Saturday, 18 July 2020

5G 时代:RF 供货新格局

目前,5G技术成了中美贸易对抗的重点关注领域,也是美国防止中国占领技术制高点的关键。

 中国在5G的发展上具有非常好的条件,包括基站、产品、端到端的连接和应用环境等等,目前中国在全球5G领域已经进入领先水平,而美国本身却没有很多5G基站企业。激烈的技术竞争将会影响到全球供应链格局,同时很多新的市场机会也会被释放出来。5G时代供应链变化,主要是手机射频方面。一是集成化趋势;二是RF 产业以整并为主的扩张;三是中国厂商逐渐入局;四是RF PA供应链的变化明显。

 RF 集成化趋势

 目前RF射频模块具有集成化趋势。下图是一个简单的信号传输示意图,发射的过程是,模拟信号通过RF(TX)转换成数字信号,再通过PA放大、Filter滤波、根据频段进行开关处理、通过双工器,最后通过天线模组发射出去;接收的过程是,天线接收信号,通过双工器、Filter滤波、LNA放大,然后通过RF(RX)接收。



器件可以进行各种方式的集成,比如发送的部分,PA、Filter、Switch和双工可以做一定程度的集成;接收的部分,包含Filter和LNA的部分可以做一定程度的集成。根据集成程度的不同,市场上将集成方式分为低、中、高三个层次。5G因需要支持超过50个频段并采用多路MIMO,且全荧幕给天线设计带来的挑战,射频前端模块未来通过SiP(PLP研究中)封装将以Matrix方式进行整合,这是最高程度的集成。

PS:MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)技术指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线,使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收,从而改善通信质量。随着射频模块中元器件的整合,相应的供应商也会进行一定程度的整合。随着产品的集成,前端的厂商高通、三星、华为、MTK等,后端的天线厂商村田、TDK、华新,PA部分的厂商Skywork、博通等也在相当程度的进行整合,比如后端的厂商村田、TDK向前端PA转移,PA的部分厂商,如Skywork一定程度的向后端转移。

RF 产业—整并为主的扩张

在整个RF领域里,产业的整并是一个趋势。从2014年到2019年涉及整并的企业有Qorvo、Avago、博通、Skyworks,高通、MTK、紫光集团等等。

详细整并情况如下:

◆2014 年 2 月 24 日,RFMD和竞争对手TriQuint,以全股票交易形式,合并成为一家新的公司,并更名为Qorvo;

◆2014年4月,Skyworks和Panasonic宣布合资成立Filter工厂。(2016年买下了这家公司的所有股权);

◆2014年6月,Qualcomm宣布收购Black Sand;

◆2014年7月,紫光集团收购RDA。(2016年2月,紫光展锐成立,展讯和锐迪科隶属于紫光展锐旗下);

◆2014年8月,村田宣布收购Peregrine;

◆2015年3月,NXP收购Freescale;

◆2015年5月,Avago收购Broadcom;

◆2015年10月,Globalfoundries宣布收购IBM Wafer;

◆2016年2月,Qualcomm和TDK宣布合资RF360;

◆2016年4月,Qorvo宣布收购Green Peak;

◆2016年5月,Skywork宣布收购RFaxis;

◆2016年6月,Skywork宣布收购Anadigics;

◆2017年2月,Mediatek宣布收购Airoha;

◆2019年5月,Mediatek入股Vanchip;

重点来看射频领域三大头部企业的整并发展史,Broadcom、Qorvo和Skyworks。

 Broadcom:博通是一家注重以兼并收购为主的公司,后来被Avago收购以后成为新博通。在美国上个世纪60/70年代,很多公司为了专业分工,会把一些产业进行外包,很多RF厂商就是那个时候凸显出来的,比如Avago,之前是HP的一个部门,后来分拆出一个公司安捷伦,安捷伦后来在分出Avago。博通被Avago收购以后,两家公司强强联手,Broadcom在芯片领域比较强,Avago在RF方面比较强。

 Qorvo:由两家主要的公司合并而成,RFMD和TriQuint,TriQuint出生于Tektonix(泰克),跟安捷伦一样,是做无线设备测试的公司,后来,两家公司在2015年合并成为Qorvo,两家公司合并在3G和4G时代,并没有取得很好的成效,因为Qorvo有Sub-6G和mmWave(毫米波),还有GaN氮化镓的能力,所以在5G时代很被看好。 

Skyworks:在Filter(滤波器)上比较差,跟松下有合资Filter工厂,2016年买下了这家公司的所有股权。

Broadcom、Qorvo、Skyworks等等体现了这个行业不断兼并的过程,也正是不断的整并扩张逐渐形成了现在的产业格局。

中国 RF 厂商入局

5G频谱主要是Sub-6G和mmWave(毫米波),全球主要国家/地区5G频谱分布不一样,中国现在开放的牌照都是Sub-6G,覆盖范围比较广,包括基站距离是500m-1000m,mmWave(毫米波)基站距离则是300m。以目前的射频来讲,GaAS砷化镓技术大部分可以满足5G里面Sub-6G的要求,中国主推Sub-6G,美国主推mmWave(毫米波)。

RF 主要有GaAS砷化镓技术和GaN氮化镓技术。2G/3G/4G时代,主要是GaAS砷化镓技术,其Bandwidth(带宽)的频谱范围在900MHz到3GHz;5G 时代, Bandwidth(带宽)在Sub-6G(3GHz-6GHz)的部分,主要使用GaAS砷化镓技术;mmWave (28GHz-52GHz)的部分,主要是GaN氮化镓技术。

一直以来,RF 领域的主要玩家集中在Skywork、Avago、Qorvo,现在中国厂商也开始逐渐出现在RF产业的各个领域,比如GaAS砷化镓技术部分,有三安集成、Vanchip(唯捷创芯)、长电科技;GaN氮化镓技术部分,有三安集成、苏州能讯、海思等等。不过目前GaN氮化镓的部分量产还比较少,GaAS砷化镓的部分较为成熟。

除了上述提到新入局的中国产厂商,全球现有RF领域的相关企业,并且从晶圆磊晶、IC设计、Foundry、封测、IDM方面做了分类。

GaAS砷化镓技术领域涉及的企业:◆晶圆磊晶:IQE、全新、佳友化学、三安集成;◆IC设计:RF360、Murata、Airoha、Vanchip(2019年5月,MTK入股◆Vanchip);◆Foundry:稳懋、宏捷科、联颖、三安集成;◆封测:稳懋、日月光、讯芯、Carsem、长电科技、三安集成;◆IDM :Skyworks、Avago、Qorvo。GaN氮化镓技术领域涉及企业:◆晶圆磊晶:Kyma、IQE、佳友化学、三安集成;◆IC设计:Anadigics、MACOM、Microsemi、海思;◆Foundry:UMS、稳懋、苏州能讯、三安集成、封测、稳懋、Carsem、苏州能讯;◆IDM:Qorvo、Wolfspeed。

RF PA供应链的变化

从2G到3G、4G、5G,主流的厂商基本走在最前端。未来5G时代,主流RF供货商将逐步退出低毛利的4G市场。目前低阶的4G机种,大部分将会由紫光、Vanchip(MTK入股)、Airoha(被MTK收购)等厂商供应。

并且目前在4G低端的手机部分,中国厂商已经成为市场主流,在2G、3G、4G市场,中国厂商也有较好的市场空间。不过,目前中国在5G领域还是存在一定差距。 

总结

RF 产业链出现一定程度的整合之后,未来在高端的市场,原来三大射频厂商仍占主流位置,现在中国射频厂商,除了低阶市场,高阶市场也逐渐出现一些机会。一般高阶机种会选择集成程度比较高的产品,而目前在中低阶机种方面,中国厂商基本可以满足市场要求。(转载于知乎)


2 comments:

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