歷經(jīng)十年，再回首，方知行已遠(yuǎn)；雖坎坷，收獲已滿滿。屬于國(guó)產(chǎn)射頻前端芯片的時(shí)代，宣告到來(lái)！無(wú)線的世界，無(wú)限的世界，射頻芯片因無(wú)線電而生，生活因無(wú)線通信而精彩。隨著無(wú)線通信應(yīng)用越來(lái)越廣泛，對(duì)射頻前端芯片的需求也越來(lái)越多；從5G手機(jī)到萬(wàn)物互聯(lián)，射頻前端芯片伴隨左右。射頻前端芯片包括功率放大器（PA），開關(guān)（switch），低噪聲放大器（LNA）。射頻前端芯片改變通信，通信改變生活。通信技術(shù)日新月異，從電報(bào)、固定電話、大哥大、BP機(jī)等再到移動(dòng)電話的迅猛發(fā)展，從GSM、GPRS、CDMA、4G到5G等技術(shù)的不斷演進(jìn)，射頻前端芯片成就通信技術(shù)，也成就你我他的美好生活。
寫此文章，向致力于中國(guó)射頻前端芯片發(fā)展的產(chǎn)業(yè)人和投資人表示最誠(chéng)摯的敬意。作為模擬芯片皇冠上的明珠，射頻前端芯片技術(shù)難度高，研發(fā)時(shí)間長(zhǎng)，尤其是射頻PA技術(shù)，長(zhǎng)時(shí)間被國(guó)外所壟斷。曾幾何時(shí)，中國(guó)射頻前端芯片研發(fā)人才幾乎一片空白，國(guó)內(nèi)資本對(duì)射頻前端芯片沒有概念，也沒有興趣。中國(guó)射頻前端芯片在艱難中一步一步走來(lái)，成為國(guó)產(chǎn)芯片中最好的典范。通過十幾年的奮斗與堅(jiān)持，國(guó)產(chǎn)射頻前端芯片從2G走到了5G；在技術(shù)上，從落后國(guó)外廠商到齊頭并進(jìn)，讓中國(guó)射頻前端芯片從此有了信心。
中國(guó)移動(dòng)在1995年正式開通GSM網(wǎng)絡(luò)，2G通訊時(shí)代開始。直到2004年，銳迪科（RDA）成立才開啟國(guó)產(chǎn)射頻2G PA設(shè)計(jì)，也是國(guó)產(chǎn)射頻前端芯片零的突破。銳迪科也成為了中國(guó)射頻前端芯片的黃埔軍校。2G時(shí)代，國(guó)產(chǎn)手機(jī)品牌有天語(yǔ)手機(jī)、CECT手機(jī)、首信手機(jī)、夏新手機(jī)、波導(dǎo)手機(jī)、TCL手機(jī)、科健手機(jī)等等。2007年，天語(yǔ)手機(jī)在中國(guó)手機(jī)市場(chǎng)僅次于諾基亞，作為天語(yǔ)手機(jī)公司的董事長(zhǎng)榮秀麗在2007年被評(píng)為 “中國(guó)手機(jī)20年風(fēng)云人物”，2008年以42億元財(cái)富值位列《胡潤(rùn)IT富豪榜》第11位。
2008年第四季中國(guó)發(fā)放3G牌照，發(fā)放的3張3G牌照采用三個(gè)不同標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)電信業(yè)重組方案，3G牌照的發(fā)放方式是：新中國(guó)移動(dòng)獲得TD－SCDMA牌照，新中國(guó)電信獲得CDMA2000牌照，中國(guó)聯(lián)通獲得WCDMA牌照。2010年6月，無(wú)錫中普微電子有限公司由兩位海歸回國(guó)創(chuàng)立，創(chuàng)始人曾工作于美國(guó)知名射頻芯片公司RFMD，推出了國(guó)內(nèi)第一顆量產(chǎn)3G PA產(chǎn)品，中普微通過3G PA產(chǎn)品在2014年實(shí)現(xiàn)銷售額近一億元，成為國(guó)內(nèi)當(dāng)時(shí)最大的射頻芯片公司。后來(lái)，很多射頻前端芯片研發(fā)人才從這里走出。同樣是2010年6月，唯捷創(chuàng)芯在天津成立，主要研發(fā)中心放在上海。投資人是天語(yǔ)手機(jī)公司的董事長(zhǎng)榮秀麗，也是唯捷創(chuàng)芯的最大股東和實(shí)控人。早些年前，手機(jī)行業(yè)每年都面臨射頻PA緊缺，主要供應(yīng)商為美國(guó)公司RFMD和Skyworks。做過手機(jī)的人都知道射頻前端芯片的重要性，因此榮總投資了當(dāng)時(shí)資本市場(chǎng)并不看好的射頻前端芯片賽道，專注于2G，TD-SCDMA，WCDMA射頻PA芯片設(shè)計(jì)研發(fā)。
2013年11月，中國(guó)移動(dòng)正式發(fā)售4G手機(jī)；距離在2010年的美國(guó)無(wú)線通信展上，HTC正式宣布其第一款4G手機(jī)——HTC Evo 4G，已經(jīng)是3年以后。2011年11月，慧智微電子有限公司在廣州成立，研發(fā)中心放在廣州和上海?；壑俏⒉捎米灾骷夹g(shù)的可重構(gòu)架構(gòu)設(shè)計(jì)射頻前端，開創(chuàng)了技術(shù)創(chuàng)新的先河。2012年8月，江蘇卓勝微在無(wú)錫成立，通過射頻開關(guān)和LNA正式進(jìn)入到射頻前端芯片領(lǐng)域。2012年9月，昂瑞微的前身貴州中科漢天下電子有限公司成立，早期主要從事COMS射頻功率放大器(PA)和MEMS射頻濾波器/雙工器的研發(fā)，后面進(jìn)入到砷化鎵射頻PA研發(fā)。2015年5月，飛驤科技由上市公司國(guó)民技術(shù)有限公司無(wú)線射頻事業(yè)部拆分而獨(dú)立出來(lái)，成立深圳飛驤科技有限公司，正式成為一家專注射頻前端芯片和解決方案的公司。2017年4月，銳石創(chuàng)芯在深圳成立。創(chuàng)始人從美國(guó)Skyworks歸來(lái)，從事4G射頻PA研發(fā)。據(jù)當(dāng)時(shí)的行業(yè)統(tǒng)計(jì)，2017年中國(guó)射頻前端芯片銷售額僅20億左右，約占中國(guó)市場(chǎng)的10%，僅占全球市場(chǎng)的4%。濾波器作為無(wú)源器件不在此統(tǒng)計(jì)范圍，國(guó)產(chǎn)濾波器占有率不到1%。
2019年10月31日，三大運(yùn)營(yíng)商公布5G商用套餐，并于11月1日正式上線5G商用套餐。2020年是中國(guó)5G元年，也是全球5G元年。同年，國(guó)產(chǎn)5G射頻PA正式進(jìn)入市場(chǎng)。國(guó)產(chǎn)2G PA晚了國(guó)外近十年，國(guó)產(chǎn)3G PA比國(guó)外廠商晚6年，國(guó)產(chǎn)4G PA比國(guó)外廠商晚5年，而國(guó)產(chǎn)5G PA幾乎與國(guó)外廠商同年推出。2019年，慧智微第一個(gè)推出國(guó)產(chǎn)5G UHB 高集成模組，2020年3月，搭載慧智微5G PA模組的首批OPPO K7x手機(jī)批量出貨。2021年，唯捷創(chuàng)芯、昂瑞微、飛驤科技的Sub-3GHz分立Phase5N PA陸續(xù)在品牌手機(jī)上量產(chǎn)出貨。
國(guó)產(chǎn)射頻芯片從性能走到可靠性
一顆成熟的芯片需要走過三個(gè)階段：性能、一致性、可靠性。國(guó)產(chǎn)芯片從性能追趕國(guó)外芯片開始，再到追求一致性，最后到芯片可靠性，可靠性是質(zhì)量管理體系的一個(gè)重要部分。可靠性更可以理解為產(chǎn)品在規(guī)定環(huán)境、規(guī)定時(shí)間內(nèi)的性能保持能力。性能與強(qiáng)度在使用過程中會(huì)慢慢降低，并且出現(xiàn)不可靠的問題，所以可靠性通過數(shù)理統(tǒng)計(jì)原理預(yù)測(cè)壽命與故障，從而倒逼來(lái)控制質(zhì)量。一顆IC芯片，除了設(shè)計(jì)，流片，封裝測(cè)試外，量產(chǎn)前需要做可靠性驗(yàn)證。正常完成一批可靠性實(shí)驗(yàn)需要至少兩個(gè)月的時(shí)間，需要測(cè)試3批次的可靠性才算將產(chǎn)品可靠性驗(yàn)證完成。因此，可靠性測(cè)試也是一項(xiàng)耗時(shí)耗財(cái)?shù)拇蠊こ蹋彩切酒|(zhì)量保障中不可或缺的部分。
可靠性（Reliability）是對(duì)產(chǎn)品耐久力的測(cè)量, 典型的IC產(chǎn)品的生命周期可以用一條浴缸曲線（Bathtub Curve）來(lái)表示。
如上圖示意, 集成電路的失效原因大致分為三個(gè)階段：
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Region (I) 被稱為早夭期（Infancy period）, 這個(gè)階段產(chǎn)品的失效率快速下降，造成失效的原因在于IC設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程中的缺陷；
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Region (II) 被稱為使用期（Useful life period）, 這個(gè)階段產(chǎn)品的失效率保持穩(wěn)定，失效的原因往往是隨機(jī)的，比如溫度變化等等；
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Region (III) 被稱為磨耗期（Wear-Out period） 這個(gè)階段產(chǎn)品的失效率會(huì)快速升高，失效的原因就是產(chǎn)品的長(zhǎng)期使用所造成的老化等。
射頻前端芯片產(chǎn)品集成度越高，通過可靠性測(cè)試難度也越大，對(duì)設(shè)計(jì)、晶圓和封裝的要求就越高，但國(guó)產(chǎn)射頻前端芯片就這樣一個(gè)產(chǎn)品接著一個(gè)產(chǎn)品地走過來(lái)了。隨著2014年MTK定義了phase2的射頻前端架構(gòu)，GSM PA和天線開關(guān)SP16T被整合為TX Module， H/M/L三個(gè)頻段的線性PA被整合為MMMB(multiple mode multiple band) PA。2015年市場(chǎng)對(duì)載波聚合(CA)有需求，MTK推出phase3方案，將TX Module的SP16T變成DP18T開關(guān)，同時(shí)將MMMB PA一分為二，一個(gè)Low Band，一個(gè)Middle/High Band。2017年，市場(chǎng)對(duì)手機(jī)全面屏有需求。TX Module和MMMB PA的輸出功率進(jìn)行提高，被業(yè)界稱為phase5方案。2020年，MTK推出Phase7Lite方案，在Sub-3GHz中，把主集的LNA整合到PAMiD里面，有了Low L-PAMiD和MH L-PAMiD，另外搭配n41 PAMiF。性能只是射頻芯片產(chǎn)品的第一步，一致性可以通過測(cè)試來(lái)把控，可靠性才是終極目標(biāo)。在國(guó)內(nèi)手機(jī)行業(yè)，華為和OPPO對(duì)可靠性的要求是最高的，甚至高過三星手機(jī)。華為和OPPO有完整的可靠性測(cè)試實(shí)驗(yàn)室和測(cè)試設(shè)備，也有專門的第三方測(cè)試機(jī)構(gòu)配合。多年前，行業(yè)客戶就有一個(gè)不成文的參考，只要華為和OPPO已經(jīng)采用的芯片，就可以直接導(dǎo)入供應(yīng)鏈。國(guó)產(chǎn)射頻5G PA，慧智微是第一家打入OPPO供應(yīng)鏈的。在OPPO的射頻前端芯片供應(yīng)鏈里，國(guó)產(chǎn)射頻芯片還有卓勝微和唯捷創(chuàng)芯。國(guó)產(chǎn)射頻前端芯片就是在國(guó)內(nèi)手機(jī)大客戶的高標(biāo)準(zhǔn)和嚴(yán)要求下成長(zhǎng)起來(lái)的，也和國(guó)產(chǎn)手機(jī)公司提供國(guó)產(chǎn)芯片機(jī)會(huì)與支持分不開的。
今年，國(guó)產(chǎn)射頻前端芯片將從2017年的銷售額20億元成長(zhǎng)到120億元以上，已經(jīng)從配角成為了主角。接下來(lái)，國(guó)產(chǎn)射頻前端芯片還會(huì)快速成長(zhǎng)，未來(lái)5年，國(guó)產(chǎn)射頻前端射頻芯片銷售額將超過300億。不用十年，國(guó)產(chǎn)射頻前端芯片將成為全球主導(dǎo)者。
據(jù)市場(chǎng)消息，卓勝微預(yù)計(jì)在9月份發(fā)布5G NR PA模組，正式加入國(guó)產(chǎn)5G PA行列。射頻PA是射頻前端芯片的主導(dǎo)者和技術(shù)制高點(diǎn)，卓勝微加入國(guó)產(chǎn)5G PA行列，從規(guī)模上加強(qiáng)了國(guó)產(chǎn)射頻芯片的實(shí)力。至此，國(guó)產(chǎn)射頻芯片從資金實(shí)力、研發(fā)人員數(shù)量、研發(fā)投入上與國(guó)外的差距越來(lái)越小。國(guó)產(chǎn)射頻芯片公司的規(guī)模在快速成長(zhǎng)，先看卓勝微2021年上半年業(yè)績(jī)報(bào)告，實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入23.59億元，同比增長(zhǎng)136.48%；凈利潤(rùn)為10.14億元，同比增長(zhǎng)187.37%。整體毛利率57.63%，較去年同期提高4.99%。預(yù)計(jì)全年?duì)I業(yè)收入約50億元，現(xiàn)在市值1300億，這個(gè)市值與美國(guó)Skyworks和Qorvo相當(dāng)。再看唯捷創(chuàng)芯，在科創(chuàng)板已經(jīng)完成上市輔導(dǎo)，不久將正式上市。通過4G PA和5G NR PA產(chǎn)品，唯捷創(chuàng)芯在市場(chǎng)上有了很好的收獲，預(yù)計(jì)2021年?duì)I業(yè)收入將突破30億元，接近40億。最后談一下慧智微，根據(jù)企查查消息透露，7月份國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)資金二期投資了廣州慧智微電子有限公司，隨著國(guó)家隊(duì)的加持以及慧智微營(yíng)收大幅上升，僅次于唯捷創(chuàng)芯，公司實(shí)力大增。公司規(guī)模從過去的幾十人到現(xiàn)在的幾百人，實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展?；壑俏⑸鲜袟l件已經(jīng)具備。在未來(lái)2年。中國(guó)至少會(huì)有5家國(guó)產(chǎn)射頻PA上市公司。其市值和規(guī)?？偤?，將成為世界第一。
技術(shù)是芯片的根本，規(guī)模是芯片技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。國(guó)產(chǎn)射頻芯片的發(fā)展和超越，要落實(shí)到技術(shù)和研發(fā)人才上。中國(guó)芯片，不一定是中國(guó)技術(shù)，很多國(guó)產(chǎn)芯片的IP來(lái)自國(guó)外公司。芯片是一個(gè)全球化的合作產(chǎn)物，各自的技術(shù)匯合有助于芯片技術(shù)和芯片產(chǎn)品的快速發(fā)展。中國(guó)射頻芯片，一定是中國(guó)技術(shù)。國(guó)產(chǎn)射頻芯片的IP都是自己開發(fā)的，一個(gè)技術(shù)接著一個(gè)技術(shù)的攻破，一個(gè)難點(diǎn)接著一個(gè)難點(diǎn)的解決，靠著研發(fā)人員不斷流片和迭代，中國(guó)射頻芯片技術(shù)的發(fā)展是用時(shí)間和努力換來(lái)的。從2G到5G，射頻芯片技術(shù)越來(lái)越難，射頻芯片產(chǎn)品越來(lái)越復(fù)雜，經(jīng)歷了10多年，終于在5G時(shí)代迎頭趕上。做射頻芯片，要學(xué)會(huì)和時(shí)間做朋友。談到技術(shù)，我不得不舉例慧智微。5G UHB頻段的L-PAMiF集成度最高，也是最具挑戰(zhàn)的5G PA模組，非?？简?yàn)射頻芯片公司的綜合設(shè)計(jì)能力?；壑俏⑹菄?guó)內(nèi)第一家量產(chǎn)5G頻段射頻前端集成收發(fā)模組L-PAMiF，產(chǎn)品覆蓋5G UHB 新頻段n77/78/79頻段，被OPPO和三星手機(jī)所采用。慧智微之所以取得成功，能夠在5G時(shí)代更快速地推出射頻前端產(chǎn)品，能夠追平國(guó)外廠家推出產(chǎn)品的速度，是主動(dòng)策略思考和自主技術(shù)創(chuàng)新路線的結(jié)果。
2G、3G過去了，2G PA和3G PA已經(jīng)是國(guó)產(chǎn)射頻芯片公司的天下。4G正在成為過去式，不管4G成為過去還是選擇留下，4G PA已經(jīng)被國(guó)產(chǎn)射頻芯片公司所主導(dǎo)。
5G正在來(lái)臨，國(guó)產(chǎn)射頻芯片公司與國(guó)外射頻芯片公司將在5G PA產(chǎn)品上一決高下?？梢詮?G手機(jī)射頻前端方案來(lái)分析國(guó)產(chǎn)5G PA產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。有2種方案：
發(fā)表時(shí)間：2021/09/03 09:41:14
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