前言:射频前端模块位于无线通讯系统中基带芯片的前端,是无线电系统的接收机和发射机,是移动终端通信的核心组件,其性能直接影响通信过程中信号接收与传输质量的高低,通信技术的每一次迭代升级,都需要射频前端芯片同步升级作为硬件支撑。近年来,在下游市场快速发展及大数据、云计算、人工智能等新技术的演进,我国射频前端芯片行业迎来广阔的增量市场机遇,2023年市场规模约为975.7亿元。此外,海外厂商占据全球射频前端芯片市场主要份额,而国产企业有各自业务侧重点。
1、射频前端是通信核心部件
根据观研报告网发布的《中国射频前端芯片行业现状深度分析与发展前景预测报告(2024-2031年)》显示,射频前端模块位于无线通讯系统中基带芯片的前端,是无线电系统的接收机和发射机,可实现射频信号的传输、转换和处理功能,是移动终端通信的核心组件。其中天线主要负责射频信号和电磁信号之间的相互转换,射频芯片主要负责射频信号和基带信号之间的相互转换(即高频率电磁波信号与二进制信号的相互转换),射频前端负责将接收和发射的射频信号进行放大和滤波。射频前端芯片包括射频开关、射频低噪声放大器、射频功率放大器、双工器、射频滤波器等芯片。
射频前端芯片主要组成部分与功能
序号 |
器件 |
主要功能 |
1 |
功率放大器(PA) |
将发射端的小功率信号转换成大功率信号。 |
2 |
低噪声放大器(LNA) |
将天线接收到的微弱射频信号放大,并减少放大器自身噪声的引入。 |
3 |
开关(Switch) |
将多路射频信号中的任一路或几路通过控制逻辑连通,以实现不同信号路径的切换,包括接收与发射的切换、不同频段间的切换等。 |
4 |
滤波器(Filter) |
通过电容、电感、电阻甚至压电材料等元器件的组合,移除信号中不需要的频率分量,同时保留需要的频率分量,保障信号在特定的频带上传输,消除频带间相互干扰。 |
5 |
双/多工器 |
滤波器的一种,系由两颗滤波器封装而成,在滤波的同时能够将发射和接收信号隔离,保证信号发射和接收在共用天线时的正常工作。 |
资料来源:观研天下整理
2、射频前端芯片与移动通信升级密切相关
由于不同通信领域涉及的无线频段、带宽、应用终端场景等存在差异,所对应的射频前端芯片在技术特征、材料及工艺等方面也存在一定差异,也导致其技术、产品等不断发生迭代。射频前端作为通信模块中的关键模块,其性能直接影响通信过程中信号接收与传输质量的高低,通信技术的每一次迭代升级,如4G向5G的发展、Wi-Fi5向Wi-Fi6的发展,都需要射频前端芯片同步升级作为硬件支撑。
每代移动通信特征
移动通信 |
1G |
2G |
3G |
4G |
5G |
业务 |
电路域模拟话音业务 |
数字语音,短信,9.6-384kbit/s数据业务 |
话音、短信和多媒体 |
全IP移动宽带数据业务,VoIP |
增强移动宽带,超高可靠低延时通信和机器类通信 |
目标 |
提高单站话音路数和频谱效率 |
提高频谱效率,无缝切换 |
高速移动144kbit/s,低速移动2Mbit/s:后续支持40Mbit/s以上速率 |
低速1Gbit/s,高速100Mbit/s,频谱效率和用户体验极大提升 |
峰值速率10-20Gbit/s,支持500km/h高速移动,百万连接/平方公里的设备连接能力等 |
关键技术 |
FDMA,模拟调制,基于蜂窝结构的频率复用 |
TDMA/CDMA,GMSK/QPSK数字调制,无缝切换,漫游 |
CDMA,分组交换:演进引入HARQ和AMC,动态调度,MIMI0以及高阶调制 |
OFDM,MIMO,高阶调制,链路自适应,全IP核心网,扁平网络架构 |
模块化网络,云化组网,边缘计算,短帧,快速反馈,多层/多站数据重传 |
频率 |
800/900MHz |
800/900MHz,1800MHz |
2GHz频段为主,也支持800/900MHz、1800MHz |
广泛的支持所有ITU分配的移动通信频谱,范围从450MHz到3.8GHz |
450MHz到5GHz |
覆盖 |
宏覆盖,小区半径千米量级 |
宏小区/微小区为主,小区半径几百米到几千米 |
宏小区/微小区/皮小区,小区半径几十米、几百米到几千米 |
宏小区/微小区/皮小区/家庭基站,小区半径十几米、几百米到几千米 |
小区半径进一步缩短 |
商用周期 |
1980-2000年 |
1992年至今 |
2001年至今 |
2010年至今 |
2020年至今 |
资料来源:观研天下整理
3、我国射频前端芯片行业迎来新增量、机遇
射频前端是通信设备的重要部件,在手机蜂窝通信、Wi-Fi通信、蓝牙通信、ZigBee等各种无线通信领域都得到广泛的运用。近年来,随着智能手机、智能家居等物联网市场快速发展,以及大数据、云计算、人工智能等新技术的演进,我国射频前端芯片行业迎来广阔的增量市场机遇。根据数据显示,2022年,我国射频前端芯片市场规模为914.4亿元;2023年我国射频前端芯片市场规模继续保持高速增长,预计将达到975.7亿元。
数据来源:观研天下整理
4、海外厂商占据全球射频前端芯片市场主要份额,国产企业有各自业务侧重点
在市场竞争方面,欧美、日韩等发达国家及地区的射频前端芯片厂商由于集成电路设计行业起步时间早,占据全球市场主要份额,如美国的Skyworks、Qorvo、Broadcom及日本村田(以滤波器为主)等企业,四家厂商占据约80%以上的市场份额。
数据来源:观研天下整理
而在国内市场,我国射频前端芯片市场主要份额也被海外企业所占据,但国产厂商卓胜微、唯捷创芯等积极进行相关产品技术研发,并且部分产品获得下游客户认可,但各企业业务布局侧重点。不过,相信不久将来,国产射频前端芯片厂商将追赶上国际龙头企业步伐。
国内外射频前端芯片行业主要厂商及业务概况
企业名称 |
简介 |
Skyworks |
成立于1962年,致力于提供无线集成电路解决方案及放大器、衰减器、射频前端模块等产品,主要应用于手机通信、移动终端、物联网、汽车电子、医疗设备、航空航天以及无线基础设施等领域。 |
Qorvo |
成立于2013年,致力于为手机、可穿戴设备、汽车电子、医疗电子、航天国防等领域提供核心技术及射频解决方案。博通目前业务含半导体解决方案业务和软件业务,半导体70%多,软件20%多。射频在公司庞大的半导体业务中占比有限,近年博通逐步重视软件业务,2022年5月博通宣布将以约610亿美元收购云服务提供商VMware。 |
立积电子 |
成立于2004年,主要从事射频芯片的研发和设计,并提供完整的射频前端解决方案,产品应用于网络连接、移动终端、智能家居、物联网、广播收音、汽车电子等领域。 |
卓胜微 |
成立于2012年,主营业务为射频前端芯片领域的研究、开发与销售,产品主要包括射频开关、射频低噪声放大器、射频滤波器、射频模组等以及低功耗蓝牙微控制器芯片等。公司主要终端客户群体为手机品牌厂商、手机ODM厂商等。 |
唯捷创芯 |
成立于2010年,主营业务为射频前端芯片及高端模拟芯片的研发与销售,公司产品主要包括手机PA及模组、Wi-FiFEM、接收端模组等。公司主要终端客户群体为手机品牌厂商、手机ODM厂商等。 |
飞骧科技 |
成立于2015年,科创板在审企业,主营业务为射频芯片的研发、设计与解决方案的提供,公司产品主要包括2G/3G/4G//5G射频功率放大器及模组、射频开关、泛连接类产品等。公司主要终端客户群体为手机品牌厂商、手机ODM厂商及物联网设备厂商等。 |
慧智微 |
成立于2011年,主营业务为射频前端芯片及模组的研发、设计和销售,公司产品主要包括4G/5G射频前端发射模组、接收模组等。公司主要终端客户群体主要为手机品牌厂商及手机ODM厂商等。 |
艾为电子 |
成立于2008年,主营业务为数模混合信号、模拟、射频芯片研发和销售。公司主要产品包括音频功放芯片、电源管理芯片、射频前端芯片、马达驱动芯片等,其中射频前端芯片主要为FM、GPS领域的LNA。射频前端芯片的终端客户群体主要为以智能手机为代表的新智能硬件厂商、以智能手表和蓝牙耳机为代表的可穿戴设备厂商等。 |
资料来源:观研天下整理(WYD)
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