我們能從射頻巨頭的發展學到什麼?

《仙劍奇俠傳》中主人公李逍遙在遊戲中後期的經典功力加成技能——“天罡戰氣”,使用此技能旨在增強李逍遙後續的輸出功力,而在無線通信領域的射頻放大器同樣起到的是增強輸出功率的效果——增強發射端輸出信號的作用。

我們能從射頻巨頭的發展學到什麼?

功率放大器

射頻前端組成

射頻前端是無線通信中不可或缺的組成之一,負責射頻收發、頻率合成、功率放大,能夠保證手機在不同頻段下通信功能的實現。射頻前端模塊主要由功率放大器(PA,Power Amplifier)、低噪放大器(LNA,Low Noise Amplifier)和射頻開關(SW,Switch)組成,此外還搭配了濾波器(Filter)和雙工器(Duplexer)等元件,其中以功率放大器和濾波器的技術難度最高。由於功率放大器在射頻前端中的核心地位,近十年來隨著智能手機的發展所帶來的產值規模的擴大,一直以來都吸引著業界的關注。

我們能從射頻巨頭的發展學到什麼?

功率放大器(以下稱PA),是決定信號發射性能的核心電路,從發出端的信號中擇取主信號,放大信號幅度和功率,同時保證信號的清晰。PA的設計要求很高,從頻率覆蓋到性能再到功耗均是考慮因素,主要指標為輸出功率、線性度、效率和諧波抑制性等。

PA發展趨勢

PA主要的應用場景包括手機、WiFi路由器、通訊可穿戴設備以及未來物聯網通訊設備。其中以移動通信和WiFi路由為當下最主要的應用平臺。

移動通信方面,手機對於PA的性能要求隨著2G到4G的演進不斷提升,所使用的生產工藝歷經多次演化,產品單價也隨之攀升。

我們能從射頻巨頭的發展學到什麼?

從2G到4G,手機經歷了從單一PA到集成射頻芯片再到外掛PA的過程,原因在於隨著手機通信對線性度、功率增益和功耗的指標要求大幅提升,集成PA芯片的方案無法滿足各項性能要求。同時,4G/5G射頻產品需要實現向下兼容(2G/3G/4G),頻段分佈增多、數十倍的頻譜帶寬的增加,多個頻段需要多個芯片單元,要滿足高帶寬、抗干擾能力強等要求,使得PA的設計難度大大提高。從上圖中的手機通信組件結構演變可以看出,PA的數量在增多,功耗方面的要求也驅動原本的集成方案轉向外掛分立方案。

我們能從射頻巨頭的發展學到什麼?

WiFi路由方面,隨著IEEE協議從802.11n到802.11ac的演進,雙頻路由器(2.4GHz+5GHz)大量普及,從傳統的兩條2.4G天線到兩條2.4G和兩條5G天線配置,每條天線均需要對應一顆PA芯片,同樣帶動了對於PA的數量需求和性能要求。

我們能從射頻巨頭的發展學到什麼?

綜合以上可以看出,智能手機的演化和WiFi路由的發展,不僅提升了PA的使用量,還增加對於高頻條件下PA的性能要求。使用量的增加帶來了PA產量的迅速增長,同時對於高性能的研發投入也提升了PA的單價水平。

我們能從射頻巨頭的發展學到什麼?

產業鏈梳理

集成電路生產模式

PA屬於集成電路產業下的細分行業,因此其產業鏈構成符合一般集成電路產業鏈的基本特徵,從上游到下游分別是芯片設計、芯片製造、封裝和測試、分銷、模組廠/方案商/品牌商、終端用戶。

我們能從射頻巨頭的發展學到什麼?

從1950年代末期德州儀器(TI,Texas Instruments)的基爾比和Intel的諾伊斯分別獨立發明了集成電路開始,到1980年代中期,集成電路的製造模式以IDM(Integrated Device Manufacture)為主要形態,芯片公司負責芯片從設計、製造、封裝到測試的全部階段。1987年,張忠謀離開TI創立臺積電,臺積電成為全球第一家專業集成電路製造服務公司,不設計或生產自有品牌產品,將所有產能提供給客戶。這種專業代工模式為集成電路產業開闢了一條新道路,臺積電進而佔領了全球IC代工市場的大半份額,成為全球最大的晶圓代工業公司。如今IDM和代工模式的並行仍然是集成電路製造的典型特徵。

說到集成電路產業鏈不得不提的就是其生產工藝及用料上的差異,而PA生產工藝的演化正是這一差異的典型代表。在2G時代,通信集中在低頻頻段進行,所傳輸的速率有限,對於PA的輸出功率要求不高,因此PA可與基帶芯片做集成,採用CMOS工藝製造,其特點是低成本、低功耗、體積小。而到了4G/LTE時代,通信所使用的頻段數量增多,傳輸速率大大提升,對於PA的輸出功率和線性度的要求大大提高。由於CMOS工藝中硅元素特性的差異導致其無法滿足PA對於性能的要求,因此砷化鎵(GaAs)工藝的優勢得以體現。

同樣,在砷化鎵工藝領域也有著IDM和代工並行的格局。但與硅晶圓不同的是,砷化鎵器件的產值遠遠小於硅晶圓集成電路,其下游應用也遠少於後者,細化分工的產生源自於規模經濟效應,因此砷化鎵方面對於代工的需求和發展並不如硅晶圓方面進展巨大,在砷化鎵器件生產領域仍然以IDM的產能佔絕對優勢。

CMOS 工藝 VS. GaAs 工藝

CMOS和GaAs工藝之間的差異主要體現在以下方面:

首先,LTE手機對PA的性能要求相較2G/3G手機更高,包括增益功率、效率和線性度,其中線性度尤為重要,所以耐壓高的GaAs工藝更受青睞;GaAs襯底損耗小,可以集成高質量的無源元件。

其二,Breakdown Voltage(擊穿電壓)和Heat(散熱)必須考慮。在射頻信號下,管子的瞬態電壓可能達到幾十伏,CMOS工藝大概在10多伏,而砷化鎵方面,穩懋(全球第一大砷化鎵代工廠)的很多工藝都可做到40伏以上。CMOS有SOI工藝,可以顯著減小寄生電容,但因為多了一層絕緣層,所以散熱更差,一般拿來做SW。

其三,GSM的操作頻率不到1GHz,LTE是GSM的數倍,因此要求器件在高頻率下有更好的工作性能。砷化鎵材料的電子遷移率是硅材料的數倍,另外作為襯底材料,電阻率低寄生電容也更小,噪聲小、擊穿閾值高,這些特性導致砷化鎵材料有更好的高頻特性。CMOS則需要解決高功率擊穿和轉換速度問題。GaAs HBT輸出電流與輸入電壓呈指數關係,並且它的電子遷移率比硅大5~6倍,電流密度較高,跨導比CMOS高很多,所以在高頻和高速應用上,GaAs都完勝CMOS。

我們能從射頻巨頭的發展學到什麼?

CMOS工藝比GaAs有優勢的地方主要是集成度和成本, 但凡是要求效率、噪聲、線性度等指標的放大器都不會選擇CMOS工藝。如果還要追求更大的功率和效率,會選擇GaN。綜上所述,由於在材料特性上的差距,決定了CMOS工藝暫時做不了高頻的PA,未來工藝將如何演進,還需要時刻關注晶圓廠的腳步。

PA產業鏈

由於存在上述工藝之間的差異,因此PA的製造有著自己專屬的產業鏈條。

我們能從射頻巨頭的發展學到什麼?

值得注意的是,砷化鎵工藝產業鏈中,代工廠的產能佔比遠小於IDM廠商,見下圖。

我們能從射頻巨頭的發展學到什麼?

IDM把控著產能和工藝優勢,對下游代理和品牌商均有著不錯的控制力,其銷售費用佔收入之比也普遍小於大部分CMOS工藝的廠商。誠然如Skyworks作為蘋果公司的供應商,其銷售規模的激增受益於過去十年裡iPhone的成功,並且蘋果對其收入的貢獻度頗高,但由於其顯著的產品優勢和砷化鎵產能的稀缺性,導致蘋果對其依賴度反而較高。

我們能從射頻巨頭的發展學到什麼?

競爭格局

PA設計方面,主要取決於設計團隊的技術能力、經驗積累和專利支撐,PA作為模擬芯片的特點之一就是更依賴工程師的經驗和Know-How。並且由於PA需要滿足的性能參數眾多,因此不可避免需要研發時間的積累,對於後來入局者具有一定障礙。

PA生產方面,IDM廠商佔據著絕對份額優勢,不論從設計能力、產品性能還是產能掌控方面均有著巨大優勢,這其中的典型代表為Skyworks、Qorvo以及Avago(Broadcom),三家對於砷化鎵器件的市場份額佔比合計超過60%。在終端PA模組市場銷售合計佔比更是高達80%以上。

我們能從射頻巨頭的發展學到什麼?

市場格局方面,在高端LTE手機應用領域,三家IDM廠商處於寡頭壟斷的地位,尤其以Skyworks和Qorvo雄踞PA製造第一集團。國內PA廠商曾經在2G/3G時代取得過不錯的成績,但在4G時代未能實現技術突破,並且屢屢陷入知識產權的糾紛之中。此外,國內廠商產能方面受制於代工廠,而砷化鎵晶圓第一大代工廠穩懋(WIN Semi)雖然在砷化鎵代工領域佔據了絕對優勢,但其產能只佔全部市場產能的6%,遠不及Skyworks和Qorvo。值得注意的是,Broadcom既是穩懋的大客戶同時又是其第三大單一股東,其對於產能的掌控力由此也可見一斑。未來代工行業的份額能否進一步提升,還要看下游對於化合物半導體的需求程度。

我們能從射頻巨頭的發展學到什麼?

同諸多半導體細分領域一樣,射頻前端領域的發展同樣經歷著收購與合併,其中以RFMD和TriQuint在2014年的合併最為重量級,在二者合併之後成立的Qorvo成為了能夠與Skyworks技術比肩的行業領軍之一。

我們能從射頻巨頭的發展學到什麼?

高通曾在2016年與TDK成立合資公司RF360。在此之前,高通還曾收購過CMOS PA供應商Black Sand,希望發展其彼時的射頻方案RF360TM,採用CMOS工藝進行PA設計,但兩年之後宣佈放棄,最終轉向砷化鎵工藝,由此亦可見砷化鎵方案短期內還難以取代。

我們能從射頻巨頭的發展學到什麼?

在國內手機廠商已經成功躋身世界頂級手機制造商身份的情況下,國內PA廠商目前仍然未能在LTE手機上取得重大突破,以“價格屠夫”小米為例,其所使用的PA產品來自Skyworks和Avago。在LTE手機領域,國內使用的PA產品95%依賴進口,而在更高頻的WiFi路由領域,國內廠商更是鮮有作為。

我們能從射頻巨頭的發展學到什麼?

對於芯片設計公司來說,其製造成本主要來自於物料成本及加工費,也就是代工廠和封測廠的收費,通常至少會吃掉接近一半的收入,銷售費用、管理費用和研發投入則是必要的費用開支,因此其產品定價需要確保一定毛利,否則淨利無從談起。但由於在產品性能上同國外廠商相比難以匹敵,國內PA廠商不具備定價權,導致其毛利空間過低,進而影響企業的持續運營。這也是在集成電路領域容易出現強者恆強的格局的重要原因之一。

到這裡我們對射頻前端中的核心器件PA做了重點介紹。處在一個近十年內才崛起的細分行業裡,Skyworks、Qorvo們究竟是如何一步步隨著行業的成長逐步成長為年收入超過30億美元的行業領頭羊的呢?

在這一行業中Skyworks和Qorvo都是伴隨無線通信技術的發展成長起來的行業領軍企業。不得不提的是,作為佔據射頻前端市場份額最大的兩家公司,二者的發展軌跡和經營決策有著一定程度的差異,這也導致了雙方的財務表現有所不同。

我們能從射頻巨頭的發展學到什麼?

Skyworks

公司基本介紹

Skyworks Solution是全球領先的射頻芯片IDM廠商,擁有自己的晶圓代工廠、封裝和測試廠,設計、生產和銷售應用於移動通信領域的射頻及完整半導體系統級的解決方案。Skyworks為下游客戶提供模擬及混合信號芯片,廣泛應用於汽車、通信設備、能源管理、工業、醫療、軍事、移動智能終端等多個領域。

Skyworks提供的產品包括了放大器、衰減器、循環器、解調器、檢波器、二極體、定向耦合器、前端模組、混和器、隔離器、照明與顯示解決方案、混頻器、調節器、光耦合器、光隔離器、移相器、合成器、功率分配器與合成器、交換器及高科技陶瓷。涉及的工藝包括GaAs HBT、pHEMT、BiCMOS、SiGe、CMOS、Silicon、SOI及TC-SAW。

公司成長曆程與分析

Skyworks於1962年成立於美國,前身是Alpha Industries;2000年收購了Philsar Semiconductor,一家RF芯片設計公司;2001年12月,Alpha併購了Conexant的無線通信事業部,包括其在美國加州的一家砷化鎵晶圓製造工廠,2002年6月Alpha收購了Conexant在墨西哥的封裝測試工廠,之後Alpha改名為Skyworks,並於2002年在美國上市。

現在Skyworks在全球已經擁有超過2000個客戶,9500個員工,2600個專利和2500個模擬元件產品,年營收接38億美元,市值約120億美元。

我們能從射頻巨頭的發展學到什麼?

隨著無線蜂窩網從2/3/4G向5G演進,以及非授權頻段無線通信技術如Wi-Fi、Bluetooth、ZigBee、LoRa的發展,無線通信技術可用的頻段和制式越來越多,對於射頻器件提出了多模多頻(Multi Mode Multi Band,即MMMB)的支持需求。新技術如載波聚合、多天線技術(Multiple-Input Multiple-Output,即MIMO)等的應用,使得射頻系統的複雜度和集成度逐漸上升,單機需要配置的射頻元件數量增加。同時隨著無線通信技術應用在越來越多的下游場景中,射頻部分由於其在無線通信技術中日益重要的地位,使得其市場規模越來越大。

Skyworks在射頻領域積澱已久,在功率放大器、濾波器和振盪器等關鍵器件上擁有較強研發積累和經驗,憑藉在化合物晶圓代工上逐漸成熟的工藝,尤其在GaAs領域領先的製造工藝;通過與下游客戶的長期且緊密的合作,尤其是伴隨Top-Tier手機OEM和ODM廠商的成功,Skyworks成為了射頻細分市場上的領頭羊。

從2002年至今,儘管公司營收增速前後波動較大,但營業收入和利潤整體上呈現非常明顯的上升趨勢。隨著最近幾年全球智能手機市場增速放緩甚至出現下滑,公司的營收增速也隨之緩和下來。

我們能從射頻巨頭的發展學到什麼?

射頻前端市場的成長離不開下游的強烈需求,特別是智能手機及移動互聯網的發展對射頻產品的需求導向作用。

我們能從射頻巨頭的發展學到什麼?

2007年第一代iPhone發佈,2008年智能手機市場開始成長,雖然在2009年經受了全球金融危機帶來的下游需求放緩,但很快恢復過來;2011年富士康首次成為Skyworks主要客戶,意味著Skyworks正式進入iPhone供應鏈,之後隨著下游智能手機市場的快速增長,公司進入爆發性成長階段;2015年之後隨著市場競爭的加劇以及智能手機市場增速開始放緩,公司進入穩步增長階段。

我們能從射頻巨頭的發展學到什麼?

從歷史數據中可以看出,Skyworks經歷了初期的成長後,毛利率持續不斷攀升,近幾年來始終維持在50%以上。淨利率方面在2011年之後也開始不斷提升,最近幾年保持在20%以上。

2002-2006年,公司的毛利率和淨利率處於相對較低狀態,主要原因在於:第一,初期階段晶圓廠和封測廠的產能利用不足,產品良率不高,比如在2002年發生了客戶退貨事件;第二,此一時期公司基帶業務發展不理想,儘管投入了較多的研發和銷售,公司仍然於2006年中止了基帶業務;之後公司集中發展射頻業務,產能利用率開始提升。當時手機射頻方面的主要競爭者包括Avago、RF Micro Devices、Triquint Semiconductor等,Skyworks利用其在射頻方面的長期積累以及GaAs上的領先工藝,不斷鞏固在手機射頻方面行業第一的地位,利潤率開始提升;隨著3G/4G技術的演進,移動互聯網時代到來,尤其是2012年之後產業向LTE融合,無線通信的頻段和通信制式越來越多,對射頻技術的工藝要求越來越高,對於射頻來說,多模多頻的解決方案愈發重要,Skyworks利用自身領先的技術享受了技術壁壘帶來的紅利,將利潤率拔高到行業高位水平。

Skyworks作為典型的半導體公司,雖然其出貨量總體保持較快增長,但同時產品單價隨著整個市場大規模的出貨每年保持5-10%的下跌(Skyworks年報披露)。高毛利的持續來自規模經濟中成本的不斷降低,行業領先者可以始終享受到一定時期內技術領先帶來的高毛利待遇,但隨著行業的成熟和競爭的加劇,企業必須不斷降低成本或提供更具競爭力的新產品來維持高毛利。對於半導體制造企業來說,一方面出貨量的提升帶來了晶圓代工和封測廠產能利用率的提升,同時良品率的提升和大規模生產降低了產品的單位成本。另一方面行業領先者通過大規模的持續研發投入不斷更新和擴充產品,在行業競爭對手跟進之前,享受一段時期內技術領先帶來的高利潤。這也是Skyworks這樣的半導體企業經營的核心競爭力。

為了保持其領先地位,一方面Skyworks持續在研發上進行投入,其研發費用持續增長,儘管由於營業收入大幅增長,研發費用佔營業收入比例有所下降,但仍然穩定保持在10%-15%。考慮到模擬電路的研發更加依賴工程師的經驗和強調Know-How,以及公司收入逼近40億美元的體量,這一研發投入比例顯得更加驚人。另一方面, Skyworks通過收購新的公司來增強自身的產品線:

  • 2008年Skyworks收購Freescale Semiconductor的PA業務;
  • 2011年收購SiGe Semiconductor,擴充短距離RF和基於Si的產品;
  • 2012年收購AATI,補充自己在電源方面的模擬芯片設計;
  • 2014年與松下成立合資公司,設計、生產、銷售松下的SAW濾波器,補充了自己在濾波器方面的技術和客戶積累,後100%控股;
  • 2018年收購Avnera公司,以獲得其語音芯片設計能力。

自身穩定的研發投入和對外界的技術吸收儲備是Skyworks可以持續保持領先的原動力。

我們能從射頻巨頭的發展學到什麼?

2006年,基於下游市場競爭格局的變化,Skyworks停止了基帶方面的業務。2003和2004年,手機市場湧現出一批新進入者,不斷蠶食在位者的市場份額,但到了2005年,領先的OEM廠商開始回擊,包括諾基亞、摩托羅拉、三星、索尼愛立信和LG,利用其品牌力量和規模經濟重新奪回市場份額。市場的轉變對新進入者的供應商同樣造成了打擊,而Skyworks當時的基帶業務主要為Tier-Three的手機廠商提供服務,這種打擊直接傳導至Skyworks自身,同時基帶業務作為複雜度較高的技術密集型行業,需要持續的研發投入,當時Skyworks的基帶業務已經持續虧損,因此公司在2006年第四季度結束時中止了基帶業務,更加專注於RF和Linear Productions。從長遠看,這一決策挽救了Skyworks,儘管2007年公司的總體營收下跌,但其核心業務的營收幾乎保持不變,甚至小幅上升,不僅毛利率大幅提升,淨利潤也創下了歷史新高。同時,中止了基帶業務後,Skyworks開始和基帶芯片廠商展開了深度的合作,彼此由競爭走向合作。2009年遭遇金融危機,公司全球裁員150人,並放棄了已經實現了集成製造的收發器Transceiver業務,再次拋離了自身業務短板(Skyworks的優勢在於前端外掛FEM而非集成方案)。由此可見,在公司的發展過程中,及時根據市場以及所處的商業環境調整自身業務的能力尤其重要。

2000年以來,Skyworks的下游客戶集中度始終較高。根據Skyworks年報披露,2002年三星營收佔比為38%,摩托羅拉2002年營收佔比約為12%。到智能手機時代,蘋果成為Skyworks的最大客戶,在2018、2017和2016財年,蘋果營收佔比分別為47%,39%,40%;2017和2016財年裡,三星營收佔比分別為12%和10%;2017財年華為營收佔比首次突破10%。值得注意的是,儘管下游大客戶集中度始終較高,但從三星、摩托羅拉到蘋果,再到華為,公司一直是下游龍頭的主要選擇。

Skyworks從2G時代開始,為手機和通信基礎設備(基站)提供芯片產品,雖然早在2004年Skyworks就設立了Linear Products部門,開始逐步為下游汽車、工業、醫療、軍事、智能家居、無人機、通信設備等非手機客戶提供產品及服務,但移動智能終端方面的業務始終是Skyworks的主要營收和利潤來源。這一成熟的市場給了Skyworks較為穩定的成長,但有時也會因為大客戶需求下滑對營業收入產生明顯的負面影響,比如2016年蘋果需求下滑,直接導致當年營收增速幾乎為零。

2004年Skyworks就設立了Linear Products,針對下游非手機客戶,並且公司也一直強調客戶的多樣化,但其始終沒有成為營收的重大組成部分,這主要受限於下游應用的發展,像很多半導體公司一樣,產品受下游驅動明顯。無線通信發展到今天,Skyworks憑藉其過硬的射頻技術積累和作為IDM優質的供貨能力,在移動通信射頻戰爭中佔據了有利地形,但其仍然面臨著激烈的競爭,這從其最主要競爭對手Qorvo身上可以略窺一二。

我們能從射頻巨頭的發展學到什麼?

Qorvo

公司基本介紹

2014年,射頻前端行業排名第二和第三的兩家公司,RFMD和TriQuint平等合併,於2015年完成合並,組建了射頻方案公司Qorvo 。Qorvo是一家擁有移動通信、基礎設施、國防和航空航天核心技術和射頻解決方案的全球領先的IDM廠商,同樣擁有自己的晶圓代工廠和封裝測試廠,產品廣泛應用於移動終端、基礎設施、國防和航天、工業和汽車等方面。

合併後的Qorvo正式成為射頻行業的巨頭,提供的產品包括放大器、控制產品、分立式晶體管、濾波器、雙工器、變頻器、雙工器、變頻器、頻率源、物聯網控制器、光纖、無源器件、開關,涉及的工藝包括GaAs、GaN、SAW、BAW、CMOS、SiGe。Qorvo擁有廣泛的射頻產品和核心技術,為下游七個應用場景提供產品和服務,包括:移動設備、國防航空、CPE Wi-Fi、蜂窩網基站、光纖網絡、車聯網、智慧家居。

Qorvo既可實現高中低頻任意頻段內的全射頻前段集成,也可實現全頻段內單類射頻器件的縱向集成,產品組合多樣且靈活。前者以RF Fusion系列作為代表,面向高端市場,具有定製化的特點;後者以RF Flex系列為代表,靈活可配置,具有較高的性價比。Qorvo具有射頻前端全線產品,並不斷開發先進工藝和封裝技術,提高集成和系統化解決能力,提升自動化生產能力,這些成為Qorvo作為領先射頻前端廠商的核心技術能力。

公司成長曆程與分析

2014年,RFMD和TriQuint平等合併,於2015年合併完成,組建成Qorvo,在此之前RFMD和TriQuint就已經是射頻領域的佼佼者了。並且由於RFMD和TriQuint原本在業務端各有側重,幾乎沒有重度重疊,因此二者在合併伊始便矢志成為RF領域最強者。

◾ RFMD

RFMD(RF Micro Device)創立於1991年,是提供高性能射頻方案的領先企業,在手機PA、天線控制和開關領域具有領先地位。公司分為兩個業務部,分別針對移動智能終端射頻業務的CPG(Cellular Products Group)和針對Wi-Fi、無線基站、GaN業務的MPG(Multi-Market Products Group)。RFMD的產業鏈非常全面,不僅是一家射頻IDM廠商,甚至擁有自己的材料廠,但同時也使得其精力覆蓋過於分散。

我們能從射頻巨頭的發展學到什麼?

在合併之前, 受下游場景尤其是手機和無線通信的增長驅動,RFMD整體營收規模呈上升趨勢,同時週期性波動不斷,2008財年和2009財年受全球金融危機的影響,下游應用需求下滑;2012年營收出現較大衰退,主要是由於公司在3G/4G市場上的增長不足,同時2G市場開始衰退,此外公司在基站方面以及Wi-Fi市場端市場有所降低。

毛利率和淨利率方面RFMD表現始終不佳,毛利率始終在30%左右,主要是由於產能利用不足,固定成本無法通過大規模生產有效攤薄,導致製造成本過高,為改善這一狀況公司先後採取過一系列舉措:

  • 2009年,RFMD宣佈取消在移動收發器和GPS上的投入,同時縮減產能以應對全球經濟危機帶來的下游需求削弱;
  • 2013年,將分子束外延代工廠賣給IQE,以降低製造費用、增強產業鏈;
  • 2013年宣佈逐漸停止一家GaAs製造工廠,轉型為GaAs代工廠。

儘管如此,但直到合併前公司仍然存在產能利用率不足的問題,同時淨利率始終在低位。這同樣是由半導體企業的性質決定的,由於毛利率過低,壓低了自身的利潤空間,而銷售和研發費用仍然是其必要的持續性支出,這也導致了公司持續性的低利潤表現。

RFMD主要客戶是三星,但公司一直希望多樣化自身的產品和客戶,擴大自身規模,先後進行了一些併購,但效果都不明顯,儘管擴大了產品種類但由於產品端的激烈競爭,RFMD在營收和盈利能力方面沒有出現質的飛躍:

  • 2008年收購Sirenza Microdevices,擴大自身的產品線和客戶群;
  • 2008年收購Filtronic Compound Semiconductor,以增加RFMD的GaAs產能;
  • 2009年收購了Universal Microwave Corporation,UMC設計生產高性能的RF振盪器和合成器、CATV以及國防通信;
  • 2013年收購Amalfi Semiconductor,加強在RFMD在RF CMOS和混合信號IC方面的產品能力。

◾ TriQuint

TriQuint是全球領先射頻廠商,為通信、國防、航空航天應用提供射頻方案和代工服務,擁有全面技術陣容、領先研發實力和先進製造能力,其GaAs/GaN PA、BAW、SAW產品極具優勢。

TriQuint於1981年創立於加州,擁有RF集成芯片以及分立器件,尤其在高端濾波器方面獨樹一幟,此外TriQuint擁有7座晶圓代工廠,代工產能強大。

我們能從射頻巨頭的發展學到什麼?

得益於下游應用和無線通信技術的演進和發展,從2003到2011年 TriQuint的銷售規模呈現明顯上升趨勢,但由於同樣存在產能利用率不足的問題,導致TriQuint的毛利率不超過40%,直接導致公司利潤空間受限。

由於RFDM和TriQuint在產品技術方面重疊較小且運營方式接近,雙方於2014年進行了合併。新公司命名為Qorvo,整合了兩家的資源和技術,產品線齊全,矢志成為移動、基礎設施、國防領域射頻方案的全球領導者。

◾ Qorvo

合併後的Qorvo業務主要分為兩塊,MP(Mobile Products)和IDP(Infrastructure and Defense Products),MP主要針對移動智能終端,IDP主要針對國防、基站、Wi-Fi CPE、車聯網、智能家居等。

我們能從射頻巨頭的發展學到什麼?

Qorvo於2015年1月完成合並,2015財年的營收只包含了部分TriQuint的營收,2016財年開始Qorvo合併公佈了全部營收。2017年是Qorvo營收高速增長的一年,主要來自於下游需求上漲,包括手機、基站、WiFi及軍用市場,儘管大環境下手機市場增速明顯不足,但Qorvo多產品線的優勢彌補了單一市場的劣勢。然而,Qorvo在2018年營收下降了1.91%,主要由於中國客戶需求下降,雖然最大客戶蘋果需求有所上升,但總體營收仍然下降。同時可以從數據中看到,Qorvo的營收來源逐年豐富,IDP業務的營收佔比逐年升高,2018財年Qorvo客戶中營收佔比超過10%的只有蘋果,佔比為36%,2017財年營收佔比超過10%的主要客戶有蘋果和華為,佔比分別為34%、11%。

我們能從射頻巨頭的發展學到什麼?

合併後的Qorvo從營收規模上來說跨入了射頻前端第一陣營,但其盈利方面仍然沒能實現大的突破,毛利率仍然在40%以下,近年來持續遭遇負利潤。在Qorvo合併之前,RFMD和TriQuint都分別有產能利用率不足的問題,合併之後的的Qorvo仍然被這一問題所困擾,這導致大量的固定成本無法通過大規模生產攤薄,產品成本居高不下,加之市場端的激烈競爭,公司毛利率始終難以提升。持續性的研發和銷售開支也導致Qorvo的淨利率持續處於低位。

Qorvo雖然在財務方面保守產能過剩的困擾,但其生產能力的確是其未來競爭的一大利器。Qorvo在北卡州、俄州、德州和佛州擁有行業領先的GaAs、GaN、TC-SAW、SAW和BAW生產工廠;2016年Qorvo進一步擴大TC-SA、SAW產能,並且BAW製程向8英寸轉換;2017年收購GreenPeak Technologies,補充基於Si的生產工藝。

Qorvo不斷開發先進的生產工藝和封裝技術,比如在基站應用中,公司的GaAs HBT PA提供低噪聲的性能,同時GaN PA提供高線性高能效高輸出以及低能耗的性能。尤其是GaN工藝,Qorvo在國防領域擁有長期研究生產GaN的歷史,隨著GaN工藝的發展,以及其可預見的在未來多個應用場景的需求增加(如基站),Qorvo無疑提前做出了相應佈局。

我們能從射頻巨頭的發展學到什麼?

總結Skyworks和Qorvo以及

對中國IC公司的啟示

Skyworks作為射頻前端行業的龍頭在過去多年裡始終保持了強大的競爭能力,特別是在產品實力上的領先,多年以來Skyworks的產品往往最早推向市場,這也是其始終掌控著定價能力,維持著高毛利的核心。

不同於Skyworks部分自產部分代工的策略,Qorvo只有SiGe工藝的產品會與全球領先的Foundry廠合作生產,其他化合物產品生產幾乎全部來源於公司自有產能。儘管面臨著下游激烈的競爭,使得Qorvo毛利提升有限,但突出的生產能力仍然是其提前佈局下一代應用的重要競爭利器。同時,Qorvo多產品線的優勢也使其不容易受單一客戶影響從而維持營收水平不會出現過度波動。

總結Skywoks和Qorvo過去的成功經驗可以發現有以下幾點可以給到中國企業以啟示,這些特點也同樣適用於其他一般半導體制造企業:

  • 產品的定位結合自身特長:無論Skyworks還是Qorvo過去都在軍工領域有著射頻方面的技術積累,二者在切入消費端的時候也因此受益,選擇了自身擅長的方向進行切入,Skyworks更是始終佔據著市場的領先地位;
  • 規模經濟:Skyworks和Qorvo都屬於集成電路製造企業,其生產成本可以隨著生產規模的擴大持續降低,擁有後來者短期內無法比擬的成本優勢和生產經驗積累;
  • IDM模式:在化合物半導體領域,由於下游應用的關係,產能掌握在IDM廠商手裡,IDM的特點在於對於產品的供貨有著全面的自主可控性,可以保證己方產品供貨;隨著下游市場的逐步擴大,未來代工廠的市場份額可能會進一步擴大,從而與IDM廠商形成競爭,利好其他新進Fabless,但這一過程的演變仍然需要下游市場的繼續擴大以及代工廠的技術積累,還需時間的檢驗;
  • 持續的研發投入:半導體企業的特點之一在於研發的持續性,即使企業以相同比例投資,領先企業仍然可以以更大規模的研發投入來建立優勢 ,使自身保持持續領先;
  • 多產品線優勢:在技術領域,單一產品或方案是極容易被取代的,即使不被取代,其價格也會隨著生產規模的擴大而持續下降,擴充產品線以避免“一榮俱榮一損俱損”的情況出現十分重要;
  • 及時的轉變和取捨:在半導體企業的發展演進過程中,諸多的企業曾多次出現過Discontinuity(“非連續性”)的發展情形,這需要企業能夠及時放棄一些“無力迴天”的產品迅速轉向新的方向,能夠找尋到新的增長市場,這也是企業多產品線和持續研發的優勢體現。

對於中國集成電路製造企業來說,在很多細分領域都屬於後來者,但面臨的下游場景可能各不相同,中國公司如何能夠實現破局而入、快速成長,是需要深入思考和論證的,以下是作為新進IC公司可以參考的部分建議:

其一,選擇一個在位者還不太強勢的競爭環境進入有利於獲取更自由的發展空間;

其二,在存量市場上選擇國際大廠留下毛利空間的方向進行嘗試,同時在增量市場上需要做好應對全球競爭的準備;

其三,產品定位需要考慮成本、下游客戶的接受度、是否能夠快速導入形成銷量,並且下游應用空間需要滿足企業早期的發展需要;

其四,選擇下游客戶不太集中,或不具備太強話語權,對新進供應商相對友好的行業;

其五,研發需要懂市場,瞭解客戶的需要,便於以客製化產品或服務取得先機,同時研發需要具備一定擴展性以便持續發展,如果有系統級的研發體系更好;

其六,下游應用場景中的產品價值相對可控,或選擇對自身芯片產品容忍度較高的產品,比如LTE手機中使用的射頻芯片,雖然單一芯片的絕對價值很低,但一旦出現批量的缺陷,損失的其實是一批手機的價值,這是手機品牌商所不能承受的缺陷事故,也是芯片供應商所不能承受的賠付損失,因此即使是低價LTE手機仍然會選擇Skyworks、Qorvo等大廠產品;

銷售和FAE團隊需要深刻理解市場,理解客戶需要,一方面更好服務客戶,另一方面配合研發定義好產品。

以上,與中國Fabless共勉。


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