[原创] 2020年，国产射频PA究竟如何？
2020-04-30
14:00:03
来源: 半导体行业观察
因COVID-19，Skyworks墨西哥工厂停产，国内引起一小波骚动，媒体争先报道，行业关注度提高。
于是乎，便有人大声喊到: “国产射频PA机会来了”。
Skyworks墨西哥工厂是最大的射频前端模块封装测试产线，当地时间4月28号已经全面复工。
Skyworks停产，国产射频PA就有机会吗？有没有机会，与Skyworks暂时停产无关。有没有机会，还是要靠产品。
国内射频PA三大市场：手机市场、WIFI市场、基站市场。根据法国调研机构Yole统计，手机PA市场约占65%，WIFI PA市场约占20%，基站市场约占10%，其他为5%。
要了解射频PA的真实市场需求现状，我们需要从全球手机市场出货量和国内手机市场出货量来分析。
国产手机射频PA分为：
2G PA、3G PA、4G PA、5G PA。
2020年，全球2G手机预估为3亿部，采用国产2G PA，其中昂瑞微占60%以上；3G手机预估为5000万部，国内市场基本为零，3G PA主要是昂瑞微和Qorvo；4G手机预测为9.5亿部，其中大约6亿部来自中国，4G PA的需求大约为50KK/M，假定SKY、Qorvo和高通PA分走50%的份额，国产射频PA厂家的机会是25KK/M，国内有Vanchip、慧智微、展锐、飞骧、锐石创新、昂瑞微等厂商提供4G PA，其中一家占10KK/M以上。
华为海思手机射频PA具体出货数据未知，在此不做具体分析。
据高盛最新的一份报告预测显示，2020年全球5G智能手机出货量将达2亿部。2020年出货的2亿部5G手机都会采用国外5G PA，设计工作已完成或者即将完成。国内5G PA从样品到量产交货需要时间，真正的机会要等到2021年。
国产手机射频PA有没有机会，与Skyworks暂时停产无关，能替代的，已经替代，不能替代的，缺货也很难替代，何况还有Qorvo。此外，需求大幅下滑，之前的备货应该可以满足市场供货需求。从下面的国内外手机出货数据和预测就可以看出。
韩国供应商称三星目前将每月智能手机产量降低为1000万台，远低于原计划的2500万台，并且不会在短时间内恢复。
科技分析公司天风国际预测，苹果在2020年Q2的出货量最悲观预估是2900–3200万部，环比约衰退25–30%，同比衰退20–25%。
市场研究公司Counterpoint发布了2019年全球智能手机销量数据为14.86亿部，相比2018年有所下降。三星在2019年依然位列出货量榜首的位置，为2.965亿部。根据最新预测，全球智能手机出货量预计将在2020年同比收缩15％至11.5亿部。
据国内统计，2019年国内手机市场总体出货量达到3.89亿部，同比下降6.2%。其中，2G手机1613.1万部，3G手机5.8万部，4G手机3.59亿部，5G手机1376.9万部。
而根据中国信通院数据最新统计，2020年第一季度，国内手机市场总体出货量4895.3万部，同比下降36.4%，其中2G手机108.6万部、4G手机3380.7万部、5G手机1406万部。2020年3月，国内手机市场总体出货量2175.6万部，同比下降23.3%，其中2G手机69.8万部、4G手机1484.4万部、5G手机621.5万部。
根据Yole和多方的数据统计结果，WIFI PA市场规模约为手机PA市场规模的三分之一。
Yole之前预测，手机射频前端市场将从2017年的150亿美元增长到2023年的350亿美元，迎来14%的高速增长。其中PA，将会从2017年的50亿美元增长到2023年的70亿美元，年增长率7%。
Yole之前应该没有想到中国手机射频PA会进展那么快，中国手机射频PA厂家会有那么多，价格竞争会有那么激烈，价格直接砍一半。如果Yole重新统计，全球手机射频PA年销售额至少会降到40亿美金。
推算下来，WIFI PA/FEM的市场规模约10亿美金是个比较准确的数字。这是一个小众市场吗？
通过WIFI PA全年砷化镓晶圆消耗量统计，再乘以一片6寸晶圆上平均DIE颗数，得到的结果是约15亿颗/年。随着WIFI6的到来，这个数量还会上升，但国产WIFI PA的兴起，导致产品均价会大幅下降。
WIFI PA/FEM正在经历国产替代的过程，只要不是终端客户指定，新项目上基本上都会首选国产芯片，包括台湾立积，这也是立积Q3/Q4上市财报业绩快速增长的原因。2019年立积受惠华为等客户802.11ac FEM网通产品拉货稳定增加，营收6.48亿元人民币（非WIFI射频产品占10%），毛利率35.8%。随着华为WIFI6路由器量产提货，立积2020年第一季度营收1.96亿人民币，同比上年季度增长95%。
到目前为止，国产WIFI PA/FEM的市占率不超过10%，包括台湾立积。最新统计，国内做WIFI PA/FEM的公司已达13家。
基站PA分GaN PA、LDMOS PA、GaAs PA，这些产品长期被国外厂家所垄断，近些年国内公司也开始研发，真正批量出货的很少。
GaN PA和LDMOS PA的主要厂家：NXP、日本住友、Amploen、Qorvo。
GaAs PA的主要厂家：Skyworks、Qorvo、高通。行业专家介绍，GaAs PA用于小功率基站，以2W为主，4W的GaAs PA很难支持100MHZ带宽。现在2W的GaAs PA已经有很多国内公司在做了，竞争也会很激烈。
目前，基站PA主要采用LDMOS PA，但是LDMOS技术适用于低频段，在高频段领域存在局限性。行业人指出，5G基站GaN PA将成为主流技术，GaN PA能较好的适用于大规模MIMO技术。根据Yole预测，2023年基站PA的市场规模将达到6-7亿美金。
国产射频前端芯片取得了很大的进展，但也要看到差距，这种差距将长期存在。
有人问，国产射频前端芯片什么时候可以追上国外；我说10年，也有人说20年。什么时候国内射频芯片公司可以自己定义主流产品了，那时就可以说已追上或者超越国外公司。
在有些射频前端芯片方面，我们已经追上国外。在主流射频前端芯片方面，国产射频芯片公司差距明显，革命尚未成功，同志仍需努力。
2G PA
：各方面性能都不输国外产品，成本更低。国外公司2G PA基本上不再供货了。
3G PA
：整体性能不输国外产品，成本更低。国内厂家有昂瑞锐，展锐、飞骧；国外主要是Qorvo CMOS 3G PA。
4G PA
：分两档，中功率4G PA和高功率4G PA，国产中功率4G PA与国外产品基本上不相上下了，成本和价格上都有优势，能替换的都已经替换了。国产高功率4G PA，整体性能上还是有点差距的，但也能满足手机客户的需求，最后取决手机客户是否对性能有极致追求。
5G PA：
国内产品差距还是很明显的，SKY和Qorvo在去年已经量产交货，国内公司今年才开始有样品。根据以往的经验，SKY和Qorvo在年底会推出下一代5G PA产品，国内公司又要开始下一波的跟进。
为了摆脱国产射频芯片公司的跟进，SKY和Qorvo有三种方式：
-
不断地更改PIN脚定义，改进一些小功能，其实也是大同小异，以先入为主的方式，让跟进者没法直接替换。国内厂家要跟进量产，需要一年以后。
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创建很多产品型号，通过芯片版图改变一下PIN脚位置，变成同样功能的产品有不同的型号，不同的客户推不同的型号，让国内公司不知道跟哪一个？感谢MTK，在手机上结束了这一做法，统一PIN定义，让国产射频PA缩短了差距。
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在手机PA上，SKY和Qorvo只有一种做法，保持先进性、保持产品的复杂性、保持产品定义主导权。
记得10年前，国产2G PA在客户端量产交货，8年前国产3G PA也开始出货。眼看着跟上了，最后还是没跟上。
WIFI 4 PA/FEM：
国内中功率产品成本优势明显，整体性能上也已经不差于SKY和Qorvo。完全可以替代，但也要说明一下，这已经是SKY、Qorvo公司10年前的产品了。高功率产品，跟SKY和Qorvo还是有点差距。
WIFI 5 PA/FEM：
国内很多公司都在做这个产品，能做好的公司不多，康希5.8G中功率FEM性能上国内做的最好。产品也分中功率和高功率，国内高功率FEM与SKY和Qorvo差距明显。
WIFI 6 FEM：
当前是热点，很多射频前端芯片公司纷纷加入这个赛道。WIFI6给射频前端带来了更多机会，也带来了更多竞争。WIFI6 FEM同样分中功率和高功率，国产WIFI6中功率已经出来，国产高功率WIFI6 FEM估计要到明年。SKY和Qorvo高功率WIFI6 FEM在2018年就已经面世，预估国内产品的差距至少是3年。
WIFI 7 FEM：
SKY在客户端已经可以提供样品了。
WIFI PA/FEM有个好处，是个长尾产品。只要做的好，性价比高，市场一直存在。要跟随SKY，也很有难度，同样类型的WIFI6 FEM，SKY有330、331、333、337、340，国内公司怎么跟？
来源：
华为WIFI6路由器拆机，由acwifi提供
射频开关：
射频开关在技术上没有什么发展，工艺都是采用SOI，频率支持不是问题，分GPIO和MIPI接口。卓胜微已经是世界上最大的射频开关公司，国内射频开关，性能好，成本和价格更好。我也分析了一下，市场价格在0.1USD以下的产品，SKY和Qorvo都没有什么兴趣去继续优化，做完就结束。
射频Tuner：
这个产品还是由国外公司领先和主导，主要厂家：SONY、SKY、Qorvo。Tuner分为三级：耐压40V、60V、80V。耐压40V和60V，国内射频芯片公司基本上都能做，但80V还有难度，也有听说卓胜微已经做出来。据了解，耐压80V已经满足5G手机应用，对技术上没有进一步的要求。市场上的Tuner主要为SP2T、SP4T、DPDT、3P3T。
LNA是国内射频芯片公司主导的市场。技术上，已经没有问题；工艺上，已经很成熟，人才上，已经很充足。但国内公司不太关注高性能的LNA，这跟国内市场有关系，大家只关注量大的产品。
如果要说差距，滤波器的差距与国外是最大的。国产滤波器的追赶需要时间和投入。
5G到来，射频前端芯片成为热点。只要世界朝着无线连接技术和应用方向，射频前端芯片将一直是热点。无线技术的发展，带来了机会，也带来了挑战，永远在技术追赶的路上。
谁是国产射频芯片的未来？年轻人，对射频前端芯片技术热爱的年轻人。
今天追上了，明天也许就落后了，后天可能就出局了。培养年轻人，培养年轻精英，是射频前端芯片行业最应该做的。
多年的射频前端芯片行业工作经验发现，射频前端芯片研发没有老本可吃，不同的产品，遇到的问题不一样，需要大量的工程调试和摸索，再结合理论做思考，总结经验和规律。一代产品与下一代产品确实有延续性，但也有差异性，需要重新实验。脱离了一线，理论指导不一定能解决问题，射频前端芯片问题的解决，很多时候都是在实验室。
时代需要精英，射频前端芯片需要精英。一个人，可以改变一个时代；一个射频芯片研发，可以改变一代产品，可以成就一个公司。射频芯片行业是属于精英的行业，人海战术在这里不起作用。
作者：
钟林，晋江三伍微电子有限公司
zhonglin@gsrmicro.com
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