“芯片短缺”背后需求藏機遇 國產(chǎn)射頻器件進(jìn)入黃金期

自2020下半年開(kāi)始,全球芯片進(jìn)入嚴重短缺局面,中國市場(chǎng)也因此遭受影響,“卡脖子”問(wèn)題進(jìn)一步凸顯。作為5G通信系統的重要組成部分,射頻前端器件國產(chǎn)替代需求迫切,這就給國內相關(guān)廠(chǎng)商提供了極大的發(fā)展機遇。國內廠(chǎng)商如果能抓住這一機遇,同時(shí)借助資本市場(chǎng)的力量,將能有力推動(dòng)國產(chǎn)濾波器等射頻前端器件快速進(jìn)入國產(chǎn)替代時(shí)刻。

需求與政策共振 國產(chǎn)替代空間巨大

中國5G發(fā)展處于世界領(lǐng)先地位,2020年全年新增5G基站約60萬(wàn)個(gè),累計已建成5G基站71.8萬(wàn)個(gè),5G網(wǎng)絡(luò )已覆蓋所有地級及以上城市,并擁有超過(guò)2億個(gè)終端連接。2021年中國還計劃新建60萬(wàn)個(gè)以上的5G基站,有序推進(jìn)5G網(wǎng)絡(luò )建設及應用,用戶(hù)數會(huì )進(jìn)入快速增長(cháng)期。

受整個(gè)電子產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)的驅動(dòng),全球半導體行業(yè)供應鏈處于供不應求的局面,中國的半導體產(chǎn)業(yè)在當前錯綜復雜的國際形勢下進(jìn)一步暴露出供應鏈短板。為了加大對半導體產(chǎn)業(yè)的扶持力度,2020年國家相關(guān)部委陸續出臺了一系列利好政策法規。8月國務(wù)院印發(fā)《新時(shí)期促進(jìn)集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干政策》,強調集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)是信息產(chǎn)業(yè)的核心,是引領(lǐng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的關(guān)鍵力量。10月29日,第十九屆中央委員會(huì )第五次全體會(huì )議審議通過(guò)了《中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟和社會(huì )發(fā)展第十四個(gè)五年規劃和二〇三五年遠景目標的建議》,建議明確提出,將瞄準人工智能、量子信息、集成電路等前沿領(lǐng)域,實(shí)施一批具有前瞻性、戰略性的國家重大科技項目。

隨著(zhù)5G技術(shù)的蓬勃發(fā)展,以及政策的大力扶持,中國射頻前端器件進(jìn)入國產(chǎn)化“突圍”階段。濾波器是射頻前端中最重要的部分,更豐富的5G頻段增加了濾波器的數量需求,市場(chǎng)規模預計達到千億級。但是以濾波器為代表的射頻前端器件是中國一項典型的“卡脖子”技術(shù),市場(chǎng)供給基本依賴(lài)于美國、日本巨頭企業(yè),國內廠(chǎng)商技術(shù)實(shí)力、規模長(cháng)期處于弱勢地位。此次“芯片短缺”危機更加顯現出射頻前端器件國產(chǎn)化的緊迫性。今年以來(lái),濾波器市場(chǎng)的主要供貨廠(chǎng)商村田、博通等屢屢傳出交貨延期等消息。國產(chǎn)替代已經(jīng)成為“必選題”,我國必須擁有國際領(lǐng)先水平的國產(chǎn)射頻前端器件,才能滿(mǎn)足5G發(fā)展所需。

國內射頻前端器件的巨大市場(chǎng)和發(fā)展潛力也吸引了眾多資本紛紛入局,2020年是中國半導體一級市場(chǎng)有史以來(lái)投資額最多的一年,射頻前端器件市場(chǎng)各細分賽道也不斷涌現出新的創(chuàng )業(yè)公司。為了防止“中興事件”的再次發(fā)生,去年華為已經(jīng)開(kāi)始在國內尋求高端濾波器的自研企業(yè)、入股濾波器賽道,射頻前端器件已經(jīng)成為最受關(guān)注的風(fēng)口之一。

技術(shù)走向成熟 國產(chǎn)射頻器件展現成長(cháng)潛力

射頻前端技術(shù)主要集中在濾波器(Filter)、功率放大器(Power Amplifier)、低噪聲放大器(Low Noise Amplifier)、開(kāi)關(guān)(RF Switch)。據Yole Development報告預測,全球手機射頻前端市場(chǎng)2017～2023年復合增長(cháng)率將達14%,其中濾波器是最大的射頻賽道,2023年全球濾波器的市場(chǎng)規模將會(huì )達到225億美元,年復合增長(cháng)高達18.81%。綜觀(guān)國內市場(chǎng),開(kāi)關(guān)、PA等賽道格局趨于穩定,但國產(chǎn)濾波器仍在發(fā)展初期,銷(xiāo)售額和市占率仍然較低,可以說(shuō)是機會(huì )最大的市場(chǎng)。

在資本市場(chǎng)熱捧背后,國產(chǎn)濾波器等射頻器件替代空間大,但是困難也大。隨著(zhù)5G通信標準的使用,濾波器已趨向高頻化、低功耗、高性能、微型化、模組化發(fā)展,產(chǎn)品研發(fā)復雜度高、技術(shù)跨度大。只有擁有出色技術(shù)實(shí)力和產(chǎn)品商業(yè)化落地能力的企業(yè)才能最終受到垂青,國內廠(chǎng)商僅靠低價(jià)替代并不夠,必須有能力提供與國外產(chǎn)品性能水平媲美的產(chǎn)品。

從中低端產(chǎn)品起步,在5G窗口期邁向高端,成為國內廠(chǎng)商突圍的發(fā)展路徑。國際大廠(chǎng)近年來(lái)將精力主要集中在高頻段BAW濾波器研發(fā),中低頻SAW技術(shù)進(jìn)展放慢。國內廠(chǎng)商目前以生產(chǎn)中低端SAW為主,對于有著(zhù)更高技術(shù)要求的TC-SAW和BAW,國內只有少數幾家處于技術(shù)研究階段,尤其是TC-SAW的核心技術(shù),中國市場(chǎng)迫切需要實(shí)現本地化供貨和服務(wù)。去年,杭州左藍微電子技術(shù)有限公司宣布,公司研發(fā)的TC-SAW雙工器關(guān)鍵技術(shù)已取得突破,相關(guān)產(chǎn)品已具備量產(chǎn)條件,技術(shù)比肩國際一流水平,能夠滿(mǎn)足高頻化、寬帶化、高功率、密集化及模組化等5G通信需求。

圖 左藍TC-SAW雙工器主要性能指標與國際競品相當

提升競爭力還需要國內廠(chǎng)商不斷拓展產(chǎn)品種類(lèi),滿(mǎn)足全品類(lèi)供應。左藍微電子是國內唯一一家研發(fā)并銷(xiāo)售全類(lèi)別射頻濾波器(SAW/TC-SAW、FBAR、模組)的公司,各頻段SAW產(chǎn)品、GPS、Wifi濾波器、TC-SAW等產(chǎn)品都已進(jìn)入量產(chǎn)。左藍微擁有60多項專(zhuān)利技術(shù)以及一流的實(shí)驗室條件,掌握了射頻濾波器完整的設計技術(shù)和完全自主的全套流程設計方案,為今后公司與國內外廠(chǎng)商競爭奠定了堅實(shí)的基礎。公司通過(guò)領(lǐng)先的設計仿真平臺開(kāi)發(fā)的WLP SAW濾波器,測試性能已達到國內領(lǐng)先水平,將應用到射頻模組產(chǎn)品中。

圖 左藍WLP SAW測試結果

與此同時(shí),左藍微積極拓展小尺寸SAW濾波器的研發(fā),該產(chǎn)品封裝后的器件尺寸達到0.9*0.7*0.4mm,能滿(mǎn)足5G射頻前端模組對器件微型化的要求。目前左藍微小尺寸SAW濾波器已完成初步樣品,測試結果滿(mǎn)足仿真和設計目標,正在進(jìn)一步優(yōu)化性能。

圖 左藍射頻前端模組性能曲線(xiàn)

擺在國內廠(chǎng)商面前的挑戰是5G發(fā)展下射頻前端器件工藝需要更加細致,以保障產(chǎn)品性能,也因此推高了行業(yè)的技術(shù)門(mén)檻。由于5G頻段增加需要更多射頻元件,手機內PCB空間緊張,左藍微電子利用創(chuàng )新設計和封裝技術(shù),推動(dòng)濾波器與其他器件的適配以達到模塊化集成,在提高集成度的同時(shí)保障產(chǎn)品性能、降低產(chǎn)品成本。

左藍微電子憑借著(zhù)出色的技術(shù)實(shí)力受到投資方的青睞,去年年底完成由深創(chuàng )投領(lǐng)投的新一輪融資。目前,公司產(chǎn)品已通過(guò)數十個(gè)項目性能驗證,并被國內多家知名手機ODM廠(chǎng)商和通信終端廠(chǎng)商所采用。企業(yè)將依托多年積累的技術(shù)優(yōu)勢,借助資本的力量,完善應用于5G通信射頻前端器件產(chǎn)品的方案,進(jìn)一步滿(mǎn)足市場(chǎng)發(fā)展的需求。

隨著(zhù)國產(chǎn)化替代的急迫需要,國內射頻前端領(lǐng)域的廠(chǎng)商只有憑自身出色的技術(shù)實(shí)力、優(yōu)異的產(chǎn)品性能及可靠的供貨能力,才能最終獲得市場(chǎng)的認可。今年“芯片短缺”危機有望讓客戶(hù)將更多目光投向于國內供貨,這對國內射頻前端器件廠(chǎng)商將是良好的機會(huì )。據市場(chǎng)統計,2020年隨著(zhù)5G的到來(lái)和國內射頻公司的快速成長(cháng),國產(chǎn)射頻前端芯片銷(xiāo)售額增長(cháng)到約9億美金;全球濾波器市場(chǎng)規模約為105億美金,國產(chǎn)濾波器銷(xiāo)售額雖然沒(méi)有公開(kāi)的數據,但預估在2億美金左右,中國公司占有率約2%。

中國正在積極加入全球半導體市場(chǎng)的角逐,國務(wù)院發(fā)布的相關(guān)數據顯示,中國芯片自給率要在2025年達到70%,而2019年我國芯片自給率還不到三成。中國射頻前端器件是5G時(shí)代無(wú)線(xiàn)連接的核心,隨著(zhù)產(chǎn)品的快速迭代、技術(shù)的逐步成熟,國產(chǎn)替代勢在必行。這對包括左藍微電子在內的國內射頻前端領(lǐng)域廠(chǎng)商,具有很大的挑戰性,但同時(shí)也是一個(gè)極具潛力的發(fā)展機遇。通過(guò)國內業(yè)界的努力,中國未來(lái)將有望產(chǎn)生一批全球化的“重量級”選手。