自2020下半年開始，全球芯片進入嚴重短缺局面，中國市場也因此遭受影響，“卡脖子”問題進一步凸顯。作為5G通信系統(tǒng)的重要組成部分，射頻前端器件國產替代需求迫切，這就給國內相關廠商提供了極大的發(fā)展機遇。國內廠商如果能抓住這一機遇，同時借助資本市場的力量，將能有力推動國產濾波器等射頻前端器件快速進入國產替代時刻。
需求與政策共振，國產替代空間巨大
中國5G發(fā)展處于世界領先地位，2020年全年新增5G基站約60萬個，累計已建成5G基站71.8萬個，5G網絡已覆蓋所有地級及以上城市，并擁有超過2億個終端連接。2021年中國還計劃新建60萬個以上的5G基站，有序推進5G網絡建設及應用，用戶數(shù)會進入快速增長期。
受整個電子產業(yè)市場的驅動，全球半導體行業(yè)供應鏈處于供不應求的局面，中國的半導體產業(yè)在當前錯綜復雜的國際形勢下進一步暴露出供應鏈短板。為了加大對半導體產業(yè)的扶持力度，2020年國家相關部委陸續(xù)出臺了一系列利好政策法規(guī)。8月國務院印發(fā)《新時期促進集成電路產業(yè)和軟件產業(yè)高質量發(fā)展的若干政策》，強調集成電路產業(yè)和軟件產業(yè)是信息產業(yè)的核心，是引領新一輪科技革命和產業(yè)變革的關鍵力量。10月29日，第十九屆中央委員會第五次全體會議審議通過了《中共中央關于制定國民經濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和二〇三五年遠景目標的建議》，建議明確提出，將瞄準人工智能、量子信息、集成電路等前沿領域，實施一批具有前瞻性、戰(zhàn)略性的國家重大科技項目。
隨著5G技術的蓬勃發(fā)展，以及政策的大力扶持，中國射頻前端器件進入國產化“突圍”階段。濾波器是射頻前端中最重要的部分，更豐富的5G頻段增加了濾波器的數(shù)量需求，市場規(guī)模預計達到千億級。但是以濾波器為代表的射頻前端器件是中國一項典型的“卡脖子”技術，市場供給基本依賴于美國、日本巨頭企業(yè)，國內廠商技術實力、規(guī)模長期處于弱勢地位。此次“芯片短缺”危機更加顯現(xiàn)出射頻前端器件國產化的緊迫性。今年以來，濾波器市場的主要供貨廠商村田、博通等屢屢傳出交貨延期等消息。國產替代已經成為“必選題”，我國必須擁有國際領先水平的國產射頻前端器件，才能滿足5G發(fā)展所需。
國內射頻前端器件的巨大市場和發(fā)展?jié)摿σ参吮姸噘Y本紛紛入局，2020年是中國半導體一級市場有史以來投資額最多的一年，射頻前端器件市場各細分賽道也不斷涌現(xiàn)出新的創(chuàng)業(yè)公司。為了防止“中興事件”的再次發(fā)生，去年華為已經開始在國內尋求高端濾波器的自研企業(yè)、入股濾波器賽道，射頻前端器件已經成為最受關注的風口之一。
技術走向成熟，國產射頻器件展現(xiàn)成長潛力
射頻前端技術主要集中在濾波器（Filter）、功率放大器（Power Amplifier）、低噪聲放大器（Low Noise Amplifier）、開關（RF Switch）。據(jù)Yole Development報告預測，全球手機射頻前端市場2017～2023年復合增長率將達14%，其中濾波器是最大的射頻賽道，2023年全球濾波器的市場規(guī)模將會達到225億美元，年復合增長高達18.81%。綜觀國內市場，開關、PA等賽道格局趨于穩(wěn)定，但國產濾波器仍在發(fā)展初期，銷售額和市占率仍然較低，可以說是機會最大的市場。
在資本市場熱捧背后，國產濾波器等射頻器件替代空間大，但是困難也大。隨著5G通信標準的使用，濾波器已趨向高頻化、低功耗、高性能、微型化、模組化發(fā)展，產品研發(fā)復雜度高、技術跨度大。只有擁有出色技術實力和產品商業(yè)化落地能力的企業(yè)才能最終受到垂青，國內廠商僅靠低價替代并不夠，必須有能力提供與國外產品性能水平媲美的產品。
從中低端產品起步，在5G窗口期邁向高端，成為國內廠商突圍的發(fā)展路徑。國際大廠近年來將精力主要集中在高頻段BAW濾波器研發(fā)，中低頻SAW技術進展放慢。國內廠商目前以生產中低端SAW為主，對于有著更高技術要求的TC-SAW和BAW，國內只有少數(shù)幾家處于技術研究階段，尤其是TC-SAW的核心技術，中國市場迫切需要實現(xiàn)本地化供貨和服務。去年，杭州左藍微電子技術有限公司宣布，公司研發(fā)的TC-SAW雙工器關鍵技術已取得突破，相關產品已具備量產條件，技術比肩國際一流水平，能夠滿足高頻化、寬帶化、高功率、密集化及模組化等5G通信需求。
圖：左藍TC-SAW雙工器主要性能指標與國際競品相當
提升競爭力還需要國內廠商不斷拓展產品種類，滿足全品類供應。左藍微電子是國內唯一一家研發(fā)并銷售全類別射頻濾波器（SAW/TC-SAW、FBAR、模組）的公司，各頻段SAW產品、GPS、Wifi濾波器、TC-SAW等產品都已進入量產。左藍微擁有60多項專利技術以及一流的實驗室條件，掌握了射頻濾波器完整的設計技術和完全自主的全套流程設計方案，為今后公司與國內外廠商競爭奠定了堅實的基礎。公司通過領先的設計仿真平臺開發(fā)的WLP SAW濾波器，測試性能已達到國內領先水平，將應用到射頻模組產品中。
圖：左藍WLP SAW測試結果
與此同時，左藍微積極拓展小尺寸SAW濾波器的研發(fā)，該產品封裝后的器件尺寸達到0.9*0.7*0.4mm，能滿足5G射頻前端模組對器件微型化的要求。目前左藍微小尺寸SAW濾波器已完成初步樣品，測試結果滿足仿真和設計目標，正在進一步優(yōu)化性能。
圖：左藍射頻前端模組性能曲線
擺在國內廠商面前的挑戰(zhàn)是5G發(fā)展下射頻前端器件工藝需要更加細致，以保障產品性能，也因此推高了行業(yè)的技術門檻。由于5G頻段增加需要更多射頻元件，手機內PCB空間緊張，左藍微電子利用創(chuàng)新設計和封裝技術，推動濾波器與其他器件的適配以達到模塊化集成，在提高集成度的同時保障產品性能、降低產品成本。
左藍微電子憑借著出色的技術實力受到投資方的青睞，去年年底完成由深創(chuàng)投領投的新一輪融資。目前，公司產品已通過數(shù)十個項目性能驗證，并被國內多家知名手機ODM廠商和通信終端廠商所采用。企業(yè)將依托多年積累的技術優(yōu)勢，借助資本的力量，完善應用于5G通信射頻前端器件產品的方案，進一步滿足市場發(fā)展的需求。
隨著國產化替代的急迫需要，國內射頻前端領域的廠商只有憑自身出色的技術實力、優(yōu)異的產品性能及可靠的供貨能力，才能最終獲得市場的認可。今年“芯片短缺”危機有望讓客戶將更多目光投向于國內供貨，這對國內射頻前端器件廠商將是良好的機會。據(jù)市場統(tǒng)計，2020年隨著5G的到來和國內射頻公司的快速成長，國產射頻前端芯片銷售額增長到約9億美金；全球濾波器市場規(guī)模約為105億美金，國產濾波器銷售額雖然沒有公開的數(shù)據(jù)，但預估在2億美金左右，中國公司占有率約2%。
中國正在積極加入全球半導體市場的角逐，國務院發(fā)布的相關數(shù)據(jù)顯示，中國芯片自給率要在2025年達到70%，而2019年我國芯片自給率還不到三成。中國射頻前端器件是5G時代無線連接的核心，隨著產品的快速迭代、技術的逐步成熟，國產替代勢在必行。這對包括左藍微電子在內的國內射頻前端領域廠商，具有很大的挑戰(zhàn)性，但同時也是一個極具潛力的發(fā)展機遇。通過國內業(yè)界的努力，中國未來將有望產生一批全球化的“重量級”選手。
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