全球射頻前端器件發展正處於高速增長階段，據Yole預測，射頻前端市場中濾波器佔比最大，預計到2023年全球濾波器市場份額將增長至225億美元，對比2018年的92億美元，將以19%的複合年增長率高速發展。長期以來，射頻前端器件市場超過九成的份額為美資和日資企業把持，行業壁壘很難突破。然而隨著進入5G時代，通信頻段數量的增多推動了高端射頻前端器件的快速發展，在產品迭代升級之際，國內手機廠商對於國產射頻前端器件的需求更為強烈，我國射頻前端器件產業也因此發展迅速，有望打破國外巨頭壟斷局面。
入選“2019中國最具投資價值企業—新芽榜50強”的杭州左藍微電子技術有限公司(以下簡稱“左藍微電子”)是備受各方關注的國產射頻前端器件標杆企業。左藍微電子創始人張博士認為，在現有產業需求和市場環境下，國產器件有能力趕上甚超過國外的發展平，而走好國產化道路需要加強產業鏈的整合、人才的集聚以及資金的投入。
5G推動濾波器藍海初現國產化蓄勢待發
左藍微電子張博士認為，在5G的影響下，射頻前端器件將向高性能、微型化和集成化發展。目前一個國內全網通手機至少擁有5-7顆PA、3個天線開關和20-26顆不同頻段的濾波器。從2G手機支持4個頻段、3G手機支持9個頻段，到3GPPR11版本中蜂窩通信系統，需要支持的頻段數達到41個，未來5G所支持的頻段數量將達到50個以上，射頻前端器件的數量及價值將經歷一次飛躍，因此器件的集成化將成為必然。集成化射頻前端模組可以減少通信終端的尺寸、降低成本、提高性能，同時不需要外部匹配調試，可以加快終端產品的研發進度。隨著5G終端與基站部署數量成倍增長，射頻前端器件產業規模也會大幅擴張，濾波器尤其是BAW濾波器更是藍海初現。
在產業變化背後，國產射頻前端器件發展的條件已經基本成熟。張博士認為，中國集成電路產業已具備芯片設計、製造、封裝等全產業鏈生產能力，集成電路產業擁有長三角、環渤海、泛珠三角及中西部四個各具特色的產業集聚區，產業基礎尤以長三角地區集成電路產業最為紮實。過去多年的積累為國產射頻前端器件發展提供了良好的基礎條件。如果中國企業有明確的目標和持之以恆的研發工作投入，國產濾波器可以趕上甚至超過國外的水平。
左藍微電子公司總部設在杭州，從2016年開始深度佈局射頻前端器件尤其是濾波器這一細分領域，研發重點包括溫度補償聲表面波濾波器(TC-SAW)、薄膜體聲波濾波器(FBAR)等產品。TC-SAW的特點是能夠實現低溫度頻率漂移，滿足5G系統要求。由於器件結構複雜度高，需要很強的正向設計能力和工藝控制能力，左藍微電子在模型、仿真、材料製備上有很強的技術儲備。FBAR需要有特殊的結構設計和工藝流程，公司在這個領域進行了大量的專利佈局。在濾波器領域，國內當前尚無可在技術上與國外巨頭抗衡的廠商，左藍微電子在該細分領域沉澱多年，已擁有40多項專利技術，在工藝、設計上具有行業領先優勢，可填補國產產品空白，有望打造行業標杆產品。
扭轉射頻前端器件依賴進口局面產業鏈要加強精益求精的合作
張博士認為，想扭轉市場依賴進口產品的局面，走通國產射頻前端發展之路，國內產業要從需求和供給兩方面著手佈局：一，需求方面，國內終端公司要敢於採用國產器件，技術的發展需要經過多輪試錯和迭代，才能得到較好發展併成熟起來;二，供給方面，國內的射頻前端研發公司要盡最大可能配合終端公司應用，降低終端公司採用國產器件的風險。在產品研發上，廠商要掌握設計和工藝上的“know-how(行業秘訣)”，瞭解實現產品可靠性和品質控制的方法，並主動配合終端公司進行定製化設計。同時，廠商還要掌握核心技術的知識產權，使終端公司採用國產器件時沒有後顧之憂。
此外，我國在傳統半導體發展的進程中遇到的設計、工具、材料、工藝、生產、測試、封裝等方面的問題，在射頻前端器件發展中也會遇到，並且挑戰更大，這就需要產業鏈各方不求大而求精，不求全而求專，尋找出一條射頻前端器件發展的黃金徑。
首先，國內廠商要理解認知國外廠商所做的的基礎性工作。元器件研發從材到加工設備、加工工藝、封裝測試都有很多講究，是精益求精的業，而射頻前端器件又分為很多種類，各種器件有不同的特點，元器件研發需要對材料科學進行基礎性研究。國外廠商在射頻研發的早期基礎工作上做的非常紮實。而作為跟隨者，國內廠商也需要先學習國外的優秀經驗，逐步和研究所合作，針對產業化的目標進行材研究和實驗，逐步從跟隨者變為領跑者。
其次，產業鏈各方還要對器件模型設計、結構設計、封裝優化技術加強共同研究。以器件模型為例，聲學器件採用準確數學模型並容易表達，通常是用等效模型來儘可能的模擬，等效模型在模擬的過程中有很多需要改進的地方。近年來有賴於計算機能力的提升，讓很多研究人員傾向於使用需要大量計算資源的有限元仿真方法來模擬器件的模型，因此仿真工具方面的改進也是進行器件開發的重要工作。這個部分的工作需要產業和研究機構共同努力分工合作。在封裝優化上，由於移動終端需要大的工作頻段，4GLTE有43個頻段，5G會有50-60個頻段，每個器件的尺寸必須非常小而薄，因此對於器件封裝提出了很高的要求，產業需要找尋最優的封裝技術。
加大人才和資本投入推動國產射頻前端器件做深做全
我國的射頻前端器件產業要想做好以上基礎工作，必須要加強對人才的培養投入。張博士介紹，射頻前端器件涉及射頻集成電路、射頻MEMS、聲學、封裝等多個專業領域，對人才和技術要求比較高。例如射頻濾波器不僅需要MEMS設計人員、工藝人員，還需要懂聲學論和微聲學器件製造的設計人員，這方面的人才在國內非常稀缺。此外，因為射頻前端器件在大類上屬於集成電路芯片，嚴重依賴於代工廠的生產和品質控制，因此打造國產射頻前端器件除了需要上述研發人員外，對代工廠技術人員也有較高的要求。
張博士建議，要想加強產業的優秀人才集聚，首先要以更開放、更包容的心態去引進國外人才，如果無法吸引國外優秀工程師到國內來，可以到國外開辦設計中心，聘請當地有實力的技術工程師;第二要重視現有的技術人才，半導體的知識結構需要有較長的積累，射頻工程師尤其如此，企業要在留人、用人方面多下功夫;第三是加強後備人才的培養，加大度吸引學生或專業人才進入集成電路業，尤其是技術含量較高的射頻領域。
左藍微電子已吸納了國內外眾多優秀的人才，團隊中既有一批半導體和電子工程領域的傑出專家，也有行業內具有多年經驗的成功企業家、海外高層次留學人才，核心團隊由“千人計劃”成員、特聘專家組成。公司在美國馬里蘭設置了研發中心，公司芯片設計團隊來自國內外知名的IC設計企業，擁有多款射頻類IC產品設計量產經驗，系統團隊來自眾多知名公司的博士團隊，在行業中擁有突出的人才實力。
基於不斷加強的人才積累和技術積累，左藍微電子的發展規劃是先從射頻的基礎工作做起，從材料模型的設計做起，然後立足高端射頻前端器件的開發，推動產品做深做全。目前公司已經推出了樣品，性能達到國內先進水平，通過了10多個手機項目的性能驗證，預計明年將會批量生產。下一階段，左藍微電子將針對市場需求的產品做到全覆蓋，低端採用SAW方案，中高端採用TC-SAW和BAW方案，在面向未來的毫米波領域採用MEMS解決方案。在此基礎上，針對客戶和市場需求有目的進行多規格模組開發，進一步增加集成度、降低成本。
張博士表示，想要做到產業鏈的整合和人才的集聚，資的投入必不可少。近期左藍微電子能夠入選“2019中國最具投資價值企業—新芽榜50強”，也反映出投資市場對於國產射頻前端器件發展的看好。在產業鏈的共同合作下，國產射頻前端器件發展面臨的挑戰將有望被逐步解決，相信國產器件的市場接受度在未來會越來越高，最終產品與技術達到趕超國外巨頭的水準。
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