5G

5G手机射频前端市场机会激增,技术路线如何选择

作者:王懿来源:中国电子报、电子信息产业网发布时间:2019-08-21 17:03我要评论

5G时代的日益临近,让终端厂商也踏着节奏纷纷推出5G手机。5G智能手机面临空前复杂的技术难点,包括手机射频前端架构、设计、制造、封测和原材料等都需要进行优化和改进。

2019年开启5G商用元年

5G(第五代移动电话行动通信标准)的愿景与需求,是为了应对未来爆炸性的移动数据流量增长、海量的设备连接、不断涌现的各类新业务和应用场景,同时与各行业深度融合,满足垂直行业终端互联的多样化需求,实现真正的“万物互联”,构建社会经济数字化转型的基石。

5G将渗透到各种场景(云AR/VR、车联网、智能制造、智慧能源、无线医疗、无线家庭娱乐、联网无人机、社交网络、个人AI辅助、智慧城市、全息投影),丰富的商业回报令业界对5G赋予了前所未有的期盼。2018年,众多国家宣告2019年将成为5G试商用的时间点。2019 CES上,英特尔发布5G SoC处理器Snow Ridge、三星和摩托罗拉展示首款5G手机、高通宣布30余款5G终端设备将于2019面世;2019年1月16日,广东联通联合中兴通讯在深圳5G规模测试外场,接通了全球第一个基于3GPP最新协议版本的5G手机外场通话;6月6日,工信部宣布正式向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电发放5G商用牌照。这也意味着我国正式进入5G商用元年。虽然对于许多人来说,如今的5G移动设备价格十分昂贵,但按照之前3G、4G的发展规律来看,5G代替4G也已经是不远的事情了。这也意味着在这之后,智能手机将逐渐代替电脑,成为人们日常生活中最不可或缺的电子设备。

射频前端采用“集成模组”还是“分立器件”?

在移动通信中,随着用户数量和技术种类的激增,无线电频谱成为稀缺资源。智能手机面临着空前复杂的要求,例如支持区域和全球漫游的多频带;支持多种蜂窝模式,包括2G/3G/4G/5G、WiFi、蓝牙、近场通信(NFC)、全球定位系统(GPS);利用多输入多输出(MIMO)改善通信质量,提高数据速率和扩大有效范围;利用智能天线技术(如波束成形或分集)来增强单个数据信号的性能;载波聚合(CA)支持更宽的带宽,提升带宽体验。由于射频前端是手机射频收发器和天线之间的功能区域,主要由功率放大器(PA)、低噪声放大器(LNA)、开关、双工器、滤波器和其他被动器件组成,因此,5G的这些要求(频带从低频到高频)给手机射频前端架构、设计、制造、封测和原材料都带来了巨大的挑战。

在射频前端和连接架构方面,全球主要智能手机厂商通过采用“集成模组”或“分立器件”的方式各树旗帜。国外手机厂商如三星(Samsung)、苹果(Apple)、索尼(Sony)、乐金(LG)等都趋向采用复杂的集成模组;而中国手机厂商如华为(Huawei)、小米(Xiaomi)、欧珀(OPPO)和维沃(vivo)等却采用了更多的分立器件,因为这能够使他们尽可能降低射频物料清单(BOM)成本,以便在竞争激烈的手机市场上也能获得销售价格优势。

对比华为P20 Pro和三星S10,我们可以看出两家企业的手机射频前端战略。华为P20 Pro的射频电路板由45颗分立元件和4个集成模组(含25颗元件)组成,而三星S10则由17颗分立元件和8个集成模块(含71颗元件)组成。因此,最终三星S10的射频BOM是华为P20 Pro的两倍,但是这两款手机下行速度性能并无明显差异。此外,这两款手机都支持30多个频段,并使用如载波聚合(CA)和4×4MIMO等类似技术。

5G赋能智能手机的同时,无疑让射频前端变得更加复杂。实际上,5G在智能手机中的普及率不仅取决于网络是否可用、应用案例是否成功,还取决于消费者的经济承受能力。随着射频前端的价格压力增加,如何以较低的成本实现5G功能成为行业关心的话题。因此,分立元件仍将会保持一定的市场份额,法国市场调研机构Yole预测,2018~2025年,分立元件的市场规模占比将保持在30%的水平。

5G促进射频前端市场增长

2018~2019年,消费者对智能手机的需求减弱导致市场有所下滑。在此背景下,手机厂商之间的竞争加剧,从而加速了5G、全面屏、3D摄像头等新技术的应用进程。在LTE时代,射频前端市场的增长来自于载波聚合和多输入多输出(MIMO)技术。5G需要增加频段,实现双重连接,下行链路过渡到4×4MIMO,上行链路发展到2×2MIMO,这将促进射频前端市场增长。因此,2018年射频前端市场规模为150亿美元,预计2025年将达到258亿美元,2018~2025年的年复合增长率为8%。其中,分立器件的年复合增长率略高于集成模组的复合年增长率。在分立器件方面,天线调谐器的市场增长速度最快——复合年增长率高达13%,这是因为更高的频段和4×4MIMO对天线及天线调谐器数量的需求越来越多。

因为5G(3.5GHz及以上)对4×4MIMO的强制性要求,所以低噪声放大器(LNA)的市场增长受到积极影响,无论是分立器件还是集成模组。而关于5G毫米波,封装天线(AiP)模组将在2019年产生营收,美国是其首个目标市场。Yole预测,2025年AiP市场规模将达到13亿美元。

为了实现LNA与开关的集成,射频前端产业选择的晶圆衬底材料正转向12英寸射频SOI,从而限制了锗硅的增长机会。在滤波器方面,传统的声表面(SAW)滤波器技术将保持稳定,而薄膜声表面滤波器、体声波(BAW)滤波器、薄膜体声波(FBAR)滤波器、集成无源器件(IPD)和多层单元(MLC)技术将获得增长机会。

美日主导智能手机射频前端领域

智能手机射频前端领域的主要领导厂商均来自美国和日本,包括博通(Broadcom)、思佳讯(Skyworks)、Qorvo、高通(Qualcomm)和村田(Murata),合计占据了81%的市场份额。目前,村田的市场份额领先于思佳讯和博通;高通在LNA领域已经足够强大,通过整合TDK EPCOS的滤波器业务,大有赶超Qorvo之势。其他射频前端厂商,例如英飞凌(Infineon)、索尼(Sony)、太阳诱电(Taiyo Yuden)、恩智浦(NXP)和威盛(Wisol),也占有一席之地。这些第二梯队公司具备LNA、开关、调谐器和滤波器的制造能力,成为智能手机厂商的其他供应商选项。

整体来看,中国射频前端厂商处于弱势地位,技术实力、量产规模等各方面均落后于国外厂商。由于全球智能手机市场采用的中高端滤波器目前已被前五大美日厂商瓜分,加之国内滤波器产业起步较晚,因此中高端滤波器的技术突破正成为射频前端本土化的最大挑战。

最后值得注意的是,美日滤波器厂商较早地进行了全面的专利布局,主要包括中国、美国、日本及欧洲地区。村田和太阳诱电等日本厂商在SAW专利申请方面处于领导地位,而Qorvo、高通和博通等美国厂商则在BAW专利领域处于领导地位。这对中国滤波器厂商带来更大的困难和挑战,稍有不慎,将会受到国际巨头的专利诉讼。

作者王懿,系麦姆斯咨询CEO 


责任编辑:马利亚
相关链接

2019世界VR产业大会新闻发布会

6月20日,工业和信息化部、江西省人民政府在北京联合召开新闻发布会,介绍2019世界VR产业大会有关情况及筹备工作进展。

第十一届中国中部投资贸易博览会电子信息产业发展论坛

5月19日,第十一届中国中部投资贸易博览会电子信息产业发展论坛在江西南昌召开。南昌市人民政府副市长杨文斌、江西省工信厅副厅长王亦斌出席并致辞。

2019世界超高清视频产业发展大会

5月9日,2019 世界超高清视频(4K/8K)产业发展大会在广州召开。大会由工业和信息化部、国家广播电视总局、中央广播电视总台、广东省人民政府共同主办。工业和信息化部部长苗圩出席大会并致辞。

第七届中国电子信息博览会

本次峰会主题是“创新驱动发展 智慧赋能未来”,将邀请政府行业主管部门、国内外著名专家学者和企业家发表主题演讲,深入探讨产业创新发展新模式、新动能、新路径,推动电子信息产业高质量发展。...

首届全球IC企业家大会

12月11日,由工业和信息化部、上海市人民政府指导,中国半导体行业协会、中国电子信息产业发展研究院主办,北京赛迪会展有限公司、中国电子报社、上海市集成电路行业协会承办的“首届全球IC企业家大会暨第十六届中国国际...

2018世界VR产业大会

10月19日,2018世界VR产业大会在南昌盛大开幕。开幕式上,全国政协副主席卢展工宣读国家主席习近平贺信,工业和信息化部部长苗圩,江西省委书记刘奇,江西省委常委、南昌市委书记殷美根分别致辞。

第二届中国虚拟现实创新创业大赛启动...

8月20日,在中国创新创业大赛组委会办公室指导下,由虚拟现实产业联盟、国科创新创业投资有限公司共同举办的第二届中国虚拟现实创新创业大赛启动新闻发布会在北京举行。

2018年上半年家电网购分析报告发布会

8月2日,工业和信息化部赛迪研究院、中国电子报社在北京发布了《2018年上半年家电网购分析报告》(以下简称《家电网购报告》)。报告显示,2018年上半年,我国B2C家电网购市场(含移动终端)规模达2641亿元...

2018制造业“双创”高峰论坛

6月22日,2018制造业“双创”高峰论坛在北京举办。本次论坛由中国电子信息产业发展研究院、中国制造企业双创发展联盟和中国软件行业协会工业互联网分会主办,中国电子报社、北京云道智造科技有限公司和中国船舶工...

2018世界VR产业大会新闻发布会

5月21日,记者从在北京人民大会堂召开的2018世界VR产业大会新闻发布会上获悉,由工业和信息化部、江西省人民政府共同主办,中国电子信息产业发展研究院、江西省工业和信息化委员会、南昌市人民政府、虚拟现实产业...

数字经济前沿论坛-CITE2018第六届中国电...

为贯彻落实党的十九大精神,充分展示新一代信息技术产业最新发展成就,促进产业核心技术突破,加快形成数字经济新动能,引领信息技术产业供给侧改革,工业和信息化部、深圳市人民政府将于2018年4月9日-11日在深圳市共 ...

中国超高清视频(4K)产业发展大会

3月29日,中国超高清视频(4K)产业发展大会在广州市召开。大会由工业和信息化部、国家广播电视总局、广东省人民政府主办,广东省经济和信息化委员会、广东省新闻出版广电局、广东省通信管理局、广州市人民政府、中...

2019上半年中国家电市场报告发布

7月29日,中国电子信息产业发展研究院在北京发布了《2019上半年中国家电市场报告》(以下简称《报告》)。《报告》显示,2019年1月-6月,我国家电行业运行稳定、稳中有进,产销均高于去年同期。其中,...

壮丽70年 奋斗新时代

70年来,中国共产党人从未停下“赶考”脚步。神州大地上,一幅幅壮丽的发展画卷在描绘,一部部感天动地的奋斗史诗在书写。...

2019打造制造业“双创”升级版

围绕制造业“双创”升级的内涵本质、发展趋势、实践启示等方面,邀请政府部门及事业单位领导、两院院士及专家学者、重点地区及企业领导等撰写相关文章,共同探讨制造业“双创”发展新路径。...

聚焦2019全国两会

3月3日电 凝聚共识谱写时代华章,共商国是同绘复兴宏图。中国人民政治协商会议第十三届全国委员会第二次会议3日下午在人民大会堂开幕。...

MWC2019世界移动大会报道

MWC,世界移动通信大会。主办方全球移动通信系统协会(GSMA)成立于1987年,是世界移动通信界的三大国际组织之一,目前其成员已包括来自220个国家的近800家移动运营商以及230多家更为广泛的移动...

CEN视频新闻 | 2019 CITE 瑞萨电子高级副总裁

第七届电子信息博览会上,瑞萨电子高级副总裁 真冈朋光接受《中国电子报》记者采访。...

视频新闻丨院士专家畅谈智能网联汽车

3月19日,慕尼黑上海电子展前夕,新能源与智能网联汽车创新发展论坛在上海举办,论坛邀请了30多为海内外行业人士,近35场精彩发言,围绕新能源和智能网联两大领域展...

两会专访丨全国政协委员、新大陆科技集团总裁王晶

2019年全国“两会”期间,全国政协委员、新大陆集团总裁王晶在接受《中国电子报》记者采访时表示:传统农村需要发挥信息技术和互联网的载体和引擎作用,促进农业生产、...

友情链接
关于我们 | 联系我们 | 广告服务
电子信息产业网LOGO