华为也没搞定、美日独占八成的射频芯片，中国厂商如何突围？

作者 | 云鹏

编辑 | 心缘

上周华为P50系列刚刚发布，一部搭载麒麟9000顶级旗舰5G芯片的P50 Pro却只能作为4G手机用，发布会上余承东苦笑背后的无奈，所有人都看在眼里。

有人说，P50系列之所以“被迫”4G，是因为5G射频芯片被卡了脖子。

华为在5G技术方面的领先，让世人对中国的通信技术刮目相看，但今天美国牢牢卡住芯片供应，让华为的5G手机业务“呼吸困难”。

无论是手机、电脑，想要实现通信都少不了基带芯片和射频芯片。虽然华为搞定了基带芯片，但射频芯片这个看似不起眼的品类，尤其是5G射频芯片，我们基本上要依赖进口。

近来，一位“早晨与苹果工程师吃早餐，下午跟英特尔员工喝茶”的业内人士曾透露，中国射频芯片产业，可能即将迎来一波“起飞”的浪潮。

从国内头部射频芯片玩家卓胜微到中端射频PA芯片巨头唯捷创芯，再到国民飞骧、慧智微、汉天下，多家中国射频企业都在OPPO、荣耀、小米等公司的新机中有所动作。

华为P50被卡脖子诚然是遗憾的，但这或许正是国产射频芯片起步的良机。

随着华为和更多国内手机厂商增加对国产射频芯片的支持，中国射频芯片产业能否乘着中国5G智能手机普及这般快车崛起，从被美日巨头掠夺超八成的射频市场中“虎口夺食”？无疑成为了中国芯片领域的又一关注焦点。

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01 .

与5G“相爱相杀”的射频厂商们

其实大家对于射频芯片的关注，离不开5G的快速发展。从2019年各国5G开始商用至今，5G智能手机的大规模普及无疑是普通人感知最强的一点。

而5G智能手机的到来，也让射频芯片市场迎来了一次需求的爆发。

在2G时代，一般手机需要支持的频段只有4个，一部手机上的射频芯片总价值大约只有0.8美元。而到了4G时代，手机支持的频段数量一下增加到了最多30个左右，而单部手机的射频芯片总价值也接近了20美元。

5G时代，一部手机需要支持多达50个频段，涉及的单台射频芯片价值也最高来到了40美元左右，要知道，一颗苹果A14芯片的成本也仅为40美元。可见5G对于射频芯片需求的带动作用是十分明显的。

▲苹果iPhone 12 Pro Max主板上的各类射频芯片，黄色为高通X55基带及其他射频系统模块，浅蓝色为安华高的射频PA芯片，深蓝色为村田电子的射频前端模组芯片，图片来源：iFixit

为什么手机支持频段越多，射频芯片需求就越高呢？这与射频芯片的功能密切相关。

其实射频芯片，简单来说，就是负责接收发信号的装置，它与基带芯片是协同作用的，射频芯片将信号接收过来，交给基带芯片，基带芯片完成信号的转化，最终，无数无线电信号就成为了你手机屏幕上的一段消息、一段语音或者图片。

▲手机发送（上图）和接收（下图）信息时的大致通信流程示意图，图片来源：Skyworks

天空中每时每刻都有无数的电波划过，如何准确的找到属于你的那条，将这条信号捕获、放大、变得清晰，让基带芯片“听得更清楚”，这就是射频芯片要做的事情。

因此到了5G时代，手机要具备接收50多个频段信号的能力，自然就需要有更多的射频芯片做支撑。

具体来看，射频芯片主要分为天线开关（RF Switch）、滤波器（Filter）、低噪声放大器（LNA）和功率放大器（PA）这四大类。

▲射频芯片的主要类型

开关顾名思义，就是负责控制天线是接收信号还是发射信号，而后面几种射频芯片则是负责保留你需要的信号并进行“放大”。

据了解，5G时代，一部手机中仅仅是滤波器就需要80多个，而开关数量更是多达15个，相比之下，4G手机只需要最多40个滤波器，需求直接翻倍了。

也正因为这样的市场需求爆发，让更多射频芯片厂商看到了机会，但另一方面，需求增加了，终端厂商们对于射频芯片产品本身的要求也更高了。

5G时代，射频芯片由于需要覆盖更多频段，它们需要满足的性能参数也随之增加，另一方面，射频芯片数量的增加又与智能手机轻薄化、低成本的需求相互矛盾，需要厂商们将射频芯片的“集成度”做的更高。

而这种集成化需求就促使射频芯片产品开始向“模组化”发展。

▲手机射频芯片封装工艺演进趋势，图片来源：Yole Development

不论是模组化的封装要求还是更严苛的工艺性能参数指标，都成为了射频芯片厂商们所面临的挑战，而这块广阔的新增市场又是它们的一次机遇。所有厂商都在有所行动，中国本土厂商们都在这一刻积极寻找着自己的突破口。

02 .

被日美巨头把控的射频芯片，

到底难在哪里？

之所以中国射频芯片厂商的进步引得行业如此关注，主要还是因为目前我们与海外巨头之间的差距仍然非常大。

可以说，只要能通信的设备，就离不开射频芯片，不论是手机、电脑，还是各类IoT智能家电产品，就是这样一块广阔的市场，目前基本上被日本和美国企业牢牢把控。

在射频芯片市场中，TOP5厂商占据了八成以上的市场，而这五家公司中，排名第一的是日本村田电子（Murata），剩下第二到第五均为美国公司。

▲数据来源：国海证券

这些美国公司大家也非常熟悉了，从第二名到第五名依次是思佳讯（Skyworks）、博通（Broadcom）、Qorvo和高通（Qualcomm）。

排名第一的日本村田电子，是射频芯片领域毋庸置疑的第一巨头，滤波器主要分为SAW滤波器和BAW滤波器，SAW滤波器更普及也占比更高，BAW滤波器更偏高端，而村田电子在SAW滤波器市场中一家就吃去了47%的市场，接近一半。

思佳讯、博通和Qorvo则胜在在射频芯片领域几乎实现了全产业链覆盖，产品品类非常完善，并且产品的模组化程度高，因此更加适应当下5G市场的需求。

在这些巨头辉煌的背后，是什么让他们走到了今天的市场地位呢？总体来，射频芯片领域的核心技术主要集中在芯片设计、芯片工艺和材料上，而中国射频企业与巨头的差距也恰恰体现在这三方面。

射频芯片在芯片设计层面跟我们熟知的CPU、GPU有很大不同，因为射频芯片要解决的问题实际上不是一个固定的或者说非常确定的。可以想象，在无数信号中寻找自己需要的信号，每一次面临的状况都不一样。

所以射频芯片要解决的问题是“动态”的，这就要求芯片设计要在各种物理指标的折中里去寻找相对的均衡，而这种均衡很多时候还要取决于产品的实际应用需求，比如手机和汽车所需要的射频芯片需求就完全不同。

这就导致射频芯片需要设计者具备很丰富的经验，用设计领域行话来说，就是工程师的“Know-How”是重中之重。

这对于这些老牌美日巨头来说并不是问题，因为在这些企业中，很多明星工程师已经在行业中摸爬滚打了十几年甚至数十年。

排名第一的村田电子，成立于1950年，而排名第二的思佳讯则成立于1962年，可以说，在半导体行业还没有形成规模，在半导体技术尚处于摇篮中的时候，这些企业就已经先一步走在半导体行业中了。