国产射频前端芯片格局

2023年，国产射频领域的各个细分赛道都将迎来上市公司，也都会有自己的标杆和龙头企业，可以说这将是国产射频前端芯片格局初定的一年。在这种格局下，国产射频前端领域的初创公司若想要在行业内站稳脚跟，寻求进一步发展，则需要努力对标相应赛道的标杆企业，发展至赛道前三水平。

射频（Radio Frenquency）一词由英文直译而来，起初最早应用于无线广播（FM/AM）中，而现在射频相关模块仍然搭载在一切需要无线及通讯的设备中，负责2G/3G/4G/5G、Wi-Fi、蓝牙、GPS、UWB、LoRa、NB-IoT等通信协议的接收、转换与呈现。没有射频模块，手机就不能再称之为手机。

射频芯片是射频模块的核心，指的是能接收或发射射频信号并对其进行处理的集成电路，处理指的是将基带信号进行上变频和滤波的射频信号发射出去，或把接收到的射频信号通过下变频和滤波得到基带信号。

射频芯片对工艺制程要求并不高，可不受摩尔定律影响[2]，但不代表它很简单。与CPU、GPU或是电源管理芯片不同，射频芯片设计复杂，且一般以工作频段和增益为主要衡量标准，因此市场整体较为稳定，更新较慢，不像前者那般时常有新品发布。[3]

主流射频厂商主要采用自主生产的方式运营，即IDM（Integrated Design and Manufacture，垂直整合制造），Fabless（无制造半导体）模式的公司难以与IDM公司形成优势，此外，射频芯片门槛非常高，并不是说做就能做。

一方面，移动终端设备功能快速增加，5G、Wi-Fi 6技术成为主流，射频芯片数量急剧增加，然而留给射频芯片的空间却没有同步增加，高度集成化将进一步增大其设计难度，加之不同类型芯片结合方式、干扰和共存等问题，设计难度指数化提升。举个例子来说，4G 时代，仅头部手机厂商旗舰机会采用高度集成的PAMiD射频前端方案，而5G时代，L-PAMiD和L-PAMiF等已成为中高端手机标配，提供不了相关技术的射频芯片公司只会被淘汰。[4]

另一方面，从商用角度来看，设计一款射频芯片不仅需要大量理论知识，也非常考验设计者的经验，不依赖制程的集成电路大多依靠更换材料提升性能，GaAs（砷化镓）、SiGe（硅锗）、GaN（氮化镓），每一代材料，都拥有其工艺、器件和电路，加上很多射频芯片的指标要求都是在挑战工艺极限，这就要器件结构拥有诸多创新。[5]

射频芯片是一个非常泛的词，虽然很多情况下，大家口中的射频芯片多指代射频前端芯片，但实际上嵌入在手机中的射频芯片不止一种，每一种都具有广阔的市场前景。

普遍来说，手机无线通信模块分为射频前端、基带、收发器、天线四大部分，每个部分又是由大量分立的芯片组成，市场非常复杂。

智能手机通信系统结构示意图[6]

射频前端——国产的最爱

射频前端RFFE（RF Front End）是天线与射频收发芯片的必经之路，它负责无线电磁波信号的发送和接收，是移动终端设备实现蜂窝网络连接、Wi-Fi、蓝牙、GPS等无线通信功能所必需的核心模块。

射频前端芯片通常集成多种不同器件，不同终端中所集成的器件的种类和数量也不同。大多情况下，射频前端芯片包含功率放大器（PA）、滤波器（Filter）、双工器或多工器（Duplexer或Multiplexer）、低噪声放大器（LNA）、开关（Switch）、天线调谐模块（ASM）等器件，而在部分终端的射频前端架构中，还会在天线开关后增设双通器（Diplexer）、连接器（Coupler）。[7]

不同器件并非各做各的任务，而是彼此协调联动：射频功率放大器（PA）用于放大发射通道的射频信号；射频低噪声放大器（LNA）用于放大接收通路的射频信号；双工器用于隔离发射信号和接收信号；滤波器用于保留特定频段的信号，滤除特定频段外的信号；射频开关用于实现射频信号收发转换，并将不同频段射频信号集中在同一通路。[6]

此外，不同器件也影响着整机的通信质量：如整个前端的链路插损影响着射频信号功率和灵敏度，PA放大性能会影响发射信号的功率，LNA放大性能会影响接收信号的灵敏度，滤波器会影响射频信号的带外杂散指标等。[8]

终端部分射频前端器件介绍[7]

从2G到5G，射频前端设计已大有不同：

一方面，移动终端设备内芯片数量急剧增加，整体价值不断攀升，比如说，高端4G手机中射频前端的价值达到2G制式手机的17倍，而在5G时代射频前端价值则达到4G制式下的两倍以上；[9]

另一方面，移动终端设备留给射频前端芯片的空间并没有增加，以往，射频前端模块电路设计着重于功率放大器（PA）设计，追求低电压操作、高功率输出、高功率，以符合使用低电压电池，藉以缩小体积，同时达到省电的目的[10]，但在功能愈加丰富的现今，厂商只能不能提升射频前端的集成度，来满足现有设计需求，这必然会增加中高端市场准入门槛。

2G~5G射频前端构成数量变化及价值量[11]

在过去多年的发展中，射频前端不同器件工艺和材料经历多次迭代，目前2GHz以下频段，射频前端模块以金属氧化物半导体（CMOS）、双极结型 （BJT） 、硅锗 （SiGe）或Bipolar CMOS等硅集成电路制程设计为主，而5GHz以上频段，砷化镓场效应晶体管在电性功能表现优强势。纵观整个市场，现在射频前端各器件趋势如下——

滤波器：可分为射频滤波器与基站滤波器，SAW（声表面波）、BAW（体声波）是目前主流技术，相比SAW，BAW的的频段更高、损耗更小、频率范围更广[12]。目前，SAW偏向中低频率数据处理，以日系厂商为主，市场应用空间更大，BAW偏向高频率数据处理，以美系厂商为主，应用空间更窄，但价值量高[2]。从产业链端来看，上游关键原料包括压电晶片（SAW常用钽酸锂、铌酸锂等，FBAR常用氮化铝等）和陶瓷基板，主要集中在日本；中游器件制造集中在日本和美国；下游需求端包括手机、车载终端、VR设备等。4G时代，一款手机仅需30多个滤波器，而5G时期通常要使用上百个滤波器，此外单价也从7.5美金提升至8~12美元，市场空间正逐步攀升[13]。市场方面，滤波器将从2022年的121亿美元提升至2030年的346.1亿美元，年复合增长率16.2%；[14]

放大器：分为射频低噪声放大器和射频功率放大器两类，主要采用PHEMT和HBT两类晶体管实现，X波段及以上频段主要采用频率高、噪声低、输出功率大的PHEMT工艺，HBT工艺则在高速、大动态范围、低谐波失真、低相位噪声等应用占据独特地位[15]，只有满足一定技术指标的放大器才具备实用性，包括功率输出、系统效率、频率范围和失真等，国内玩家包括慧智微、紫光展锐、飞骧科技、昂瑞微等。市场方面，PA将从2022年的50.3亿美元增长至2032年的210.4亿美元，年复合增长率15%[16]，LNA将从2020年的20.5亿美元增长至2027年的32.9亿美元，年复合增长率6.97%；[17]

射频开关：主要包括传导开关和天线开关两类，主要采用RF-SOI工艺，广泛应用于智能手机等移动智能终端[11]。市场方面，射频开关将从2020年的40.2亿美元增长至2027年的85.6亿美元，年复合增长率11.4%；[18]

双工器：又称天线共用器，由两组不同频率的带阻滤波器组成，避免本机发射信号传输到接收机，技术指标主要包括工作频率范围、隔离度、插入损耗、稳定度、电压驻波比（VSWR），市场方面，双工器将从2022年的78.5亿美元增长至2023年的216.2亿美元，年复合增长率，10.7%。[19]

不同射频前端器件的材料、特殊制造工艺都在不断发展[20]

射频前端全球市场增长稳定，且集中度极高。Yole数据显示，美国的思佳讯（Skyworks）、博通（Broadcom）、威讯联合半导体（Qorvo）、高通（Qualcomm）和日本的村田（Murata）五家厂商的产品在2021年和2022年占据了超过80%的市场份额，国内厂商锐迪科、国民飞骧、唯捷创芯、韦尔股份等则只能分食仅剩的20%市场份额。

需指出的是，虽然本土厂商已不断在射频开关、低噪声放大器等细分领域实现突破，但依然缺乏中高端产品，高度依赖进口。[40]

国产射频芯片关键事件，制表丨果壳硬科技

参考资料丨半导体行业观察[41][42]，集微网[43]《军民两用技术与产品》[44]

当国产射频芯片赛道挤满玩家之后，内卷开始，曾经的香饽饽开始出现异样。

国产射频前端芯片五个赛道与五个标杆

国频前端芯片企业的成功基本是基于单点突破的，最终形成了五个赛道和五个标杆。个人看来，滤波器是一个很大的市场，但分立滤波器很难形成一个赛道和龙头企业。射频前端芯片的末端是模组，接收滤波器的尽头是DiFEM和LFEM，而发射滤波器的尽头则是PAMiD。

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赛道一：射频开关/LNA，

标杆企业：卓胜微

江苏卓胜微电子股份有限公司成立于2012年8月10日，于2019年6月18日在深圳证券交易所创业板上市，是一家专注于射频集成电路领域的研究、开发、生产与销售的高新技术企业。公司通过多年的技术经验积累，持续完善公司产品矩阵，主要向市场提供射频开关、射频低噪声放大器、射频滤波器、射频功率放大器等射频前端分立器件及各类模组产品，同时公司还对外提供低功耗蓝牙微控制器芯片。目前公司已初步完成射频前端全品类的纵深布局，形成资源和技术平台的竞争优势，成为国内领先覆盖从研发设计、晶圆制造、封装测试到销售等完整产业链的射频前端供应商。

卓胜微自成立以来经营业绩和利润保持平稳增长，营业收入从2014年的4400万人民币增长至2018年的5.6亿人民币。2018年分立射频开关营业收入4.6亿人民币，占比82%；LNA营业收入8500万人民币，占比15%。而在上市后，2019年的营业收入更是达到了15.12亿人民币，增长超过3倍。2022前三季度，实现营业收入30.17亿人民币，2022年营收预计为41.67亿元。

卓胜微在上市后，进入所有手机品牌客户，锁定第一供应商的位置，助力业绩快速增长。与此同时，卓胜微从分立开关转向DiFEM和LFEM，其业绩再次得到快速增长。2021年，卓盛微推出了PAMiF，标志着正式进军手机PA，未来也必然会向PAMiD迈进。

国产射频前端芯片的第一个赛道，将在卓胜微的主导和射频行业的推动作用下，从从分立开关/LNA赛道逐渐转变为DiFEM和LFEM赛道。

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赛道二：Phase2和Phase5N PA，

标杆企业：唯捷创芯

中国于2008年4月1日开始普及3G网络，目前有三种3G标准：WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA。

作为国内PA行业的领先力量的唯捷创芯成立于2010年6月，为3G PA而生，一直专注于射频前端及高端vwin 芯片的研发与销售，产品主要应用于智能手机等移动终端，是手机中的核心芯片之一。2012 年公司独立研发的射频功率放大器芯片开始量产，2013 年公司即进入全国集成电路设计企业前 30 强。到2014年，唯捷创芯果断放弃3G PA，进入了4G Phase2 PA，并于2016年开始将产品投放市场，到2018年，其销售额达到了2.83亿元。此后，唯捷创芯营收进入快车道，2019年，2020年，2021年，营业收入分别达到5.58亿，17.86亿和35.09亿人民币。此外，除了在现有产品上取得突破性进展，公司还大力投入到下一代产品中，目前5G产品已在预研阶段。

2022年手机出货量大幅下滑，唯捷创芯前三季度营业收入约17.77亿元，预计全年应收将达到25亿元左右，较2021年下降30%。尽管如此，Phase2和Phase5N PA产品，唯捷创芯仍然是国内手机品牌客户的第一供应商。

与此同时，唯捷创芯也正在全力布局PAMiD和PAMiF产品，在分立开关领域加大技术、资金和人力投入。

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赛道三：PAMiD和PAMiF，

标杆企业：慧智微

慧智微成立于2011年11月，是一家为智能手机、物联网等领域提供射频前端的芯片设计公司，在PA模组产品上进入较早，并取得了一系列成果和优势。前端PA/LNA模块采用了可重构架构，集成度更高，而使用晶圆更少，有助于兼容更大尺寸的滤波器；由于其具有软件调优特性，因此便于集成后的二次适配;同时通过产品迭代和不断积累，具备了PAMiD封装控制能力。

公司具备全套射频前端芯片设计能力和集成化模组研发能力，技术体系以功率放大器（PA）的设计能力为核心，兼具低噪声放大器（LNA）、射频开关（Switch）、集成无源器件滤波器（IPD Filter）等射频器件的设计能力，产品系列覆盖的通信频段需求包括 2G、3G、4G、3GHz以下的5G重耕频段、3GHz~6GHz的5G新频段等，可为客户提供无线通信射频前端发射模组、接收模组等，其产品应用于三星、OPPO、vivo、荣耀等国内外智能手机品牌机型，并进入闻泰科技、华勤通讯等一线移动终端设备ODM厂商和移远通信、广和通、日海智能等头部无线通信模组厂商。慧智微专注于可重构射频前端架构，采用基于“绝缘硅（SOI）+砷化镓（GaAs）”两种材料体系的混合架构射频前端技术路线，并实现技术突破及规模商用，使射频前端器件可以通过软件配置实现不同频段、模式、制式和场景下的复用，取得性能、成本、尺寸多方面优化。

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赛道四：WiFi FEM，

标杆企业：康希通信

康希通信科技（上海）有限公司成立于2014年9月26日，由国际上在射频半导体设计、应用、生产和销售领域经验丰富的专业人才归国组建而成，凭借在射频前端领域深厚的技术积累与研发实力，为业界带来了康希通信特有的小尺寸、高线性和高效率 GaAs + CMOS 射频前端解决方案。康希通信专注于WiFiFEM研发，2020年，康希通信抓住WiFi6FEM的机会，实现了8111万销售额，并在此后用技术和产品证明自己，在2021年和2022年上半年，销售额分别达到3.42亿元和2.03亿元，相比于2019年的2857万销售额，保持了稳定且快速的增长。此外，随着新技术标准——WiFi7的快速崛起，康希通信凭借其技术突破，在WiFi7 FEM方面得到了全球主流厂商的认可，未来可期。

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赛道五：基站PA，

标杆企业：某上市企业

基站PA领域，国内已有两家上市公司和一家准上市公司。两家上市公司为IDM公司，而准上市公司是fabless设计公司。

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，真正做到批量出货的公司较少，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。2021年和2022年两年期间，国内基站PA市场规模约50亿元，预测2023年将下降至30亿元左右。

目前，在基站PA领域，宏基站PA领域的企业有日本住友和美国Cree，微基站PA领域的企业有Skyworks和Qorvo等。