“芯片短缺”背后需求藏機(jī)遇 國產(chǎn)射頻器件進(jìn)入黃金期

自2020下半年開始,全球芯片進(jìn)入嚴(yán)重短缺局面,中國市場也因此遭受影響,“卡脖子”問題進(jìn)一步凸顯。作為5G通信系統(tǒng)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(nèi)相關(guān)廠商提供了極大的發(fā)展機(jī)遇。國內(nèi)廠商如果能抓住這一機(jī)遇,同時(shí)借助資本市場的力量,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60萬個(gè),累計(jì)已建成5G基站71.8萬個(gè),5G網(wǎng)絡(luò)已覆蓋所有地級及以上城市,并擁有超過2億個(gè)終端連接。2021年中國還計(jì)劃新建60萬個(gè)以上的5G基站,有序推進(jìn)5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及應(yīng)用,用戶數(shù)會進(jìn)入快速增長期。

受整個(gè)電子產(chǎn)業(yè)市場的驅(qū)動(dòng),全球半導(dǎo)體行業(yè)供應(yīng)鏈處于供不應(yīng)求的局面,中國的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在當(dāng)前錯(cuò)綜復(fù)雜的國際形勢下進(jìn)一步暴露出供應(yīng)鏈短板。為了加大對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的扶持力度,2020年國家相關(guān)部委陸續(xù)出臺了一系列利好政策法規(guī)。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(qiáng)調(diào)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第五次全體會議審議通過了《中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和二〇三五年遠(yuǎn)景目標(biāo)的建議》,建議明確提出,將瞄準(zhǔn)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(zhàn)略性的國家重大科技項(xiàng)目。

隨著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(shù)量需求,市場規(guī)模預(yù)計(jì)達(dá)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(xiàng)典型的“卡脖子”技術(shù),市場供給基本依賴于美國、日本巨頭企業(yè),國內(nèi)廠商技術(shù)實(shí)力、規(guī)模長期處于弱勢地位。此次“芯片短缺”危機(jī)更加顯現(xiàn)出射頻前端器件國產(chǎn)化的緊迫性。今年以來,濾波器市場的主要供貨廠商村田、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,才能滿足5G發(fā)展所需。

國內(nèi)射頻前端器件的巨大市場和發(fā)展?jié)摿σ参吮姸噘Y本紛紛入局,2020年是中國半導(dǎo)體一級市場有史以來投資額最多的一年,射頻前端器件市場各細(xì)分賽道也不斷涌現(xiàn)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)開始在國內(nèi)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(xiàn)成長潛力

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)、開關(guān)(RF Switch)。據(jù)Yole Development報(bào)告預(yù)測,全球手機(jī)射頻前端市場2017～2023年復(fù)合增長率將達(dá)14%,其中濾波器是最大的射頻賽道,2023年全球?yàn)V波器的市場規(guī)模將會達(dá)到225億美元,年復(fù)合增長高達(dá)18.81%。綜觀國內(nèi)市場,開關(guān)、PA等賽道格局趨于穩(wěn)定,但國產(chǎn)濾波器仍在發(fā)展初期,銷售額和市占率仍然較低,可以說是機(jī)會最大的市場。

在資本市場熱捧背后,國產(chǎn)濾波器等射頻器件替代空間大,但是困難也大。隨著5G通信標(biāo)準(zhǔn)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(fù)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(nèi)廠商僅靠低價(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(nèi)廠商突圍的發(fā)展路徑。國際大廠近年來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(nèi)廠商目前以生產(chǎn)中低端SAW為主,對于有著更高技術(shù)要求的TC-SAW和BAW,國內(nèi)只有少數(shù)幾家處于技術(shù)研究階段,尤其是TC-SAW的核心技術(shù),中國市場迫切需要實(shí)現(xiàn)本地化供貨和服務(wù)。去年,杭州左藍(lán)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(lán)TC-SAW雙工器主要性能指標(biāo)與國際競品相當(dāng)

提升競爭力還需要國內(nèi)廠商不斷拓展產(chǎn)品種類,滿足全品類供應(yīng)。左藍(lán)微電子是國內(nèi)唯一一家研發(fā)并銷售全類別射頻濾波器(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(lán)微擁有60多項(xiàng)專利技術(shù)以及一流的實(shí)驗(yàn)室條件,掌握了射頻濾波器完整的設(shè)計(jì)技術(shù)和完全自主的全套流程設(shè)計(jì)方案,為今后公司與國內(nèi)外廠商競爭奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。公司通過領(lǐng)先的設(shè)計(jì)仿真平臺開發(fā)的WLP SAW濾波器,測試性能已達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平,將應(yīng)用到射頻模組產(chǎn)品中。

圖 左藍(lán)WLP SAW測試結(jié)果

與此同時(shí),左藍(lán)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(dá)到0.9*0.7*0.4mm,能滿足5G射頻前端模組對器件微型化的要求。目前左藍(lán)微小尺寸SAW濾波器已完成初步樣品,測試結(jié)果滿足仿真和設(shè)計(jì)目標(biāo),正在進(jìn)一步優(yōu)化性能。

圖 左藍(lán)射頻前端模組性能曲線

擺在國內(nèi)廠商面前的挑戰(zhàn)是5G發(fā)展下射頻前端器件工藝需要更加細(xì)致,以保障產(chǎn)品性能,也因此推高了行業(yè)的技術(shù)門檻。由于5G頻段增加需要更多射頻元件,手機(jī)內(nèi)PCB空間緊張,左藍(lán)微電子利用創(chuàng)新設(shè)計(jì)和封裝技術(shù),推動(dòng)濾波器與其他器件的適配以達(dá)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(lán)微電子憑借著出色的技術(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)品已通過數(shù)十個(gè)項(xiàng)目性能驗(yàn)證,并被國內(nèi)多家知名手機(jī)ODM廠商和通信終端廠商所采用。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(yīng)用于5G通信射頻前端器件產(chǎn)品的方案,進(jìn)一步滿足市場發(fā)展的需求。

隨著國產(chǎn)化替代的急迫需要,國內(nèi)射頻前端領(lǐng)域的廠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,才能最終獲得市場的認(rèn)可。今年“芯片短缺”危機(jī)有望讓客戶將更多目光投向于國內(nèi)供貨,這對國內(nèi)射頻前端器件廠商將是良好的機(jī)會。據(jù)市場統(tǒng)計(jì),2020年隨著5G的到來和國內(nèi)射頻公司的快速成長,國產(chǎn)射頻前端芯片銷售額增長到約9億美金;全球?yàn)V波器市場規(guī)模約為105億美金,國產(chǎn)濾波器銷售額雖然沒有公開的數(shù)據(jù),但預(yù)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(dǎo)體市場的角逐,國務(wù)院發(fā)布的相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,中國芯片自給率要在2025年達(dá)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)代無線連接的核心,隨著產(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(lán)微電子在內(nèi)的國內(nèi)射頻前端領(lǐng)域廠商,具有很大的挑戰(zhàn)性,但同時(shí)也是一個(gè)極具潛力的發(fā)展機(jī)遇。通過國內(nèi)業(yè)界的努力,中國未來將有望產(chǎn)生一批全球化的“重量級”選手。