半导体市场 5G带来了哪些新机遇？

2018-12-29 10:13

来源：与非网

1、滤波器：市场规模最大的细分领域

Skyworks预计2020年5G应用支持的频段数量将翻番，新增50个以上通信频段，全球2G／3G／4G／5G网络合计支持的频段将达到91个以上。

频段数上升将带来射频滤波器使用数量增多。

理论上每增加一个频段需增加2个滤波器。由于滤波器集成于模组，二者并不是简单的线性增加的关系。

双工器由两个滤波器组成，可在一条信道上实现双向通信。半双工是通信双方轮流收发。全双工是通信双方同时收发。全双工通过频分双工（FDD）或时分双工（TDD）实现。

射频滤波器包括声表面滤波器（SAW，SurfaceAcousticWave）、体声波滤波器（BAW，BulkAcousticWave）、MEMS滤波器、IPD（IntegratedPassiveDevices）等。

SAW和BAW滤波器是目前手机应用的主流滤波器。

采用MEMS工艺生产滤波器仍然存在挑战。MEMS技术制造滤波器具有极高的技术门槛，在保证高度一致性和高质量的条件下实现大规模量产难度较大。

全球SAW滤波器市场份额前五位的厂商分别为村田（47％）、TDK（21％）、太阳诱电（14％）、Skyworks（9％）、Qorvo（4％），合计占比达95％。

全球BAW滤波器市场份额前三位分别为博通（87％）、Qorvo（8％）、太阳诱电（3％），合计占比达98％。

国内SAW滤波器的厂商有麦捷科技、德清华莹（信维通信入股）和好达电子等。

2、功率放大器：GaAsPA仍是主流

PA的作用是将低功率信号进行放大。PA直接决定了手机无线通信的距离、信号质量，甚至待机时间，是射频系统中的重要部分。手机频段持续增加，PA的数量也随之增加。

4G多模多频手机所需PA芯片5～7颗。StrategyAnalytics预计5G时代手机内的PA或多达16颗。

目前GaAsPA是主流。CMOSPA由于性能的原因，只用于低端市场。Qorvo预计随着5G的来临，8GHz以下GaAsPA仍是主流，但8GHz以上GaN有望在手机市场成为主力。

2016年全球PA市场绝大部分份额被Skyworks、Qorvo、Broadcom、Murata占据，四家厂商合计占比达到97％，其中前三家合计占比达到92％。领导厂商Skyworks、Qorvo和Broadcom采用IDM模式。晶圆代工模式也在兴起，主要有台湾稳懋等。

国内设计公司有近20家，主要有汉天下、唯捷创芯、紫光展锐等。国内晶圆代工厂商主要有三安光电、海特高新。

3、5G带动SOI市场增长

2011年智能手机中还未使用RF－SOI产品。2010年GaAs射频开关是主流技术。

RF－SOI产品在性能和功耗相当的情况下将成本下降30％、die尺寸减少50％，在不到5年的时间内替代GaAs开关。

Navian数据显示90％的射频开关和调谐器基于RF－SOI制造。5G时代基于RF－SOI的射频开关使用数量会增加。

尽管射频开关的出货量巨大，但市场竞争激烈，价格压力较大，ASP为10～20美分。目前智能手机中均有RF－SOI产品，未来还将继续增长。

Yole数据显示2016年全球绝缘体上硅（SOI，SiliconOnInsulator）市场规模4.293亿美元，预计2022年将达到18.593亿美元，2017～2022年CAGR＝29.1％。市场驱动力主要来自消费电子市场增长带来的需求提升。

Soitec预计2018年整个行业将出货150～160万片等效200mmRF－SOI晶圆，同比增长15％～20％，预计2020年将超过200万片。

SOI衬底大约占硅衬底市场规模6％。2016年200mm的SOI晶圆占据市场主导地位，在2017～2022年仍将有望以较快的速度增长。200mm的晶圆主要用于生产RF－SOI，这是制造智能手机天线开关和其他重要元器件所使用的材料。

2016年RF－SOI占据整个SOI市场最大的份额。按产品类型来看，射频前端占据SOI市场的最大份额。预计未来仍有较大幅度的增长。

厂商希望采用SOI将射频开关和LNA集成到一起，可能会用300mmSOI晶圆实现。SOI技术具备集成毫米波PA、LNA、移相器、混频器的潜力。

RF－SOI衬底制造主要有法国Soitec、日本信越、台湾环球晶圆和上海新傲科技。Soitec是“智能剥离（SmartCut）”技术的拥有者，RF－SOI衬底的最大供应商，拥有70％的市场份额。

Soitec生产200mm和300mmRF－SOI晶圆衬底。信越和环球晶圆也基于Soitec的技术生产200mm和300mmRF－SOI晶圆衬底。中国新傲科技生产200mmRF－SOI晶圆衬底。

格罗方德、TowerJazz、中芯国际、华虹宏力、台积电和台联电等晶圆代工公司在扩大200mm或300mm晶圆RF－SOI工艺产能。

格罗方德推出300mm晶圆RF－SOI工艺，包括130nm和45nm工艺。中芯宁波将承接中芯国际的RF－SOI或其他SOI工艺技术。华虹集团旗下的上海集成电路研发中心进行SOI技术开发，华虹宏力的0.2μmRF－SOICMOS工艺已经量产。台积电和台联电计划进军300mmRF－SOI晶圆。

设计公司CavendishKinetics推出了基于RFMEMS技术的射频开关和天线调谐器产品，目前也在发展之中，未来可能成为挑战者。

4、射频前端集成化，毫米波带来新机遇

射频前端集成化是必然趋势。集成化可以降低成本、提高性能，以及给系统集成商提供turn－key方案。

在射频前端模块集成上发展更快的厂商有望成为市场的主导者。同时拥有主、被动器件的设计能力、制造工艺以及集成工艺是未来射频元件公司的发展方向。

射频前端集成存在单片集成（片上SoC系统）和混合集成（SiP封装）两个发展方向。目前通过封装集成的形式更易实现，也是各大厂商重点着力的方向。

博通、Qorvo、Skyworks、村田、TDK不仅供应元器件还具有模组整合能力，将在集中度很高的市场中进一步确立优势。基带厂商也进入射频前端领域，行业竞争更加激烈。

近年射频前端领域有多起并购整合，相关厂商积极布局。2014年RFMD和TriQuint合并成立Qorvo，RFMD擅长功率放大器，TriQuint的技术优势则在于SAW和BAW，二者合并技术互补。

2017年1月高通和TDK合资成立RF360，TDK在SAW／BAW滤波器市场有技术积累。2017年2月联发科将其部分持股的射频前端芯片厂商络达科技的股份全部收购。安华高则收购博通。

毫米波技术采用与以往不同的方式实现高速数据传输，Sub－6GHz与毫米波技术可能重构射频前端产业。高通是毫米波领域的新进入者，英特尔、海思、三星、联发科也在积极探索新的机遇。

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