作者：Leo Li
排版：RedCandy
出品：SOlab
深度好文，3074字=10分钟阅读
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FEM包含了哪些部分
上回讲过FEM，也讲过GaAs手机应用在国产化上的崛起。
如下所示。
FEM组成图
➢开关：负责信号接收or发射的切换、不同频段的切换（5G手机要支持~50个频段）；
➢低噪声放大器（LNA）：负责把接收到的微弱的无线电信号放大（要求几乎无噪声）；
➢功率放大器（PA）：实现发射通道的射频信号放大；
➢滤波器（RF Filter）：保留特定信号，将特定频段外信号过滤；
➢天线（antenna）：接受和释放无线电信号；
➢基带芯片（baseband chip ）：合成即将发射的基带信号，或对接收到的基带信号进行解码，由CPU处理器、信道编码器、数字信号处理器、调制解调器和接口模块组成。
FEM市场有多少
YOLE在2018年预计，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。
在全球射频前端的销售额分布中，其中滤波器占据最大份额，将会从2017年的80亿美元增长到2023年的225亿美元市场，年化增长率达19%；
第二大市场份额是PA，将会从2017年的50亿美元增长到2023年的70亿美元，年化增长率7%。
上述数据充分表明，滤波器和PA是射频器件的重头戏。
手机射频前端增长份额比示意图
上面的数据，YOLE没预测到疫情，但从2021年实际的市场的拆分数据分析来看。
手机射频前端还是在保持高速增长，CAGR保持在预测值中。
以下是来自IDC和信通院的整合数据，2021年射频前端以及周边市场现状和主要玩家。
图源：搜狗
射频开关（20亿美元）
射频开关是用于切换射频信号通路的电子开关，引导信号按照预定路径输入或者输出至不同的模块或者天线端口实现电路的切换功能。
射频开关应用于射频信号的接收和发射通路中，可减少不同信号之间的相互干扰，提高信号收发的灵敏度。
单刀双掷机电式开关   图源：必应
射频开关涵盖了单刀多掷、多刀多掷等各种模式的产品，用于各类通信设备；与 PA 模组、Wi-Fi射频前端模组中集成的射频开关芯片裸片不可相互替代使用。
射频开关的基本工作原理为在：在同一时刻只有一个开关处于闭合状态并与公共端链接导通、其余开关均处于断开状态的前提条件下，射频开关通过改变输入控制端口的电压，实现闭合或断开状态的切换。
主要玩家CR5=82%：Skyworks（33%）、Qorvo（20%）、murata（14%）、博通（10%）、卓胜微（5%）。
PA（70-80亿美元）
射频功率放大器是射频前端信号发射的核心器件，主要用于发射链路，作用是将射频前端发射通道的微弱射频信号进行放大，以便信号成功被天线发射、被通信基站接收，使移动设备有更高的通信质量、更强的电池续航能力。
Skyworks35%，博通30%，Qorvo25%，murata7.5%。
射频功率放大器   图源：必应
滤波器（120亿美元）CAGR+15%
SAW：murata47%，TDK21%，太诱14%，Skyworks9%，Qorvo4%；
BAW：博通87%,Qorvo8%，太诱3%。
【PS：不同滤波器占比丨SAW73%，BAW24%，TC-SAW3%】
单相双节滤波器   图源：必应
LNA低噪声放大器（16-17亿美元）
低噪声放大器（LNA）是一种噪声系数很低的放大器，存在于Wi-Fi射频前端模组、射频接收端模组等多块组件中，一般用作各类无线电接收机的高频或中频前臵放大器，以及高灵敏度电子探测设备的放大电路。
在需要放大微弱信号的场合，信号放大器自身的噪声对信号可能造成非常严重的干扰， 减小这类无意义的噪声便于提高输出的信噪比，使通信更流畅与灵敏。
博通15.4%，安森美12.2%，英飞凌9%，TI8%，恩智浦7.4%。
低噪声放大器   图源：必应
手机天线市场（15-20亿美元）
信维通信20%，硕贝德20%，amphenol14%，murata12%，立讯精密10%。
而在2022年7月Counterpoint发布的数据显示，在2022年第一季度，全球智能手机射频前端市场的收入接近44亿美元，前五名分别为高通Qualcomm、科沃Qorvo、思佳讯Skyworks、村田Murata、博通Broadcom，前三名占据了市场一半以上的份额。
2022年第一季度智能手机射频前端（RFFE）全球市场份额分布图   图源：必应
从以上几组数据中可以看到，中国供应商在智能手机射频前端（RFFE）市场中至少已经拿下了10%的份额，而Counterpoint表示，以卓胜微和唯捷创芯为代表的中企正通过L-PAMiF的出货来扩大市场份额。与日美争夺中，射频前端产业芯片，终于抢占了一席之地，三分天下有其一。
竞争格局
射频前端芯片的研发设计需要深厚的工艺经验、实践积累，需要具有丰富研发实力的人员在相关领域长年深耕。
美国、日本等国家或地区在集成电路领域起步较早，在人才、技术、资本等各个方面积累丰富。
凭借深厚的技术积累、前沿技术的定义、对通信技术迭代的系统性把握，以及与头部客户之间的紧密合作关系，美系和日系射频前端企业在市场中占据了主导地位，引领全球射频前端市场的发展，并延续着一贯的市场主导地位，占近80%市场份额。
全球射频前端芯片市场格局   数据来源：Yole，华西证券研究所
根据数据，2019年度，全球前五大射频器件提供商占据了射频前端市场份额的79%，主要被美国四大巨头Skyworks、Broadcom、Qorvo、Qualcomm和日本厂商村田所垄断。
由于不同射频前端器件的工艺技术差别很大，海外龙头并购合作，形成完整产品线重点布局。
  • 展望海外龙头的未来发展，Qorvo和Skyworks短期维持“双寡头”格局，长期蓄力发展汽车、物联网等非手机业务；
  • Broadcom定位高端产品，优势产品BAW滤波器面临竞争，射频产品线逐渐边缘化；
  • Qualcomm的基带与射频前端协同销售，重点布局毫米波模组、物联网产品；
  • Murata优势产品SAW滤波器面临潜在进入者威胁，接收模组份额将大概率下滑。
Skyworks和Qorvo净利率对比   数据来源：Yahoo Finance，国元证券研究中心
为了摆脱国产射频芯片公司的跟进，Skyworks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。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。
➢在手机PA上，SKYWORKS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15年前，国产2G PA在客户端量产交货，12年前国产3G PA也开始出货。眼看着跟上了，最后还是没跟上。
后来，后来
国产射频公司怎么跟进的呢？
➢从2004年起，国产射频PA走过了16个年头，一路艰辛，一路收获，从2G PA走到了5G PA。
➢2006年，国产2G PA量产；
➢2011年，国产3G PA量产；
➢2016年，国产4G PA量产；
➢2020年是5G元年，国产5G PA量产，慧智微成为第一家与Skyworks和Qorvo同步推出产品的国产射频PA公司。
慧智微可重构射频前端荣获“中国芯”最佳市场表现奖   图源：广州半导体协会
所以，首先感谢5G。国产化标准推出的过程，是射频芯片公司从量变到质变的的翻身之战。
中兴、华为、酷派和联想四家公司被媒体合称为“中华酷联”   图源：百度

其次，国产手机品牌的崛起，从十年前的“中华酷联”到今日的市场统治地位。
国产手机的开发者们是天地玄黄的新时期农民工了，所以选品的眼光，从海外的ABCD到了隔壁老王和门口的小花。
国产芯片时代，从手机里面开始。
然后，十多年的坚持与艰辛。
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，在这一行当，我们从未成功，我们屡战屡败，但我们会屡败屡战。
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