美髮達國家獨大,強者愈強

目前全球射頻前端市場總規模穩定增加,且集中度較高,前四大廠商幾乎佔據着85%市場,領先的廠商均是日美髮達國家企業,分別是Skywork、Qorvo、AVAGO和muRata。

全球射頻前端市場增長及份額

除此之外,全球射頻公司還在不斷的進行整合演變。不斷可擴展技術、產品及市場渠道,進行有機結合。強強聯合,強者俞強。

全球射頻公司整合演變一覽美國三大射頻巨頭:Qorvo、Avago、Skywork

Qorvo利用收購,拓寬產品線

Qorvo是2015年由RFMD和TriQuint兩家公司合併而成立一家RF廠商。兩家公司合併後的Qorvo完成了天線、功率放大器芯片、濾波器和射頻開關的全產業線佈局。公司主要包括兩個部門,移動產品以及基礎設施和國防產品。這兩個部門具有一個共同的特點:射頻與通信,其中射頻技術是Qorvo專注的領域。

自Qorvo成立後,公司就進行了多次併購,來擴大其產品線。在這個過程當中,Qorvo根據當時的市場情況,首先針對物聯網領域進行了佈局——2016年4月,Qorvo宣佈收購物聯網解決方案供應商Green Peak,此次收購讓Qorvo得以擴展RF解決方案和系統芯片 (SoC),爲其在智能家居、物聯網等領域的快速發展提供了強有力的支持。

當時間進入到2019年以後,5G的發展開始被業界所關注。而Qorvo因有Sub-6G和mmWave技術,被業界看好其在5G時代的發展。乘着5G的東風,Qorvo也在2019年進行了多次收購。在這幾宗收購當中,我們不僅看到了Qorvo不僅僅在豐富射頻產品線,也在積極擴展非射頻產品的業務。

在非射頻產品線中,Qorvo收購 Active-Semi International當屬典型的案例。Active-Semi是電源管理和智能電機驅動IC市場的新興領導者,並不屬於Qorvo常規經營範疇,Qorvo爲什麼會青睞於此?對此,Qorvo方面曾表示,收購後,Active-Semi將成爲 Qorvo 基礎設施與國防產品 (IDP) 部門的一部分。而電源管理在Qorvo所專注的IDP(包括5G基站、國防有源相控陣、汽車和物聯網)市場的營收貢獻將會越來越多,這是Active-Semi吸引Qorvo興趣的原因之一。此外, Active-Semi的電源管理芯片在運動相機市場拿下大概50%的市佔,在固態硬盤中的份額也介乎20%到25%之間,電機產品也和全球領先的大客戶建立了緊密的合作關係。更重要的一點,Active-Semi在攻克這些市場的期間,還積累起了開闢更多新興市場的技術基礎,也成爲了Active-Semi贏得Qorvo青睞的加分項。Larry Blackledge 在Active-Semi被Qorvo收購時曾表示:“Active-Semi 的可編程模擬功率解決方案與 Qorvo 的領先產品和技術組合的強強聯手會帶來大量機會,使公司可以增加營收,開發更高集成度的系統解決方案,進軍 5G 基礎設施等新的高增長市場。”

六個月後,Qorvo方面再次傳出收購消息。據悉,Qorvo本次收購了高性能RF MEMS天線調諧應用技術供應商 Cavendish Kinetics。對此,Qorvo表示,收購完成後,CK團隊將推動RF MEMS技術應用於Qorvo的全部產品線,並將該技術轉變爲能針對移動設備和其他市場進行大規模製造。

近日,根據Qorvo最新季度的財報顯示,Qorvo已就收購Decawave和Custom MMIC達成明確協議,公司表示將斥資5億美元收購這兩家公司。其中,Decawave主要專注於研發一種提供超寬帶(UWB)無線技術的低功耗芯片,其可以識別室內任何物體的特定位置。UWB芯片被蘋果應用於其iPhone11,iPhone 11 Pro和iPhone 11 Pro Max中。另外,也有消息顯示,華爲也計劃將UWB芯片用於其手機當中。種種跡象表明,未來圍繞着UWB芯片將會爲手機帶來新的發展機會。衆所周知,移動設備是Qorvo營收來源很重要的一部分,此時,Qorvo選擇收購擁有一流UWB技術的企業也是一種能夠快速進入到UWB領域的方式。通過佈局UWB技術,Qorvo也可將UWB技術與其此前收購的物聯網相關技術相結合,從而迸發出更大的影響力。

Avago射頻產品正走向邊緣化

在半導體行業當中,提到收購能手,就不得不提到現如今半導體行業排名第五的企業——Broadcom。現在的Broadcom是Avago於2015年斥資370億美元收購了當時的Broadcom Corp BRCM.O,後更名爲Broadcom Limited。

射頻芯片作爲Avago的原始業務之一,卻在Broadcom中走向邊緣化。根據外媒消息,Broadcom正在考慮出售其無線芯片業務,目前Broadcom正在與瑞士信貸合作,爲其射頻部門尋找買家。據悉,Broadcom此次計劃出售的RF部門屬於無線業務的一部分,但在 2019 Q4的財報電話會議中,Broadcom CEO 陳福陽表示,博通的無線芯片業務是獨立運營的。公司表示,目前該業務已被劃爲核心半導體業務之外的業務。

通過整合以上信息,有市場認爲,Broadcom的重心將開始由半導體轉向軟件。而通過Broadcom自2018年以來的收購情況來看,Broadcom的確已經在軟件業務領域開展了大規模的收購——2018年7月,Broadcom以189億美元現金收購軟件公司CA Technologies。2019年8月,Broadcom宣佈以107億美元收購殺毒軟件廠商賽門鐵克的企業安全業務。

即便Broadcom正在試圖拓展其軟件方面的實力,並有意向出售其射頻業務,但其射頻產品卻仍然被業界所認可。近日,Broadcom表示,公司已經與蘋果簽署了兩份多年合作協議,稱其部件將出現在蘋果產品中。據悉,這兩宗交易是去年夏天博通披露的射頻芯片供應協議的補充。Broadcom公司表示,兩家公司新的協議以及此前披露的其他合同將爲該公司帶來總計150億美元的收入。由此可見,其射頻業務的強勁實力。

Skyworks的孤軍奮戰

相對於Qorvo與Broadcom而言,Skyworks方面則鮮有買賣消息,可以說這家公司一直都處於孤軍奮戰的狀態。這家成立於1962年的企業致力於開發用於射頻和移動通信系統的半導體。據其例年財報顯示,在2011至2019年中,Skyworks的移動業務收入從11億增長到23億左右,年化增長率爲9.2%;非移動業務收入從2.84億增長到11億以上,年化增長率爲19%。非移動業務增速明顯高於移動業務。但Skyworks客戶集中度較高,其產品大部分銷售給蘋果公司——根據公司披露的相關信息顯示,蘋果公司在2018財年佔其總營收比重爲47%,是公司的第一大客戶。

除蘋果以外,Skyworks也是多家本土手機廠商的射頻供應商。受惠於中國手機市場在過去幾年中的成長,也爲Skyworks帶來了巨大的商機。據相關數據顯示,Skyworks營收來源最大的消費地區爲美國,第二大消費地區則是中國大陸,2018財年佔比25.4%,2019財年上半年爲22.1%。

同時,萬物互聯的趨勢也讓射頻成爲了必不可少的器件。根據近期5G Americas與推出的5G白皮書指出,蜂巢式物聯網正成爲廣域物聯網應用的首選技術;同時愛立信(Ericssion)2019年移動性報告中亦表示,蜂巢式連接的IoT裝置預計將從2018年的10億臺成長至2024年的41億臺,複合年成長率爲27%。其中LTE-M/NB-IoT(大規模物聯網)預計將佔其中的45%,遠高於2018的數量。在這種趨勢下,Skyworks在“觸網”時並沒有選擇收購,而是通過合作的來進行佈局。今年一月,Skyworks與Sequans聯手於2020年美國消費性電子展上展示新品,有意佈局NB-IoT/LTE-M市場。有媒體報道稱,本次Skyworks與Sequans的技術合作,將使大規模物聯網的布建加速,連帶提高5G應用。

此外,也有國外相關報道認爲,Skyworks將是即將推出的5G的主要受益者,它已經從最初推出的5G移動網絡和支持它的基礎設施中發現了新的動力。這也是Skywork能夠在射頻市場中保持競爭力的一大亮點。根據華爲發佈的全球產業展望預測,到2025年,全球將部署650萬5G基站,由於5G基站頻段高,覆蓋半徑小,傳播性能弱,需要更多小基站來實現室內室外場景的全面覆蓋,預計5G時代小基站的規模將數倍於宏基站。Skyworks所擁有的4G/5GSmallCell和Massive-MIMO基站解決方案,將在未來非移動端5G業務中發揮潛力,因此,也被業界所看好。

射頻前端全球五大供應廠商國產射頻PA的真實市場現狀

國內射頻PA三大市場:手機市場、WIFI市場、基站市場。根據法國調研機構Yole統計,手機PA市場約佔65%,WIFI PA市場約佔20%,基站市場約佔10%,其他爲5%。

手機PA市場現狀:

要了解射頻PA的真實市場需求現狀,我們需要從全球手機市場出貨量和國內手機市場出貨量來分析。

國產手機射頻PA分爲:2G PA、3G PA、4G PA、5G PA。

2020年,全球2G手機預估爲3億部,採用國產2G PA,其中昂瑞微佔60%以上;3G手機預估爲5000萬部,國內市場基本爲零,3G PA主要是昂瑞微和Qorvo;4G手機預測爲9.5億部,其中大約6億部來自中國,4G PA的需求大約爲50KK/M,假定SKY、Qorvo和高通PA分走50%的份額,國產射頻PA廠家的機會是25KK/M,國內有Vanchip、慧智微、展銳、飛驤、銳石創芯、昂瑞微等廠商提供4G PA,其中一家佔10KK/M以上。

華爲海思手機射頻PA具體出貨數據未知,在此不做具體分析。

據高盛最新的一份報告預測顯示,2020年全球5G智能手機出貨量將達2億部。2020年出貨的2億部5G手機都會採用國外5G PA,設計工作已完成或者即將完成。國內5G PA從樣品到量產交貨需要時間,真正的機會要等到2021年。

國產手機射頻PA有沒有機會,與Skyworks暫時停產無關,能替代的,已經替代,不能替代的,缺貨也很難替代,何況還有Qorvo。此外,需求大幅下滑,之前的備貨應該可以滿足市場供貨需求。從下面的國內外手機出貨數據和預測就可以看出。

WIFI PA市場現狀:

根據Yole和多方的數據統計結果,WIFI PA市場規模約爲手機PA市場規模的三分之一。

Yole之前預測,手機射頻前端市場將從2017年的150億美元增長到2023年的350億美元,迎來14%的高速增長。其中PA,將會從2017年的50億美元增長到2023年的70億美元,年增長率7%。

Yole之前應該沒有想到中國手機射頻PA會進展那麼快,中國手機射頻PA廠家會有那麼多,價格競爭會有那麼激烈,價格直接砍一半。如果Yole重新統計,全球手機射頻PA年銷售額至少會降到40億美金。

推算下來,WIFI PA/FEM的市場規模約10億美金是個比較準確的數字。這是一個小衆市場嗎?

通過WIFI PA全年砷化鎵晶圓消耗量統計,再乘以一片6寸晶圓上平均DIE顆數,得到的結果是約15億顆/年。隨着WIFI6的到來,這個數量還會上升,但國產WIFI PA的興起,導致產品均價會大幅下降。

WIFI PA/FEM正在經歷國產替代的過程,只要不是終端客戶指定,新項目上基本上都會首選國產芯片,包括臺灣立積,這也是立積Q3/Q4上市財報業績快速增長的原因。2019年立積受惠華爲等客戶802.11ac FEM網通產品拉貨穩定增加,營收6.48億元人民幣(非WIFI射頻產品佔10%),毛利率35.8%。隨着華爲WIFI6路由器量產提貨,立積2020年第一季度營收1.96億人民幣,同比上年季度增長95%。

到目前爲止,國產WIFI PA/FEM的市佔率不超過10%,包括臺灣立積。最新統計,國內做WIFI PA/FEM的公司已達13家。

基站PA市場現狀:

基站PA分GaN PA、LDMOS PA、GaAs PA,這些產品長期被國外廠家所壟斷,近些年國內公司也開始研發,真正批量出貨的很少。

GaN PA和LDMOS PA的主要廠家:NXP、日本住友、Amploen、Qorvo。

GaAs PA的主要廠家:Skyworks、Qorvo、高通。行業專家介紹,GaAs PA用於小功率基站,以2W爲主,4W的GaAs PA很難支持100MHZ帶寬。現在2W的GaAs PA已經有很多國內公司在做了,競爭也會很激烈。

目前,基站PA主要採用LDMOS PA,但是LDMOS技術適用於低頻段,在高頻段領域存在侷限性。行業人指出,5G基站GaN PA將成爲主流技術,GaN PA能較好的適用於大規模MIMO技術。根據Yole預測,2023年基站PA的市場規模將達到6-7億美金。國產射頻芯片與國外差距

國產射頻前端芯片取得了很大的進展,但也要看到差距,這種差距將長期存在。

有人問,國產射頻前端芯片什麼時候可以追上國外;我說10年,也有人說20年。什麼時候國內射頻芯片公司可以自己定義主流產品了,那時就可以說已追上或者超越國外公司。

在有些射頻前端芯片方面,我們已經追上國外。在主流射頻前端芯片方面,國產射頻芯片公司差距明顯,革命尚未成功,同志仍需努力。

國產手機PA的差距:

2G PA:各方面性能都不輸國外產品,成本更低。國外公司2G PA基本上不再供貨了。

3G PA:整體性能不輸國外產品,成本更低。國內廠家有昂瑞微,展銳、飛驤;國外主要是Qorvo CMOS 3G PA。

4G PA:分兩檔,中功率4G PA和高功率4G PA,國產中功率4G PA與國外產品基本上不相上下了,成本和價格上都有優勢,能替換的都已經替換了。國產高功率4G PA,整體性能上還是有點差距的,但也能滿足手機客戶的需求,最後取決手機客戶是否對性能有極致追求。

5G PA:國內產品差距還是很明顯的,SKY和Qorvo在去年已經量產交貨,國內公司今年纔開始有樣品。根據以往的經驗,SKY和Qorvo在年底會推出下一代5G PA產品,國內公司又要開始下一波的跟進。

爲了擺脫國產射頻芯片公司的跟進,SKY和Qorvo有三種方式:

不斷地更改PIN腳定義,改進一些小功能,其實也是大同小異,以先入爲主的方式,讓跟進者沒法直接替換。國內廠家要跟進量產,需要一年以後。

創建很多產品型號,通過芯片版圖改變一下PIN腳位置,變成同樣功能的產品有不同的型號,不同的客戶推不同的型號,讓國內公司不知道跟哪一個?感謝MTK,在手機上結束了這一做法,統一PIN定義,讓國產射頻PA縮短了差距。

在手機PA上,SKY和Qorvo只有一種做法,保持先進性、保持產品的複雜性、保持產品定義主導權。

記得10年前,國產2G PA在客戶端量產交貨,8年前國產3G PA也開始出貨。眼看着跟上了,最後還是沒跟上。

國產WIFI PA/FEM的差距:

WIFI 4 PA/FEM:國內中功率產品成本優勢明顯,整體性能上也已經不差於SKY和Qorvo。完全可以替代,但也要說明一下,這已經是SKY、Qorvo公司10年前的產品了。高功率產品,跟SKY和Qorvo還是有點差距。

WIFI 5 PA/FEM:國內很多公司都在做這個產品,能做好的公司不多,康希5.8G中功率FEM性能上國內做的最好。產品也分中功率和高功率,國內高功率FEM與SKY和Qorvo差距明顯。

WIFI 6 FEM:當前是熱點,很多射頻前端芯片公司紛紛加入這個賽道。WIFI6給射頻前端帶來了更多機會,也帶來了更多競爭。WIFI6 FEM同樣分中功率和高功率,國產WIFI6中功率已經出來,國產高功率WIFI6 FEM估計要到明年。SKY和Qorvo高功率WIFI6 FEM在2018年就已經面世,預估國內產品的差距至少是3年。

WIFI 7 FEM:SKY在客戶端已經可以提供樣品了。

WIFI PA/FEM有個好處,是個長尾產品。只要做的好,性價比高,市場一直存在。要跟隨SKY,也很有難度,同樣類型的WIFI6 FEM,SKY有330、331、333、337、340,國內公司怎麼跟?

國產射頻開關和LNA的差距:

射頻開關:射頻開關在技術上沒有什麼發展,工藝都是採用SOI,頻率支持不是問題,分GPIO和MIPI接口。卓勝微已經是世界上最大的射頻開關公司,國內射頻開關,性能好,成本和價格更好。我也分析了一下,市場價格在0.1USD以下的產品,SKY和Qorvo都沒有什麼興趣去繼續優化,做完就結束。

射頻Tuner:這個產品還是由國外公司領先和主導,主要廠家:SONY、SKY、Qorvo。Tuner分爲三級:耐壓40V、60V、80V。耐壓40V和60V,國內射頻芯片公司基本上都能做,但80V還有難度,也有聽說卓勝微已經做出來。據瞭解,耐壓80V已經滿足5G手機應用,對技術上沒有進一步的要求。市場上的Tuner主要爲SP2T、SP4T、DPDT、3P3T。

GPS/LTE/WIFI LNA:LNA是國內射頻芯片公司主導的市場。技術上,已經沒有問題;工藝上,已經很成熟,人才上,已經很充足。但國內公司不太關注高性能的LNA,這跟國內市場有關係,大家只關注量大的產品。

如果要說差距,濾波器的差距與國外是最大的。國產濾波器的追趕需要時間和投入。

文章來源:ittbank

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