5G時代，手機射頻器件成本會超過主芯片？
從2020到2021年將是5G大規模商用的時間。目前主流的5G芯片玩家，包括高通、海思、英特爾都是採用4G LTE外掛5G-NR模塊的方式來做5G測試。預計到2019年會出現真正的5G手機商用。
頻譜是5G的血液，5G頻段的確定意味著全國範圍的大規模5G試驗即將展開， 5G賽道正式鋪開。
中國電信和中國聯通獲得的3.5GHz頻段是全球公認的5G熱門頻段，且韓國、日本、英國等多國運營商已確定採用該頻段建設5G，前期已基於3.5G頻段進行了大量測試，所以不必擔心產業鏈是否成熟的問題。
中國移動採用的n41頻段屬於4G 重耕，n79則是新增加的頻段。美國的運營商Sprint也確定用n41頻段部署5G。
針對中國運營商，包括n41、n77、n78、n79在內的所有5G頻段，目前完全覆蓋的射頻器件廠商並不多， Qorvo就是其中一家。
在12月6日舉行的中移動全球合作伙伴大會期間，筆者就跟Qorvo亞太區移動產品事業部高級戰略市場經理陶鎮（Lawrence Tao）進行了一段長達兩小時的交流。陶鎮認為：在5G時代，射頻器件的重要程度可能大大超過4G時代。射頻器件的重要程度將不亞於手機主芯片。
據瞭解，手機中RF器件的成本越來越高，一個4G全網通手機，前端RF套片的成本已達到8-10美元，含有10顆以上射頻芯片，包括2-3顆PA、2-4顆開關、6-10顆濾波器。未來隨著5G到來，RF套片的成本很可能會超過手機主芯片。而物聯網的爆發，更是會對射頻器件的需求推波助瀾。
▲Qorvo亞太區移動產品事業部高級戰略市場經理陶鎮
從4G到5G，增加了哪些射頻器件？
從4G到5G，給普通消費者最大的感受變化就是速度一下子加快了，而通信速率的變化主要取決於帶寬。相比4G單載波最高20Mhz的帶寬，5G帶寬在6GHz以內單載波最高可以做到100Mhz，毫米波最高可以做到400Mhz帶寬。
那麼如何拓展帶寬呢？其實4G理論的做法是MIMO多載波聚合的方式。比如LTE單載波是20Mhz的話，上行最多可以做到3載波聚合，也就等於60Mhz帶寬。到了5G單載波就可以做到100Mhz，5G基站一般採用64 TRX Massive MIMO天線，5G手機至少需要支持4×4的下行MIMO，2×2的上行MIMO天線，這意味著未來5G峰值速率至少將達到2Gbps以上。
由於4×4的天線陣列尺寸會大很多，因此射頻模塊化將會是5G射頻器件的一個趨勢。同時由於天線過多，需要支持SRS功能，在發射過程中選擇不同的天線。為了支持更多的載波聚合，對於天線分工的需求會大大增加，同時需要用到大量的天線調諧技術。
從4G切換到5G，由於增加的新頻段並不多，5G時代只增加了兩個新頻段：3.5GHz\4.8GHz，因此對於功率放大器或濾波器的新增需求並沒有特別大。但是由於未來要實現4G、5G多模信號切換，以及解決信號共存和干擾問題，在系統架構上需要更多的天線分工器以及天線調諧功能。
陶鎮預計5G終端成本最開始會比4G高很多，因為需要做4×4的MIMO，射頻器件至少會多出三個模塊。在LTE時代，4×4的MIMO是非強制性的。但是到了5G就變成強制性了，無論N41、N77、N79哪個頻譜，都必須要做4×4的下行。另外以前LTE上行一般是一路，到了5G就要變成兩路。
由於5G通信將面臨前所未有的大帶寬、非常高的功率放大器線性度，以及廣泛的載波聚合驅動型頻率的擁堵，導致5G射頻器件相比4G前所未有的複雜。
為什麼5G時代BAW比SAW更重要？
一方面主芯片廠商的增長率面臨下滑，需要拓展新的市場。另一方面5G射頻器件是非常大的蛋糕，僅從個數上射頻器件會遠超主芯片。
種種跡象都引起了手機主芯片廠商的警覺。實際上，近年來高通、聯發科以及紫光展銳都先後通過收購擁有了自己的射頻PA公司。比如高通與TDK聯合建立RF360，聯發科收購絡達，紫光展銳則有RDA。
主芯片廠商通過捆綁銷售的策略具有一定市場優勢，不過在高端旗艦產品中，一線品牌仍更傾向於採用Qorvo獨立RF廠商的射頻器件。
2018年2月，在西班牙巴塞羅那世界移動通信大會期間，中國移動發佈“5G終端先行者計劃”。值得一提的是，這個先行者計劃的參與企業，除了手機公司以及主芯片廠商外，就包括Qorvo等四家射頻器件商。可以說這是中國移動作為運營商進行的官方認證，表示認可這四家公司成為5G射頻器件的供應商。
陶鎮表示，在目前全球射頻器件公司中，Qorvo和Skyworks兩家佔據了90%的市場份額。在sub 6GHz頻段以內的射頻器件，Qorvo都有覆蓋，目前處於領先優勢。
其實Qorvo這家公司的歷史並不長，Qorvo是基於RFMD與TriQuint兩家傳統射頻半導體大廠的合併，在整個射頻半導體業才誕生三年。除了手機射頻之外，Qorvo還有國防、太空相關的產品線。目前Qorvo的晶圓包括濾波器都是在美國的晶圓廠生產，後端封裝測試則放到了中國。
截止到2018年9月29日，根據Qorvo財報顯示，Qorvo 2019財年第二季度收入為8.84億美元，毛利率為40%。其中針對旗艦智能手機的移動產品收入增長37%，達到6.67億美元。
據介紹，從2G到4G，Qorvo都有全線的產品佈局。2017年，Qorvo開發了第一款基於5G NR新標準的射頻前端模塊。陶鎮表示，Qorvo在業內第一家正式推出3.5GHz的射頻前端，目前Qorvo已經為中國領先的智能手機廠商提供雙頻段3.5GHz和4.9GHz 5G模塊。同時為28GHz的相控陣5G基站部署高功率放大器。
陶鎮表示，目前5G覆蓋的頻段主要為三大塊：第一個頻段是3.5GHz，頻段號為n77/n78；第二個頻段是4.8GHz,頻段號為N79；第三個頻段為2.5GHz，頻段號為N41。
在2018年11月初溫哥華的GTI研討會上，Qorvo就首次展示了支持n41頻段的射頻前端模塊QM75041+全頻段n41濾波器TQQ0041T，集成了功率放大器、濾波器、開光、耦合器等。這也是Qorvo首次展示適用於n41頻段的射頻解決方案。此外，Qorvo還推出了單個支持n41頻段的濾波器。
據透露，針對中國聯通、中國電信等其他運營商在n77、n78、n79等頻段的需求，Qorvo則以QM78201為設計解決方案進行支持。
Qorvo 在 5G領域積累了許多核心技術，從 LowDrift 和 NoDrift 濾波技術、天線調諧技術到 RF Fusion 和 RF Flex 射頻前端解決方案，再到更加基礎的 GaN 技術，Qorvo 提供了行業領先的核心架構、濾波器和開關產品。
目前Qorvo在n41模塊方向具有研發和整合能力。雖然目前已經有不少射頻器件廠商加入5G競爭，不過未來射頻模塊化需要考驗集成能力。比如在低頻階段，主要涵蓋1~2個PA。中高端頻段一般有兩個PA，幾十個SAW濾波器。到了高頻段，則需要用BAW濾波器來做，才能達到更好的性能。
這裡的SAW和BAW都是聲學濾波器，其中SAW叫做表面聲波濾波器，BAW則叫做薄膜聲學諧振器。原理基本上跟SAW類似，不過由於聲信號在介質內傳輸，所以體積可以做得更小。聲學濾波器更多用在手機中，優勢在於尺寸可以做到很小。還有一種陶瓷濾波器，尺寸不太可能放在手機裡面。
BAW的性能比SAW更好，同時也更省電，可以讓PA工作在更高的電壓，加工起來難度也更大，屬於超精細加工。
目前一般針對低性能的市場採用SAW，而高性能的市場則採用BAW。Qorvo的優勢在於可以同時提供BAW、SAW。這一點很重要，因為很多射頻器件公司只能提供SAW，無法滿足高端市場的需求。相比競爭對手，Qorvo在射頻器件這一塊產品線最全，不管是BAW、SAW、SOI、開關都有，同時還具備模塊化能力。
無論是BAW還是SAW，都支持不了全頻段的帶寬，無論是900兆的3.5GHz，或者是600兆的4.8GHz。陶鎮表示，Qorvo也在不斷的改進工藝，讓未來5G在兩個頻段都可以做到。陶鎮認為，現階段，5G商用的射頻器件暫時都聚焦在6GHz以下，毫米波的產品市場啟動沒這麼快。
點評：聚焦核心競爭力，哪類射頻公司佈局最完善？
相比競爭對手，Qorvo的另一個優勢在於掌握了PA的生產製造能力。優秀的生產工藝一直是Qorvo的強項，能提供的射頻器件工藝極其廣泛，從CMOS、砷化鎵、氮化鎵、磷化銦（InP）到SOI工藝都有佈局。
從技術上來看，目前主流的射頻器件都以砷化鎵（GaAs）為主，毫米波則要用到氮化鎵（GaN）。憑藉獨有的高性能HBT（HeterojuncTIon Bipolar Transistor，異質結雙極晶體管）工藝，Qorvo將GaAs的潛能挖掘到極致。由於砷化鎵材質下PA輸出能力足夠大，因此砷化鎵的天線陣列尺寸可以更高，效率要更高。除了GaAs，Qorvo也有CMOS工藝，不過主要用來做2G射頻器件。據介紹，Qorvo的晶圓製造工廠目前都在美國，在北京、山東德州都有封裝測試廠。
總的來說，雖然目前包括高通、MTK、展銳在內的主芯片公司紛紛打包銷售PA，勢必對獨立第三方的射頻PA公司造成影響。但目前一線手機品牌如蘋果、三星、華米OV都仍然採用Qorvo，Skyworks，Avago的器件。可見射頻器件的技術和製造門檻之高，並非新進入者能夠輕易超越的。
在三家一線射頻公司中，Qorvo技術和市場最全面，PA和濾波器都有所建樹。Skyworks則在濾波器方面略顯單薄。Avago相對來說，主要將心思放在高利潤市場裡，普通客戶那裡並沒有太多收穫。應該說Qorvo的佈局最全面，未來將獲得最多的機會。Qorvo是2014年由RFMD與TriQuint合併而成。RFMD和TriQuint都是Apple，Samsung的PA供應商。而Skyworks和Avago在各個環節也有相應的佈局。
類似於Qorvo這樣的公司，不僅自己研發，還可以自己生產、封裝測試，主要芯片自產保證了容易控制成本。相對來說大陸本土射頻企業仍然比較弱勢，因為大多隻有設計研發能力。
此外，隨著5G時代來臨，射頻器件數量大增以及模塊化趨勢明顯，特別是濾波器對於BAW的需求增加，誰擁有更充足的BAW產能，誰將在未來發展中獲得優勢地位。
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