5G熱門 盤點(diǎn)從半導(dǎo)體轉(zhuǎn)身的企業(yè)

　　5G給整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈帶來了全新的挑戰(zhàn)，當(dāng)中有一些提早布局的公司會(huì)從中受益。處理器、內(nèi)存、顯示、電源、連接器這些廠商自然會(huì)獲得受益，但一些與5G密切相關(guān)的材料、制造、封裝和射頻相關(guān)的廠商，從5G獲取的好處是自不然更多的。先說一下射頻方面。

　　從現(xiàn)在的市場現(xiàn)狀分析，目前全球的RF前端主要被海外巨頭壟斷，市場呈寡頭之勢。如在濾波器領(lǐng)域，日企Murata、TDK和TaiyoYuden占據(jù)SAW雙工器85%以上。BAW雙工器市場基本被博通壟斷，博通占據(jù)87%的市場份額;

　　功率放大器市場基本被Skyworks、Qorvo、Broadcom三家企業(yè)占據(jù)，三家企業(yè)市場份額達(dá)93%;

　　天線領(lǐng)域市場相對(duì)較為分散，也是國內(nèi)企業(yè)有所參與的領(lǐng)域：華為占據(jù)全球天線市場約23%的市占率，是全球第二大天線供應(yīng)商。全球最大的天線供應(yīng)商是Kathrein，占據(jù)25%的市場份額(此處僅統(tǒng)計(jì)基站天線);PAmiDs整合模塊(包括PA、雙工器和天線開關(guān))環(huán)節(jié)，Skyworks、Qorvo、Broadcom三家企業(yè)占據(jù)99%的市場份額。

　　由于篇幅有限，我們不能每個(gè)都分析，就從最具代表性的技術(shù)和公司進(jìn)行分析。首先就談一下射頻這塊。

　　目前，射頻器件中的功率放大器主要采用基于硅的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體(LDMOS)技術(shù)。

　　但是硅基技術(shù)在高頻應(yīng)用領(lǐng)域存在局限性：LDMOS功率放大器的帶寬會(huì)隨著頻率的增加而大幅減少，LDMOS僅在不超過約3.5GHz的頻率范圍內(nèi)有效。

　　隨著通訊頻段向高頻遷移，基站和通信設(shè)備需要支持高頻性能的功率放大器。如今，GaN是有可能滿足這些要求的唯一普及的技術(shù)：GaN功率放大器已經(jīng)能處理50GHz或以上的毫米波頻率。另外，GaN功率放大器支持更高的帶寬，即使在較高的頻率也是如此。雖然目前從性價(jià)比考慮，LDMOS將仍然會(huì)是中低端頻率的主流，但是在在10GHz以上的頻段，GaN的優(yōu)勢非常大。我們認(rèn)為5G時(shí)代GaN功率放大器將成為超高頻通信領(lǐng)域的首選，Qorvo算是最先切入的廠商之一。

　　(1)Qorvo

　　作為全球知名的射頻方案提供商，Qorvo在5G方面的布局是非常領(lǐng)先的。這首先體現(xiàn)在GaAs器件的布局上。Qorvo表示，由于毫米波的應(yīng)用。對(duì)新型器件就有了強(qiáng)烈的需求，與砷化鎵和硅等材料相比，GaN在有高頻率需求小型基站需求的5G中優(yōu)勢是非常明顯，而5G也會(huì)驅(qū)動(dòng)很多技術(shù)的進(jìn)步。

　　GaN擁有更高的功率密度，將會(huì)帶來小尺寸、低電流損耗和高系統(tǒng)效率等優(yōu)勢。

　　除了基站外，Qorvo也推動(dòng)GaN器件在手持設(shè)備上的普及。

　　Qorvo表示，GaN器件一開始是被應(yīng)用在如軍事雷達(dá)等軍事用途，逐漸則被推進(jìn)到了商業(yè)基站和有線電視中繼等領(lǐng)域，但這些應(yīng)用的工作電壓基本上都是處于28V到48V之間。但我們知道移動(dòng)手持設(shè)備的工作電壓都是2.7到5V，為了推動(dòng)這些GaN器件在手機(jī)上應(yīng)用，Qorvo正在應(yīng)用替代材料，適配相關(guān)的電壓。

　　而Qorvo目前也推出了一些GaN器件，以滿足5G的應(yīng)用。當(dāng)中包括了一些高壓低頻率和高頻率的器件。

　　(2)英飛凌

　　介紹英飛凌之前，首先說一下，在今年7月，英飛凌以以8.5億美金的價(jià)格將wolfspeed功率和射頻部收歸囊中，其中包括功率碳化硅襯底業(yè)務(wù)、射頻和寶石應(yīng)用。這對(duì)其GaNonSiC射頻解決方案是一個(gè)很好的補(bǔ)充。

　　而據(jù)英飛凌介紹，從之前隸屬于其母公司西門子公司時(shí)開始，英飛凌就一直是移動(dòng)通信中射頻器件的領(lǐng)導(dǎo)者。早在2014年，他們就認(rèn)識(shí)到了使用LTELNA的必要性并推出業(yè)界第一款產(chǎn)品。如今英飛凌仍然是全球最大的LNA供應(yīng)商。

　　此外，英飛凌還引領(lǐng)了LTE射頻前端和天線調(diào)諧的性能優(yōu)化，并向客戶提供全新的構(gòu)架方案和高品質(zhì)現(xiàn)場支持。展望未來，我們已經(jīng)成為在未來的Pre-5G和5G應(yīng)用的領(lǐng)先者。

　　目前英飛凌提供世界一流的SiGe:C技術(shù)，可使LNA具有最低噪聲系數(shù)、最高線性度和最低功耗;130nmRFCMOS技術(shù)使射頻開關(guān)尺寸小巧且插入損耗低;2層導(dǎo)線架封裝適用于復(fù)雜系統(tǒng)，可提供設(shè)計(jì)靈活性;致力于投資創(chuàng)新技術(shù)，已經(jīng)在毫米波應(yīng)用取得領(lǐng)先。

　　(3)NXP

　　NXP認(rèn)為，在向5G演變過程中，需要更高的頻率帶寬，SiLDMOS在目前的網(wǎng)絡(luò)中還處于主力位置，但在大雨3.5GHZ之后，GaN和GaAs會(huì)成為主力，更大的寄生效應(yīng)就會(huì)引致更高的集成化需求;而MIMO和小型蜂窩則會(huì)帶來更低發(fā)射功率的需求，這就要求更低的供電電壓;更小尺寸的PA封裝需求和高集成度;在這過程中也會(huì)產(chǎn)生信號(hào)帶寬的持續(xù)增長。

　　(4)Skyworks

　　Skyworks的技術(shù)方案主管StephenKovacic曾表示，5G跟以往標(biāo)準(zhǔn)的不同之處，在于新一代的標(biāo)準(zhǔn)，吸引了Intel和Google這樣的廠商參與到標(biāo)準(zhǔn)的制定中來。他認(rèn)為5G離普及還有一段很長的路要走。業(yè)界會(huì)圍繞空中接口的定義和通信鏈路頻率的不確定性展開討論。他認(rèn)為對(duì)于移動(dòng)前段來說，將會(huì)面臨一個(gè)前所未有的挑戰(zhàn)，而這些不會(huì)再在系統(tǒng)層級(jí)上討論。

　　他還認(rèn)為對(duì)于前端來說，SiP封裝，會(huì)帶來很大的好處。他指出，將基于GaAsHBT

　　制造的PA和SOIRF開關(guān)融合在一起是未來最佳的選擇。而SAW/FBAR濾波器，CMOS的PA控制也是不錯(cuò)的選擇。

　　從硬件看，5G提出要全頻段覆，所以景對(duì)射頻器件的性能(功率、工作頻率、可靠性等)有極高的要求。以PA功率附加效率(PAE)為例，最低要求60%。skyworks的GaAsPA芯片可以做到78%，而最好的硅基CMOS產(chǎn)品僅能做到57%。

　　其次是制造。

　　TowerJazz高級(jí)戰(zhàn)略市場總監(jiān)AmolKalburge表示，“在6GHz頻率以下的應(yīng)用中，SOI工藝的開關(guān)將繼續(xù)是主流，但SOI開關(guān)在毫米波頻率的應(yīng)用研究還不充分，其可發(fā)揮的作用與可能遇到的問題還是個(gè)未知數(shù)。波束成型天線可以支持不同的收發(fā)通道，所以在毫米波中有可能不需要天線開關(guān)也能實(shí)現(xiàn)兩個(gè)通道的完全隔離。如果毫米波應(yīng)用仍然需要模擬開關(guān)，現(xiàn)在的SOI工藝開關(guān)由于插入損耗高，很有可能不可用。SOI工藝的不足將給MEMS工藝開關(guān)或其他新技術(shù)帶來機(jī)會(huì)。”

　　另外，硅鍺采用8英寸晶圓的標(biāo)準(zhǔn)CMOS制造流程，晶圓代工廠也在持續(xù)提高硅鍺工藝的性能。例如，GlobalFoundries最近推出的130nm硅鍺工藝，其工作頻率最高可達(dá)340GHz，比舊工藝提高了25%。此外，TowerJazz最近也推出了130nm硅鍺工藝。

　　除了GaAs，業(yè)界也在嘗試其他的三五價(jià)材料來制造PA，例如硅鍺。“與制造PA所使用的其他工藝相比，GaAs在效率、線性度和頻率范圍等方面都有優(yōu)勢，”StrategyAnalytics分析師EricHigham說，“與硅基工藝相比，GaAs工藝的缺點(diǎn)是成本比較高，不易集成。”

　　Higham表示，GaAs代工廠大部分還采用4英寸晶圓來生產(chǎn)，但是為了降低成本，很多廠商開始把產(chǎn)線升級(jí)到6英寸。

　　在低頻段，GaAsHBT的柵極長度通常在0.25至0.5微米之間，“要做到毫米波頻率，多數(shù)器件廠商會(huì)選用柵極長度在0.1至0.15微米的工藝，”Higham說，“Qorvo推出了90nm的GaAs工藝，不過90nm已經(jīng)是現(xiàn)在量產(chǎn)GaAs工藝的極限尺寸了。”

　　另外包括但不限于高通、博通、Avago、Intel、展訊、聯(lián)發(fā)科、三星、矽品、日月光、TowerJazz、是德和NI等廠商，還有半導(dǎo)體材料、制造、封裝產(chǎn)業(yè)都是未來5G的重要參與者，受篇幅所限，并沒能一一列出，大家最看好誰成為其中最大的受益者?