射頻前端模組產(chǎn)業(yè)化的五大難點(diǎn)與突破方向，行業(yè)共識(shí)下的國(guó)內(nèi)外差距

在移動(dòng)通信體系中，射頻前端扮演著至關(guān)重要的角色，其主要功能是對(duì)有用信號(hào)進(jìn)行放大處理，并有效濾除干擾信號(hào)，是通信系統(tǒng)中不可或缺的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。射頻前端芯片由于具備高頻率、非線性以及輻射特性，致使其仿真設(shè)計(jì)工作面臨極大的挑戰(zhàn)，因此被業(yè)內(nèi)譽(yù)為模擬芯片皇冠上的明珠。在射頻前端芯片家族中，射頻前端模組芯片憑借其最高的技術(shù)含量、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域、最大的價(jià)值以及最大的產(chǎn)業(yè)化難度，成為行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。

根據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu) Yole Development 的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，到 2028 年，全球移動(dòng)終端射頻前端市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到 269 億美元，年均增長(zhǎng)率約為 5.8%。其中，發(fā)射端模組市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)到 122 億美元，接收端模組為 45 億美元，濾波器和功率放大器分別為 30 億美元和 14 億美元。從應(yīng)用領(lǐng)域的維度來看，智能手機(jī)作為射頻前端模組的主要應(yīng)用終端，擁有龐大的市場(chǎng)規(guī)模。

IDC 發(fā)布的報(bào)告顯示，預(yù)計(jì) 2024 年全球智能手機(jī)出貨量將增長(zhǎng) 6.2%，達(dá)到 12.4 億部，結(jié)束連續(xù)兩年的下降態(tài)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)勁反彈。這一增長(zhǎng)趨勢(shì)無疑將為射頻前端模組市場(chǎng)帶來巨大的需求。在非手機(jī)領(lǐng)域，射頻前端同樣迎來了新的發(fā)展契機(jī)。例如，CPE 射頻前端市場(chǎng)規(guī)模將從 2022 年的 4.14 億元增長(zhǎng)至 2028 年的 20 億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率（CAGR）約為 30%。隨著物聯(lián)網(wǎng)、智能家居、車聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的快速發(fā)展，對(duì)射頻前端模組的需求也將持續(xù)攀升。中國(guó)作為全球最大的互聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)，不僅市場(chǎng)潛力巨大，而且在國(guó)產(chǎn)化替代浪潮加速的背景下，國(guó)內(nèi)射頻前端廠商迎來了難得的發(fā)展機(jī)遇。

當(dāng)前，國(guó)產(chǎn)射頻芯片廠家在分立 PA、開關(guān)、濾波器及 LNA 領(lǐng)域已經(jīng)取得了一定的成績(jī)，市場(chǎng)份額占比已經(jīng)接近甚至超越外資廠商。然而，在射頻前端模組領(lǐng)域，盡管唯捷創(chuàng)芯與昂瑞微已經(jīng)實(shí)現(xiàn) L - PAMiD 的大規(guī)模量產(chǎn)出貨，部分廠商在接收端也有一定的模組化量產(chǎn)案例，但市場(chǎng)份額仍低于 10%，與傳統(tǒng)外資廠商相比存在較大差距。這一現(xiàn)狀在一定程度上反映出射頻前端模組產(chǎn)業(yè)化的難度相當(dāng)大。

1、國(guó)內(nèi)外差距顯著：全球射頻前端芯片市場(chǎng)目前主要由美國(guó)和日本的幾家大型廠商壟斷。相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，Skyworks、Qorvo、Broadcom、Murata 四大巨頭幾乎占據(jù)了全球 85% 以上的市場(chǎng)份額。在高集成度模組領(lǐng)域，海外廠商更是占據(jù)主導(dǎo)地位。以 5G 重耕頻段高集成 L - PAMID 模組為例，海外廠商占據(jù)著主要市場(chǎng)，盡管國(guó)內(nèi)廠商已實(shí)現(xiàn)順利量產(chǎn)，但市場(chǎng)份額依然相對(duì)較小。國(guó)內(nèi)雖然近年來在射頻前端領(lǐng)域取得了一定的進(jìn)展，涌現(xiàn)出卓勝微、唯捷創(chuàng)芯、昂瑞微等一批優(yōu)秀的國(guó)產(chǎn)龍頭企業(yè)，并且在中低端芯片領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了趕超，構(gòu)建了較為完善的射頻前端芯片研發(fā)、制造、運(yùn)營(yíng)能力，但與國(guó)際巨頭相比，在高端產(chǎn)品和核心技術(shù)方面仍存在較大差距。國(guó)內(nèi)企業(yè)需要在技術(shù)研發(fā)、生產(chǎn)工藝、市場(chǎng)份額等方面付出更多努力，以縮小與國(guó)際先進(jìn)水平的差距。

2、技術(shù)難度大：射頻前端模組廠商需要掌握 PA、開關(guān)、LNA 甚至濾波器等多種基礎(chǔ) IP，以構(gòu)建各單元設(shè)計(jì)能力。這就要求廠商在人才儲(chǔ)備方面配備大量的研發(fā)人員；在技術(shù)上需要對(duì)各射頻單元進(jìn)行長(zhǎng)期的技術(shù)積累；在制程工藝上要覆蓋 GaAs、SOI、CMOS 等多種半導(dǎo)體工藝；在模組特有技術(shù)上具備開發(fā)能力，如 SiP、共形屏蔽罩、模組內(nèi) EMI、模組熱傳導(dǎo)及應(yīng)力分析等。這些技術(shù)涉及眾多領(lǐng)域，每一項(xiàng)單獨(dú)發(fā)展都足以支撐起一家射頻前端公司，而將它們整合到一家公司中，難度可想而知。多種工藝、多顆器件的集成，更是需要確保每一個(gè)環(huán)節(jié)都不出問題，才能保證模組產(chǎn)品的最終良率及可靠性，其難度相較于分立器件大大提升。

3、供應(yīng)鏈長(zhǎng)：由于射頻前端模組涉及多種制程工藝，以最復(fù)雜的射頻前端模組 L - PAMiD 為例，其中涵蓋了 GaAs、SOI、CMOS、濾波器、被動(dòng)元器件、基板、封裝及測(cè)試等上百種物料、數(shù)十道晶圓及模組加工工藝。不同元器件及工藝由不同生產(chǎn)廠商提供，缺一不可。這就需要射頻前端模組廠商在研發(fā)、生產(chǎn)、計(jì)劃備料、不同生產(chǎn)周期管控、市場(chǎng)動(dòng)態(tài)把控等多方面具備相當(dāng)高的專業(yè)性。而 Fab - lite 或 IDM 廠商更是需要從設(shè)備端及工藝端入手，覆蓋 6 寸、8 寸及 12 寸晶圓所需生產(chǎn)機(jī)臺(tái)及相應(yīng)工藝開發(fā)。若沒有數(shù)十億甚至上百億的資金投入、數(shù)百甚至上千人的專業(yè)研發(fā)、工藝、生產(chǎn)測(cè)試人員，以及數(shù)年的持續(xù)工藝投入和研發(fā)迭代，是不可能搭建起完整的射頻前端模組供應(yīng)鏈的。從這個(gè)角度來看，射頻前端模組的供應(yīng)鏈管理難度數(shù)倍于射頻分立器件。

4、專利壁壘較分立器件更多也更難突破：以 L - PAMiD 為例，該模組中包含的濾波器在工藝上有 normal SAW、TC - SAW、POI - SAW、LTCC、IPD、BAW、XBAR、FBAR 等多種類型，以滿足不同頻率、不同應(yīng)用的要求。各外資廠商利用先發(fā)優(yōu)勢(shì)，針對(duì)每種濾波器類型都進(jìn)行了大量的專利布局，甚至利用基礎(chǔ)技術(shù)專利來完全限制新廠商的進(jìn)入。此外，射頻前端模組封裝使用了 WLP、BDMP、Flip Chip、共形屏蔽等多種技術(shù)。外資廠商為守住最后的利潤(rùn)高地，不斷在模組化專利上設(shè)限，試圖阻攔國(guó)產(chǎn)廠商突破高端模組，這往往導(dǎo)致國(guó)產(chǎn)廠商有技術(shù)卻無法產(chǎn)品化、有產(chǎn)品卻無法產(chǎn)業(yè)化、客戶想用而不敢、做得出卻無人問津的尷尬局面。這些專利問題不僅對(duì)國(guó)產(chǎn)射頻廠商構(gòu)成限制，在一定程度上也限制了手機(jī)等通信終端的產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，亟待有能力的廠商與行業(yè)共同突破。

5、模組多為客制化、定位偏高端的產(chǎn)品，對(duì)客戶與市場(chǎng)契合度要求高：與標(biāo)準(zhǔn)化的分立器件不同，射頻前端模組在集成程度大大提升的同時(shí)，也細(xì)分出多樣化的應(yīng)用場(chǎng)景。例如，針對(duì)不同平臺(tái)、集成度、區(qū)域所衍生出的模組種類各有不同，且各品牌客戶針對(duì)各自優(yōu)勢(shì)市場(chǎng)還會(huì)有進(jìn)一步的差異化定義。這就要求射頻前端模組廠商在研發(fā)上有充足的資源支持多客戶多產(chǎn)品定義的差異化需求，在產(chǎn)品開發(fā)上與客戶取得互信、共同落地，在體系建設(shè)上具備研發(fā)、銷售、項(xiàng)目管理、產(chǎn)品應(yīng)用、現(xiàn)場(chǎng)支持、品質(zhì)、生產(chǎn)交付等全方位與客戶對(duì)接的能力。因此，非體系完善的廠商無法做到支持產(chǎn)品的研產(chǎn)銷多個(gè)方面。

射頻前端模組化趨勢(shì)已成為行業(yè)共識(shí)，但國(guó)內(nèi)外模組化程度仍存在較大差距。模組化對(duì)射頻廠商的技術(shù)實(shí)力、專利墻突圍能力、供應(yīng)鏈管理能力以及客戶端契合度等多方面都提出了極高的要求。國(guó)產(chǎn)射頻前端廠商在完成分立產(chǎn)品的國(guó)產(chǎn)替代后，若要邁上更高臺(tái)階，實(shí)現(xiàn)模組化替代，仍有很長(zhǎng)的路要走。值得慶幸的是，當(dāng)前已經(jīng)有部分國(guó)產(chǎn)廠商開始嶄露頭角，未來發(fā)展值得期待。