHz）的QTM525毫米波天線模組，其可以實(shí)現(xiàn)厚度小于8mm的5G手機(jī)。高通通過將收發(fā)器、開關(guān)等前端器件和天線陣列都集成在一個(gè)模組當(dāng)中，極大地簡(jiǎn)化了5G手機(jī)開發(fā)難度，并且有效控制了模組尺寸。

高通表示，射頻前端已經(jīng)成為重點(diǎn)關(guān)注的四大關(guān)鍵業(yè)務(wù)領(lǐng)域之一。據(jù)悉，憑借著領(lǐng)先的射頻前端性能和跨全品類的業(yè)務(wù)擴(kuò)展，2021年高通射頻前端單元累計(jì)出貨量達(dá)80億個(gè)，其中單個(gè)組件出貨量均超過3億個(gè)。

智能手機(jī)之外 賦能更廣袤的藍(lán)海市場(chǎng)

疫情期間的隔離政策讓大眾深知“連接”的重要性，移動(dòng)自由的無線標(biāo)準(zhǔn)（例如Wi-Fi、藍(lán)牙和超寬帶技術(shù)）幾乎觸及每一個(gè)人的生活。尤其是Wi-Fi，憑借著傳輸速度快、建設(shè)成本低，幾乎成為生活“必需品”。

Wi-Fi也是射頻前端的重要戰(zhàn)場(chǎng)之一。和藍(lán)牙、GPS相比，Wi-Fi技術(shù)迭代較快、射頻前端復(fù)雜度更高。目前，全球只有少數(shù)公司能在技術(shù)壁壘較高的Wi-Fi射頻前端領(lǐng)域進(jìn)行布局，高通正是其中之一。

近日，高通宣布推出Wi-Fi7射頻前端模組，將其調(diào)制解調(diào)器和射頻的優(yōu)勢(shì)擴(kuò)展至Wi-Fi，該模組適用于汽車、擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)（XR）、PC、可穿戴設(shè)備、移動(dòng)寬帶和物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域。

據(jù)悉，Wi-Fi射頻前端模組融合了Wi-Fi基帶芯片和天線之間所需的關(guān)鍵組件，放大并適配信號(hào)以支持最優(yōu)無線傳輸。制造商可利用上述模組，快速且經(jīng)濟(jì)地開發(fā)Wi-Fi客戶端設(shè)備。此次推出的全新模組支持5G與Wi-Fi共存，與高通ultraBAW濾波器配合以支持5G/Wi-Fi并發(fā)，增強(qiáng)使用蜂窩網(wǎng)絡(luò)終端的無線連接性能。

高通透露，目前，全新射頻前端模組正在出樣。搭載該全新解決方案的商用終端預(yù)計(jì)將于2022年下半年上市。

智能手機(jī)時(shí)代，高通的技術(shù)優(yōu)勢(shì)十分明顯。2021財(cái)年，高通在智能手機(jī)射頻前端領(lǐng)域收入排名第一。高通也一直在智能手機(jī)之外的領(lǐng)域擴(kuò)展技術(shù)應(yīng)用，比如汽車、物聯(lián)網(wǎng)、PC、XR等等。全新射頻前端模組的推出與高通戰(zhàn)略相契合，即通過調(diào)制解調(diào)器到天線的解決方案，將高通在智能手機(jī)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)力擴(kuò)展至汽車和物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，從而使高通成為覆蓋不同行業(yè)的射頻前端全球領(lǐng)軍企業(yè)。

目前，大多數(shù)已發(fā)布或正在開發(fā)中的采用高通技術(shù)公司連接芯片的5G汽車、5G固定無線接入CPE和5G PC，都使用了其射頻前端技術(shù)或組件。此外，高通射頻前端技術(shù)正加速應(yīng)用于消費(fèi)級(jí)物聯(lián)網(wǎng)終端，如可穿戴設(shè)備。

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