Qorvo高性能解決方案事業部總經理Roger Hall：布局關鍵射頻技術，提供最優系統級解決方案
近年來，射頻系統作為產品的核心模塊，為智能手機和物聯網提供了無線互聯的能力，推動了這些系統的快速發展。根據Gartner預測，到2020年，聯網設備將達到250億部，實現全球平均每個人3個聯網設備的規模。相比2015年全球消費行業僅僅只有29億部聯網設備，這種增長率是驚人的。面對如此龐大的市場，包括Qorvo在內的眾多射頻系統供應商加快了在產品和市場的布局。
從構成上看，射頻系統通?？梢苑殖蓛刹糠郑荷漕lSoC和片外射頻前端模組（FEM）。
本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/202307/448381.htm射頻SoC使用CMOS工藝制作，集成了模擬基帶和部分射頻電路，負責把數字信號與射頻信號之間的接口連接起來。射頻前端模組則負責在接收端放大微弱的射頻信號，濾波，同時在發射端提供功率放大；
射頻前端同時也負責在不同天線間的切換，以及接收/發射之間的信號隔離。一個典型的射頻前端模組包括低噪聲放大器（LNA），濾波器（SAW/BAW），功率放大器，天線切換開關等等。
RF前端細分組成（source：GSMArena）
因為使用CMOS電路的射頻SoC有標準的設計流程，且成長迅猛，包括高通、聯發科和展銳在內的各大射頻Fabless廠商展開了激烈的競爭，導致其毛利率急劇下降。與之相反的是，射頻前端FEM與SoC由不同的設計和制造方案，其工藝流程更是復雜，這讓其進入門檻和利潤率都較高，主要的競爭者也都是集成設計和制造的IDM廠商。
2015年，射頻前端模組領域兩大廠商Triquint和RFMD合并成了今天的Qorvo，成就了今天FEM市場的領跑者之一。
近日，半導體行業觀察有幸采訪了 Qorvo高性能解決方案事業部總經理Roger Hall ，Roger為我們帶來了關于射頻市場以及Qorvo不少精彩的觀點。
Qorvo高性能解決方案事業部總經理Roger Hall
全球射頻市場在近幾年來的增長勢頭一直不錯，尤其是隨著4G的普及，頻段數目增加，射頻元器件需求量保持著穩步的上升。
根據市場調查機構Navian的數據，全球移動通信終端的出貨數量在不斷上漲，到2017年，將基本完成從功能手機到智能手機的產業升級。雖然在經過2011至2015年的飛速發展期之后，智能手機的增長速度趨于放緩，但隨之而來的換機需求讓高端智能手機滲透率持續攀升，同時，帶有移動通信功能的電子書閱讀器和平板電腦等應用成為新的增長點，預計到2019年，全球移動通信終端的總出貨數量可達28億臺。
即將到來的5G時代所要求的多項關鍵技術也將直接推動射頻前端芯片市場成長。如更多頻段資源被投入使用、多模多頻使射頻前端芯片需求增加、Massive MIMO和波束成形、載波聚合、毫米波等，都需要更復雜的射頻前端配合。加上物聯網市場的蓄勢待發，射頻市場前途無限。
根據Navian的預測，2015年至2019年，用于移動通信終端的射頻前端模塊市場規模將會從119.4億美元增長至212.1億美元，復合年增長率達到15.4%。
Roger也認同這一觀點。在采訪中Roger表示，2018年對于半導體行業總體來說是不錯的一年，尤其是對于專注于服務射頻市場的公司來說更是如此，因為射頻市場正在不斷成長。像Qorvo這樣致力于提供復雜射頻系統解決方案（包括4G-LTE智能手機，無線基站，Wi-Fi以及物聯網等等）的公司，也會在這波潮流中幫助客戶從快速增長的射頻市場中獲得更多的收益。
當然，4G和5G帶來的不僅僅是數據率的上升，頻段數目的增加，同時也大大提高了射頻系統的設計復雜性，也拔高了射頻系統市場的門檻。這又會對整體市場帶來什么影響呢？
對此，Roger對半導體行業觀察記者表示，復雜射頻系統目前來說還是很有挑戰性，尤其是那些使用新技術的系統，例如載波聚合，MIMO以及物聯網。因此，像Qorvo這樣的公司會選擇與手機制造商，運營商，網絡服務提供商甚是至航空公司合作來一起解決這些問題。
對Qorvo來說，挑戰只是機遇的另一種表現形式。雖然射頻系統并不簡單，但Qorvo有一大群高素質的工程師團隊來幫助客戶解決問題。Qorvo在移動端和基站端都已經積累的豐富設計和生產經驗能夠使用多種半導體工藝和封裝技術來解決這些挑戰。
Qorvo的產品線與經營哲學
據介紹，合并后的Qorvo有兩條重要的產品線：移動設備產品線、 基礎設施和國防產品線 (Infrastructure and Defense Product, IDP)，這兩個產品線分別針對不同的市場，并在先進技術研發方面存在互補關系。創新性的技術通常會首先應用在國防產品方面，然后擴展到基站設備，最后應用到移動終端設備，而移動終端設備的大規模的量產又會降低新工藝的成本，并且貢獻較大的營業收入和營業利潤，形成良性循環。這樣的良性循環也是Qorvo的核心競爭力之一。
Qorvo產品線 （MP和IDP）
Roger在Qorvo負責的是IDP業務，包括產品戰略，與關鍵客戶合作以及項目管理等等。在IDP業務方面，Roger透露，他們的戰略是為各大市場（Wi-Fi，物聯網，基站，光通訊）提供高質量的元件以滿足客戶需求。
“其實，不只是元件重要，如何把這些元件整合進系統更加重要。為了讓這些元件更好地工作在一個系統中，我們在先進封裝技術上投入很大，同時我們也在提高芯片的集成度以在一塊芯片上集成更多器件。如此一來，我們的客戶在使用這些器件時就會簡單許多。所以我們的戰略就是提供更高的整合度，或者說更好的易用度?！?Roger表示。
在采訪中，Roger一直在向我們強調“系統解決方案”的重要性。他認為，Qorvo不僅僅是提供產品，更重要的是幫助客戶找到最好的解決方案。因為射頻系統非常復雜，尤其是那些需要使用高載波頻率和寬頻帶的新技術，包括載波聚合，massive MIMO以及5G。
作為全球技術領先的IDM大廠，Qorvo確實有實力為客戶提供完整的解決方案。目前，Qorvo的產品種類已經全面覆蓋使用多種工藝（GaN，GaAs等）實現的功放，收發機，LNA，射頻開關，以及BAW和SAW濾波器。每一個產品種類下都有豐富的產品型號，并在射頻鏈路中占據重要地位。除了有先進的技術研發外，Qorvo還擁有獨立的封裝廠和制造廠，有利于控制成本和穩定質量，加快高集成度產品的研發進度。
說到經營哲學，Roger進一步表示，Qorvo的經營哲學是與客戶形成共贏關系，“客戶的成功就是我們的成功”。Roger說，“Qorvo的經營之道就是與需要最新技術的客戶積極合作，通過提供我們的產品和分享我們的技術讓我們和客戶建立一種互惠互利的關系，于是客戶的成功就是我們的成功?！?/p>
迎接5G和IoT，Qorvo占領先機
5G和物聯網（IoT）是射頻系統未來最有前景的兩個重要方向， Qorvo當然也在積極布局這兩個市場。
前面提到，5G一個顯著的變化就是有可能會使用毫米波頻段，因此對于射頻前端模組設計是一個挑戰。由于Qorvo之前在基礎設施和國防產品上已經積累了豐富的毫米波射頻元件經驗，這些經驗對于5G產品研發產生了積極的作用，這就讓Qorvo在5G射頻元器件市場處于領先地位。
Roger表示，“Qorvo已經與許多OEM合作，一起開發了不少5G部署的demo”?！拔覀冊诨A設施和國防產品線的經驗讓我們能快速支持5G的新技術。舉例來說，我們在毫米波領域已經有20多年的積累，因此一旦5G使用類似的毫米波頻段，我們就可以快速部署產品線。對于5G，我們目前在第二階段，即在已有的產品上繼續優化，這樣當客戶在接下來的幾年中開始部署5G的時候就可以用我們的產品?！?Roger補充說。
Qorvo在5G相關領域也積累了許多關鍵技術。
以濾波器為例，在載波聚合中，對濾波器的性能要求更高，傳統的SAW濾波器領域不但市場已趨向飽和，Muruta、TDK和Taiyo Yuden占據了全球市場份額的80%以上，還有就是性能不再滿足現在的高頻需求，于是業界將目光投向了性能更好的升級替代產品BAW濾波器。這個產品成為射頻濾波器市場的中增長最快的細分產品。Qorvo不僅掌握了BAW的核心技術，且已占據了具有絕對優勢的市場份額（Qorvo加上Avago在BAW領域的市場占有率超過90%）。
5G的另一個變數是通信標準的制定。廠商必須仔細考慮戰略，才能覆蓋各種可能性，Roger說，”Qorvo積極參與了3GPP的5G標準制定，這就讓我們對5G通信標準就有了深刻的理解。按照我們的理解，5G標準仍然有許多指標懸而未決，仍然有不少變化的空間。因此我們的策略就是通過我們豐富的產品線和經驗去支持未來各種可能的指標。另外，我們有許多產品和項目去滿足各種不同的客戶需求，因為我們的產品涵蓋各種新技術。當中包括了新的頻寬，新的載波頻率，Massive MIMO，sub-6GHz，60 GHz，載波聚合等等?！盧oger對半導體行業觀察的記者說。
IoT市場也是各大射頻廠商的兵家必爭之地。市場研究顯示，2020年IoT市場可達500億美元，潛力巨大，Qorvo當然也不會錯過。去年四月，他們收購了為IoT提供射頻芯片方案的GreenPeak。為即將爆發的物聯網市場夯實了射頻基礎。
“我們認為IoT的風口馬上要來了，而且機會將以許多不同的形式呈現?！盧oger說，“在空調，暖氣，能源，安防，保健，遙控等等應用都需要無線互聯。因此，我們收購了GreenPeak。GreenPeak的產品在這些領域具有領先地位，同時支持當前所有的主流通信協議?！?/p>
與5G類似的是，IoT目前也沒有一個統一的通信標準，藍牙，ZigBee，NB-IoT，LoRA等各大協議目前都有公司為其站臺。作為射頻提供商，Qorvo的判斷又是如何？
Roger告訴我們：“關于IoT的通信協議，我們認為一些新的標準例如5G可能會是最終的標準。在5G最終普及之前，現有的標準如802.15，ZigBee，藍牙，Wi-Fi等都將在IoT領域擁有一席之地。我們將在IoT領域推廣Qorvo現有的產品以及GreenPeak的IP。我們相信在IoT領域我們與客戶有廣泛而良好的合作關系，例如在Wi-Fi射頻前端方面，我們就與一些中國客戶合作提供了最佳解決方案?！?/p>
氮化鎵（GaN）技術創新的堅定推進者
除了應用市場上的突破之外，半導體生產工藝上的革新對于Qorvo也非常重要。傳統的III-V族半導體，如GaAs，在射頻前端模組中已經使用了幾十年，最近則有一些新的III-V族半導體正在從實驗室慢慢走向實際應用，與此同時，CMOS SOI等低成本工藝也躍躍欲試想挑戰III-V半導體在射頻前端模組市場中的統治地位。
從 GaAs、GaN、SAW、BAW、CMOS 到 SiGe，Qorvo一直保持著不斷創新的精神，針對不同的目標應用，提供了合適的技術、產品和解決方案。而在這些全面覆蓋的射頻技術中，Qorvo是GaN技術創新的堅定推進者。
相比 Si 和 GaAs 等其他半導體，GaN 是一種相對較新的技術，但它已然成為某些高射頻、大功耗應用的技術之選，比如需要長距離或以高端功率水平傳輸信號的應用（如雷達、基站收發器、衛星通信等）。
這主要是由于 GaN 的帶隙較大，具有較高的擊穿電場，這就讓使用這種 材料的設備擁有更高的工作電壓，因此可用于較高功率的應用。
另外，GaN 上的電子具有很高的飽和速度（在極高電場下的電子速度），當結合大電荷能力時，這意味著 GaN 器件能夠提供高得多的電流密度。射頻功率輸出是電壓與電流擺幅的乘積，所以，電壓越高，電流密度越大，這就意味著實際尺寸的晶體管中產生的射頻功率就越大。
簡言之，GaN 器件產生的功率密度要高得多。此外，因為 SiC 的高導熱性，GaN-on-SiC 器件表現出出色的熱屬性，從而器件可靠性相比 GaAs或 Si 器件更高。
Roger Hall先生在2017 EDICON會議上介紹GaN產品
“我們堅信GaN這樣的III-V族半導體將會繼續演進并在越來越多的應用中找到一席之地?！盧oger說，“GaN相對于其他III-V族半導體以及硅半導體來說有許多獨特的優勢，尤其是在性能，體積，重量以及效率等方面。Qorvo的GaN產品以其更大的容量, 效率和線性度，已經在目前的基站，有線電視以及雷達通訊系統中被越來越多地使用，而且未來必將進入其他應用，包括手機和其他移動設備。我們正在積極開發GaN技術，今年已經上市了超過150款GaN產品。我們也在半導體封裝技術上花了不少功夫，這樣我們可以讓我們的產品封裝更輕薄，更小，以滿足對于空間有苛刻要求的智能手機應用?！?/p>
Qorvo在中國的發展計劃
中國的射頻元件和系統市場份額正在穩步上升。Qorvo也不會錯過這個大市場。據Roger透露，2015財年Qorvo有49%的收入來自于中國客戶，因此中國市場對Qorvo來說非常關鍵。Roger也很看好中國市場未來的發展。
他指出，中國市場非常健康，且正在快速增長。未來必然會有持續的強勁需求。隨著中國的經濟和對射頻產品的需求走強，Qorvo將繼續加強在中國的投入。他們在中國的產品不再是美國制造，而是在中國組裝。我強調，Qorvo在中國有良好的合作關系，中國的LTE市場上有他們良好的記錄，算上之前在3G市場的出色表現，Qorvo的中國市場份額會隨著終端走向5G而繼續擴張。
“和全球其他市場一樣，我認為我們在中國最好的機會就是與需要最新技術的客戶積極合作，通過提供我們的產品和分享我們的技術讓我們和客戶建立一種互惠互利的關系，讓客戶成功，進而讓我們成功。所以我認為在中國的關鍵就是這個，同時還包括找到那些需要最新技術的客戶來幫助他們從市場上脫穎而出?！盧oger說。
Qorvo也以實際行動證明了自己對于中國市場的重視。他們在北京和山東德州都已經建立了工廠，將最先進的封裝、測試技術帶到中國，同時進一步擴大產能，更好的服務中國本土客戶，幫助客戶盡快解決在設計和生產中遇到的問題。
值得一提的是，Qorvo山東德州工廠引進了先進的研磨減薄和切割、倒裝芯片貼裝、芯片貼裝、引線縫合、塑封成型、切割、電鍍、激光打印等多種封裝測試技術，基于 PA 產品的特殊性還配備了失效分析實驗室。Qorvo通過FAE、本地測試封裝廠和供應鏈的整合，打造出一體化的客戶服務體系。
位于北京和德州的Qorvo全球組裝、封裝和測試運營中心
Roger告訴半導體行業觀察記者，“我們的工廠將同時生產終端和基站產品。我們的策略是當地建廠，當地銷售。另外，中國的工廠還會負責許多高銷量的產品?！盧oger補充說，“我們在中國的工廠是全球一流水準，從這個角度來說中國工廠有很大的可擴展性。Qorvo的一大的優勢就是，基于我們在移動端的經驗，我們可以隨著市場增長快速擴大生產規模。我們正在把同樣的策略移植到基站產品，目前已經可以支持4G，4G-LTE的產品，接下來我們也在準備5G產品?！盧oger強調。
當然，中國射頻市場與全球市場有所不同，中國市場的廠商往往有很大的價格壓力。習慣了高利潤的Qorvo能否適應中國市場對于性價比的注重呢？Roger表示Qorvo已經充分注意到了這個因素。
“我們確實在中國客戶那里看到了價格的壓力。這也是我們想要在中國當地建立工廠的部分原因。我們也在自動化生產領域投入了很多資金，所以我們的產品生產效率非常高，在市場上可以實現很高的性價比。我們一直把成本看作設計的關鍵考量之一，因為只有仔細分析過目標成本的產品才能幫助我們的客戶以及Qorvo獲得成功?！?/p>
同時，Qorvo也并不擔心中國有本土廠商打“性價比”牌與Qorvo競爭。Roger認為，競爭對于Qorvo并不是件壞事?！澳壳拔以谥袊€沒有發現與Qorvo實力相當的競爭者，但是我認為在中國市場確實有許多公司在尋求本土供應商。事實上我們相信競爭對市場是有利的。我對于競爭并不擔憂，相反我歡迎競爭，尤其是在產品和服務方面，競爭能促使我們變得更好?！?/p>
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