小賽道里的大江湖：5G時代，全球射頻前端產業(yè)迎來“變局”

盡管當前5G發(fā)展受到全行業(yè)空前的關注，但Wi-Fi、藍牙和UWB等其他連接標準也在不斷發(fā)展，而它們共同推動著射頻前端（RFEE）市場增長。

射頻前端是移動通信設備的關鍵部件，其作用是接受和發(fā)送無線信號，進行數(shù)字信號和模擬信號的轉換。在5G時代，射頻前端重要性日益凸顯。5G需要支持更多的頻段、進行更復雜的信號處理，射頻前端在通信系統(tǒng)中的地位進一步提升。同時，射頻前端電路需要適應更高的載波頻率、更寬的通信帶寬，更高更有效率和高線性度的信號功率輸出，自身需要升級以適應5G的變化，在整體結構、材質以及器件數(shù)量方面都需要巨大的革新。

有業(yè)內人士指出，射頻前端將是5G極具挑戰(zhàn)、又至關重要的領域，行業(yè)格局日新月異。

5G時代 射頻前端至關重要

過去數(shù)十年的時間，通訊行業(yè)經歷了從2G到3G，再由3G到4G的逐步迭代，再從4G升級到如今的5G。更多頻段的開發(fā)、新技術的引入令高速網絡普及，手機也從當年短信電話的功能機轉變?yōu)楦佣嘣闹悄芙K端，滿足即時下載、社交直播、在線游戲等需求。

伴隨著這種轉變，通訊性能成為手機越來越重要的指標。這其中射頻前端作為核心組件，作用更是舉足輕重。其主要扮演著兩個角色，在發(fā)射信號的過程中扮演著將二進制信號轉換成高頻率的無線電磁波信號，在接收信號的過程中將收到的電磁波信號轉換成二進制數(shù)字信號。

簡單來說，基帶信號處理器能夠對需要的處理信號進行轉換；對數(shù)字信號、模擬信號進行轉化。隨后經過射頻芯片進行調制，變成射頻信號。而射頻前端則是對射頻信號進行過濾和放大。若沒有射頻前端芯片，手機等移動終端設備將無法撥打電話和連接網絡以及使用無線通信功能?？梢哉f，射頻前端在無線通信中有不可或缺的作用。

與此同時，射頻前端的變革始終追隨無線通信的演進。移動通信技術從2G發(fā)展到5G時代，移動網絡速度越來越快，需要不斷增長的射頻前端芯片的支持。如今，射頻前端對于支持全天續(xù)航能力的高性能5G終端更為重要。射頻前端包括調制解調器和終端天線間的眾多射頻組件，影響并管理無線發(fā)送和接收的全部信號。與4G早期不到20個頻段組合相比，5G有超過10000個頻段組合，顯著增加了射頻前端的復雜性。

對于5G來說，這不僅僅意味著高速的數(shù)據連接，同時還支持海量的IoT應用和低時延高可靠性的場景。未來，物聯(lián)網將逐步接入大量的終端設備，最后實現(xiàn)海量的連接，大量的網絡互聯(lián)將帶來射頻前端芯片的需求大增。全球應用于窄帶物聯(lián)網通信的頻率，分布在中低頻范圍。因此，射頻前端的設計者需要在寬帶匹配、諧波抑制、超低功耗還有低成本方面選擇最優(yōu)化的設計方案。

市場前景可期 競爭格局生變

隨著移動終端設備從手機到平板電腦、智能穿戴的不斷豐富，移動醫(yī)療、智能家居等新興應用領域的逐步發(fā)展，以及射頻前端芯片價值量的提升，這些因素全方位促進全球射頻前端市場規(guī)模高速增長。

據Gartner預測，到2026年射頻前端市場規(guī)模將達到210億美元，2019年至2026年間的復合年增長率為8.3%。

放眼全球，傳統(tǒng)的射頻前端市場基本由全球領先企業(yè)占據，主要是四家廠商：Broadcom、Skyworks、Qorvo和Murata。隨著通信制式的不斷復雜化與單機ASP提升，形成射頻部分一體化射頻解決能力才能占領最大的市場份額。自2014年以來，這些巨頭進行了一系列布局，來強化自己的射頻芯片布局；還有一批基帶芯片廠商借助SoC芯片的優(yōu)勢切入射頻前端市場，完成了對射頻芯片和基帶芯片的兼并發(fā)展。

其中，最為典型代表是高通。其在2014年收購Blacksand進入PA市場，2016年同日本電子元器件廠商TDK聯(lián)合組建合資公司進入濾波器市場，為5G時代射頻前端技術提前布局，同時發(fā)布全球首款5G調制解調器驍龍X50。2017年2月，高通推出了全新的射頻前端解決方案RF360，提供了從調制解調器到天線的完整解決方案。

2018年9月17日，高通用31億美金收購TDK股份，RF360成為高通全資子公司。高通基帶加上RF360射頻的方案在5G推廣初期占據先機。5G對手機射頻部分帶來的增量巨大。同時，高通推出的包絡追蹤器為射頻前端提供了成本優(yōu)化的解決方案。高通以基帶協(xié)同RF360射頻前端進行布局，是當時市場上為數(shù)不多提供覆蓋天線到調制解調器的解決方案的廠商，這樣的模式能大幅度降低在供應鏈中的成本，降低開發(fā)設計風險。

尤其是在5G毫米波的發(fā)展趨勢下，高通進軍射頻前端領域的優(yōu)勢盡顯。高通于2019年2月推出X50的后續(xù)版本X55，能夠實現(xiàn)高達7Gbps的下行、以及3Gbps的上行速率。同時推出了相配套的射頻前端方案，最突出的是支持全球毫米波頻段（26GHz、28GHz、39GHz）的QTM525毫米波天線模組，其可以實現(xiàn)厚度小于8mm的5G手機。高通通過將收發(fā)器、開關等前端器件和天線陣列都集成在一個模組當中，極大地簡化了5G手機開發(fā)難度，并且有效控制了模組尺寸。

高通表示，射頻前端已經成為重點關注的四大關鍵業(yè)務領域之一。據悉，憑借著領先的射頻前端性能和跨全品類的業(yè)務擴展，2021年高通射頻前端單元累計出貨量達80億個，其中單個組件出貨量均超過3億個。

智能手機之外 賦能更廣袤的藍海市場

疫情期間的隔離政策讓大眾深知“連接”的重要性，移動自由的無線標準（例如Wi-Fi、藍牙和超寬帶技術）幾乎觸及每一個人的生活。尤其是Wi-Fi，憑借著傳輸速度快、建設成本低，幾乎成為生活“必需品”。

Wi-Fi也是射頻前端的重要戰(zhàn)場之一。和藍牙、GPS相比，Wi-Fi技術迭代較快、射頻前端復雜度更高。目前，全球只有少數(shù)公司能在技術壁壘較高的Wi-Fi射頻前端領域進行布局，高通正是其中之一。

近日，高通宣布推出Wi-Fi7射頻前端模組，將其調制解調器和射頻的優(yōu)勢擴展至Wi-Fi，該模組適用于汽車、擴展現(xiàn)實（XR）、PC、可穿戴設備、移動寬帶和物聯(lián)網等領域。

據悉，Wi-Fi射頻前端模組融合了Wi-Fi基帶芯片和天線之間所需的關鍵組件，放大并適配信號以支持最優(yōu)無線傳輸。制造商可利用上述模組，快速且經濟地開發(fā)Wi-Fi客戶端設備。此次推出的全新模組支持5G與Wi-Fi共存，與高通ultraBAW濾波器配合以支持5G/Wi-Fi并發(fā)，增強使用蜂窩網絡終端的無線連接性能。

高通透露，目前，全新射頻前端模組正在出樣。搭載該全新解決方案的商用終端預計將于2022年下半年上市。

智能手機時代，高通的技術優(yōu)勢十分明顯。2021財年，高通在智能手機射頻前端領域收入排名第一。高通也一直在智能手機之外的領域擴展技術應用，比如汽車、物聯(lián)網、PC、XR等等。全新射頻前端模組的推出與高通戰(zhàn)略相契合，即通過調制解調器到天線的解決方案，將高通在智能手機領域的領導力擴展至汽車和物聯(lián)網領域，從而使高通成為覆蓋不同行業(yè)的射頻前端全球領軍企業(yè)。

目前，大多數(shù)已發(fā)布或正在開發(fā)中的采用高通技術公司連接芯片的5G汽車、5G固定無線接入CPE和5G PC，都使用了其射頻前端技術或組件。此外，高通射頻前端技術正加速應用于消費級物聯(lián)網終端，如可穿戴設備。

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