射频芯片市场浅析

随着 5G 等通信技术的迅猛发展，对射频前端器件的需求激增。根据预测，5G 手机支持的频段将在 4G 将近 40 个频段的基础上新增至少 50 个，全球 2G/3G/4G/5G 网络合计支持的频段将超过 91 个，频段增加会带来智能手机射频元器件数量的同步增加。

根据 Yole 数据显示，全球射频前端市场将由 2019 年的 152 亿美元增长到 2025 年的 253.98 亿美元，2020-2025 复合年均增长率 11%。

在产业高速成长的驱动下，大量国产创业者冒出头。到目前为止，国内大大小小的射频公司已经有 100 多家。射频芯片的每一个细分赛道都超过 10 家甚至 20 家公司，而且不断有新的创业公司进来。

市场的飞速扩张也引来了嗅觉灵敏的资本。

射频芯片设计面临的难题是非常多的，有设计者理论及经验方面的主观因素，最大的难题还是工艺及封装的客观限制因素。

首先说一下主观因素吧，射频芯片设计需要的理论知识真的是非常多，很多设计理论甚至被人认为玄乎，而且射频芯片的设计存在各种指标的折中均衡，什么样的折中是最佳的？怎样折中是取决于产品的实际应用要求，没有定论，所以经验的积累也算是一个难题吧。再者很多射频芯片的指标要求都是要挑战工艺极限，这就需要很多创新性的电路结构，例如噪声抵消啊、交调分量抵消、为了提高功放效率采用的动态偏置，有时为了降低功耗也是想尽了办法，各种电流复用。

关键的还是工艺及封装的物理限制或者模型的不准确性导致的难题。射频芯片最重要的指标是噪声系数和线性度，这两个指标和工艺完全相关，例如cmos工艺衬底上就会耦合过来各种噪声干扰，cmos器件的线性度也很差，这种难题是硬伤，没办法解决，只能通过合适的电路结构或者采取一些无法定量分析的隔离措施来缓解问题，这就存在很多不确定性了。

其次，射频电路dui着频率的升高，对寄生参数越来越敏感，大的寄生电阻、电容会使电路的性能降低到无法容忍的地步，那么如何准确的评估这些寄生参数的量就是一个极大的难题，这里面涉及到器件的精确射频模型建模和版图中寄生参数的精确提取。器件的射频精确模型是业内的一大难题，频率越高偏差会越大，还有一些器件特性难以建模，例如亚阈值区域特性。大信号条件下的高阶非线性特性，各类噪声特性的准确建模，这些模型的问题都会带来仿真结果与实际产品之间的差异，器件模型近年来还是有了长足发展了，成熟工艺厂提供的模型在射频频段还是相对比较准确了，微波及毫米波频段会差异大些。另外一个难题就是版图寄生参数提取的准确性和电磁仿真的建模精度问题，版图寄生参数通常只是提取寄生的电阻和耦合电容，精度也非常有限，这些寄生参数对电路的影响往往又是致命的，可能会使高频增益严重降低，噪声急剧恶化，匹配完全偏离设计，甚至带来稳定性问题；而且工作频率升高以后分布寄生参数对电路影响的评估变得极不准确，电磁耦合干扰的问题会很严重，这时就需要电磁仿真工具来进行评估了，电磁仿真严重依赖于晶圆上各层材料的建模，这个模型非常难建的准确，特别是衬底的模型，通常都会简化很多因素来建立一个相对简单实用的模型，其次电磁仿真本身就存在精度问题，这都导致了版图对电路性能影响的评估存在偏差。

很多时候能够通过一些手段来评估分布寄生参数或者电磁耦合对射频芯片电路的影响，可是对电路版图却束手无策，没办法优化，或者怎么优化都没什么本质性的改善，这才是让人头疼的事情。

以上所说的基本都还是单个功能模块电路在设计上会遇到的难题，到整个复杂芯片的总版图及封装设计阶段还有很多其它难题。例如完整的transceiver包含射频前端、锁相环、ad采样、发射上变频通道及射频功率放大器，很多部分都是数模混合电路，存在各个部分之间的相互干扰，特别是通过衬底、电源、地的干扰和电磁耦合干扰，这些因素的评估和分析真的可以上升为玄学了，通常是依赖多次的流片测试来评估了，因为基本没办法定量分析。还有一个难题是射频芯片的esd设计，小小的esd二极管带来的寄生电容也可能是致命的，太小的esd二极管又满足不了抗静电要求，总之就是矛盾。

射频芯片设计完成以后的封装影响也是一大难题，小小的一根封装引线就是1nH以上的电感，这些电感对射频芯片的影响实在是太大了，在成本可控的前提下尽量采用先进的封装形式，减少封装带来的引线电感。

夸张地说，2020 年已经没有基金不投半导体。云岫资本管理合伙人兼首席执行官高超曾表示。「在一级市场长期投半导体项目的机构约有 20 家，但最近一年，无论产业基金、财务投资机构，还是国资背景机构，都在看半导体，数量至少有上千家。刚开始，这些机构们什么领域都看，但渐渐发现手机、可穿戴设备、物联网等领域投入门槛相对低、产品周期相对短、下游市场又很广阔。所以手机射频、电源管理、TWS 耳机相关芯片异常火热，在射频芯片价格下降的同时，射频创投项目的投资价格却上涨了 20%—30% 左右。

资本的果断进场，是因为察觉到了射频行业进行国产化背后巨大的商机。有了资本的助力，像卓胜微、唯捷创芯、紫光展锐、昂瑞微、慧智微、飞骧科技、好达电子、德清华莹、开元通信等优秀企业成长起来，在国产射频前端的各个细分赛道贡献力量。

在全球市场上，Skyworks、Broadcom、Qorvo、高通、日本厂商村田为射频行业的前五大龙头。而国内厂商主要生产低端分立器件，市场份额也只有冰山一角。

资本最初希望的是国产射频能够与国际巨头有一番较量。然而，事与愿违。在真正有实力挑战巨头们的公司出现之前，国产射频赛道的内卷却率先开始了。

2021 年，缺芯潮带来的业绩爆表提前透支了 2022 年的需求，产业链因为加倍下单、疯狂备货而造成芯片库存高企，手机厂商普遍积压了半年到一年的库存。为了推升出货、抢占市场，竞争者争相报出更低的价格，几番下来，射频芯片行业的利润空间不断被挤压，国内射频芯片行业毛利普遍走低。

目前除了行业龙头卓胜微毛利率均值高达 50% 以上外，其他公司的毛利率普遍不高，甚至达到 30% 以上的企业都屈指可数。

2022 年上半年，卓胜微、唯捷创芯、麦捷科技的毛利率分别为 52.55%、30.49%、18.08%。卓胜微的主营业务为分立器件和射频模组，毛利率分别为 53.51%、51.21%。唯捷创芯的主要产品为 PA 模组和接收端模组。麦捷科技的主要产品为电子元器件和 LCM 液晶显示模组，毛利率分别为 22.06%、13.57%。

在激烈的市场竞争中，还有不少公司的毛利率一直在个位数徘徊。

飞骧科技采用的就是低价策略，飞骧科技已有连续三年毛利率不足 5%，2019 年至 2022 年 1-3 月，飞骧科技主营业务毛利率分别为 4.99%、2.74%、3.19% 和 12.95%。4G PA 及模组为公司的主营业务之一，然而其毛利率在 2020 年之后甚至不及 1%。

毛利率远低于同行的还有慧智微。2019 年、2020 年、2021 年、2022 年 1-6 月，慧智微毛利率分别为 6.06%、6.69%、16.19%、15.28%，其主营业务包括 5G 模组和 4G 模组。

作为对比的是，在目前仍由国际巨头主导的中高端射频领域，毛利率依然维持在 50% 左右。

而在这部分市场中，国产率仅有 10% 左右。

射频芯片将进入三年困难期

近日，国内做 WiFi FEM 的射频厂商三伍微电子创始人钟林对国内射频芯片的产业现状发出警示：

国产射频前端芯片已经进入无序的竞争，国产射频前端芯片竞争之惨烈，前所未有。从射频开关到手机 PA，再到 Cat.1 PA，再到 WiFi6FEM，价格一低再低，无一幸免。

在手机 PA 方面，手机 4G PA 价格今年有机会杀到 0.4 美元，Cat.1 PA 价格更是让你想象不到，现在市场通用就是 4*4 和 3*3 封装，价格分别杀到了 0.18 美元和 0.16 美元。这样一来，国内 Cat.1 PA 市场规模将缩减到 1.5 亿人民币左右，而现有 6 家国产射频芯片公司参与市场竞争，后面还会有新的厂商加入。

WiFi6 FEM 的市场价格竞争也很激烈，刚步入 2023 年，WiFi6 FEM 价格战进入了屠夫时代，5.8G WiFi6 FEM 价格杀到了 0.17 美元以下，5.8G WiFi5 FEM 价格更是杀到 0.15 美元以下。在国内 30 亿人民币的 WiFi FEM 市场规模下，有近 30 家厂商参与竞争，越往后，市场端客户争夺也会越激烈。

在滤波器方面，滤波器就更不用说了，没有最惨，只有更惨。国产滤波器价格竞争杀得是刀刀见红。一家手机公司滤波器竞标，18 家滤波器公司参加，还有滤波器公司挡在了门外，只能望门兴叹。

他还指出，现在不是射频前端芯片竞争最惨的时候，每个射频细分赛道还会有更多的竞争者进来，国产射频芯片将进入三年困难期。

面对无序竞争，面对创业困境，每一个芯片创业者需要扪心自问，你和公司是在为行业和客户创造价值吗？每一个芯片创业者要知道，市场不需要那么多的芯片公司，只有死掉大部分的芯片创业公司，市场才能变得有序。

国产射频芯片行业发展至今，取得了一定成果，但也面临诸多挑战。目前，国产化率较高的是射频开关和 LNA，而其他器件的国产化程度相对较低。

众多国内厂商涉足射频前端领域，但产品主要集中在低价值量的单一分立器件或低集成度模组。在功率放大器 PA 方面，国产厂商众多，虽以 2G/3G/4G PA 为主，但近两年正朝着高价值的 5G PA 及模组进军。SAW 滤波器的市场主要由国内厂商新进入，企业较多但技术差距不大，收入体量小，主要生产低端产品。BAW 滤波器技术壁垒最高，中国厂商的市场份额几乎为零。

中国射频前端芯片厂商以设计企业为主，产业链不完善，代工环节薄弱。为解决这一问题，部分领先企业开始向 IDM 模式转型，自建或合建晶圆生产线。

在发展道路上，国产射频芯片公司面临“生”与“死”的抉择。许多公司成立之初立志冲击高端芯片，但后来不少公司改变方向，有的研发成熟芯片，有的改为做软件。这一现象在国产芯片领域普遍存在。

如今，国产射频芯片公司只剩两条路：一是与其他公司联手整合，放弃低端市场竞争，以挑战国际巨头；二是有实力的公司去攻克高端射频芯片，在此阶段积累、蛰伏并实现突围。

总之，国产射频芯片行业在发展中取得了一定进展，但仍需面对诸多困难和挑战。未来，需要厂商们在技术、产品、市场等方面不断努力，才能实现更好的发展。