射頻芯片一直被稱為“模擬芯片皇冠上的明珠”，其重要性不言而喻，伴隨著移動通信的跨越式發展，中國儼然已經形成了全球規模最大、最有活力的消費電子市場，在這片沃土上也涌現了不少射頻芯片廠商。 今年以來，國產射頻市場呈現出前所未有的火爆場景，據統計，光在今年上半年，就有多家射頻企業拿到了新一輪的融資，融資規模高達數億元。在資本與外部壓力的推動下，國內射頻市場逐漸壯大，并誕生了一些實力不俗的企業。 值此之際，被業界稱為“國內集成電路產品和技術發展風向標”的“中國芯”集成電路產業促進大會在今年將其重要獎項之一——“年度重大創新突破產品獎”頒給了廣州慧智微電子有限公司(簡稱：慧智微)，其實力可見一斑。

第十五屆“中國芯”優秀產品

慧智微“S55255”沖擊5G射頻前端市場

據悉，慧智微是領先的高性能微波射頻前端芯片提供商，致力于通過軟件定義的射頻芯片使能萬物互聯的智能世界。其成立于2011年，總部位于廣州。 在“中國芯”集成電路產業促進大會中，慧智微獲年度重大創新突破產品獎的產品是一款型號為“S55255”的全集成5G新頻段射頻前端收發模組（L-PAMiF）。這是慧智微繼2017年以及2019年之后，第三次在“中國芯”獲獎。

年度重大創新突破產品頒獎現場 “年度重大創新突破產品獎”申報條件指出：該獎項授予本年度有重大技術創新，填補國內技術或市場空白，具有明顯進口替代且有顯著經濟社會效益的單款芯片產品。基于此，我們深入了解一下這款產品的獨到之處。 資料顯示，“S55255”是國內第一顆多頻全集成射頻前端收發模組,實現了高集成模組化的重大創新突破，它集成了n77/n78/n79 功率放大器(PA)、射頻濾波器，低噪聲放大器（LNA）、耦合器和射頻收發/輪發開關，代表了當前5G射頻前端最高集成水平。這意味著慧智微成為了國內第一家、全球第二家擁有此能力的射頻前端供應商。 在產品表現上，該芯片集成度也明顯高于其他競爭方案，一顆“S55255”可以替代同類產品兩顆甚至三顆芯片，使得射頻性能大大提升，尺寸和成本缺明顯下降。 這款產品無論在國內還是全球市場，都是十分優秀的存在。當然，我們更應該看見，這款產品帶來的深遠意義——它使巨頭包攬下的5G射頻市場出現了缺口，吹響了國產廠商進軍5G終端全球市場的沖鋒號角。該產品在5G頭部客戶的突破和規模量產更是證明其獲得“年度重大創新突破產品獎”的實至名歸。

射頻前端市場現狀

之所以這樣說，是因為在目前的全球射頻前端市場中，Broadcom、Murata、Qorvo以及Skyworks等國際巨頭占據了大部分市場，國內企業加起來只占市場容量的5%左右，本質上這是一個由國外主導、高速增長的市場。

2019年射頻前端市場份額 來源：Mobile Expert 2020 射頻的重要性不言而喻，資料顯示，射頻前端(RFFE)是智能手機等移動通信產品的核心組件，起到收發射頻信號的作用，主要包括功率放大器、雙工器、射頻開關、濾波器、低噪放大器五個組成部分。 隨著5G商用化，射頻前端器件市場規模可期。Mobile Expert 2020的數據顯示，2020年之后4G（灰色線條）開始變成存量市場份額開始往下掉，5G（黃色線條）開始起量，2020年移動端出貨量將達到2億部，預測和今年的出貨量基本相當，明年將會達到4億部，2022年到6億部。2025年5G終端會超過4G終端出貨量，排名升至第一，5G在未來五年將保持高增長發展趨勢。

移動終端預測 來源：Mobile Expert 2020 5G的應用將帶動手機頻段提升，每添加一個頻段就會新增約2個濾波器、1個功率放大器和1個天線開關。以價值最高的功率放大器（PA）為例，據業內總結，4G手機內PA數量平均為5至7個，5G手機則在十個以上；另一方面，全球基站數量正在快速上升，雙重需求自然拉動射頻器件數量上漲。 因此，分析機構預測，2023年射頻前端市場規模有望突破352億美元，年復合增長率達到14%。

射頻前端的國產化之路

疊加近年來多模多頻全網通、4G向4G+演進帶來的市場機遇期，國產射頻廠商正在努力尋求突破之法。事實上，早在2004年，國內廠商就在尋求射頻國產化，其中功率放大器也是國內射頻前端廠商最為大力投入的環節。 在近16年的奮斗中，本土射頻前端廠商仍在努力搶占市場份額，國產化進度依然只是剛剛起步，這涉及到方方面面的因素。 首先是技術層面 ，射頻前端市場主要工藝是砷化鎵（GaAs）工藝，化合物半導體工藝的迭代速度慢，該工藝在20年前就已經走向成熟，這20年，實際上主要的進步是在外延層上的進步，而在工藝節點本質上的進步并不多。其次是出于行業特點，沒有辦法通過仿真的完全取代調試和迭代優化，因此需要大量經驗積累。 這兩個因素導致結果就是，該行業在技術上的積累效應很明顯這就導致這個行業的領先的國際廠商有很強的“馬太效應”，他們有很好的技術積累，有成規模的技術團隊，使得國際廠商可以又快又好的推出產品。 這些先進廠商擁有大量具有10年甚至20年經驗的工程師，這些有多年海外大廠項目經驗的工程師就是行業的重要資源。當前，國內的射頻行業人才以3-5年工作經驗的人才為主，對于產業推動作用更大的10年以上成熟射頻工程師相對稀缺。 事實上，除了技術難題，商業層面，國內射頻廠商還要面臨大廠的價格競爭，并克服潛在的專利侵權問題。 國外企業多是IDM模式，國內企業主要以Fabless(無工廠芯片供應商)為主，國外廠商由于有自己的晶圓廠，并且有足夠的量來支撐運營成本的降低，同樣的實現方案下，國外企業要比國內企業成本低20%。如果國外廠商將毛利率控制在30%以內，加之15%的品牌溢價，國內企業恐無利可圖。 此外，國際射頻大廠往往在砷化鎵技術發展初期就擁有基礎核心專利，經過20年以上的專利積累和布局，即使有廠商可以突破價格難關，在未來也很可能面臨大廠的專利制約。 在與國際龍頭競爭時，這些困難化作的“三個關口”已經嚴重影響到了國內射頻廠商的發展，大部分國產射頻廠商無法往高端市場發展，只能在中低端市場進行同質競爭，一旦利潤無法支撐將只能慘淡收場。

慧智微電子闖“三關”

闖過國際大廠擺在前面的“三個關口”，獲取主序市場主要份額，成為了慧智微的努力方向。

慧智微CEO李陽曾在《廣州日報》的采訪中指出：“在集成電路產業在中國加速發展的大背景下，過去采用技術跟隨和單純模仿的做法已經不適應新的發展環境。業界巨頭在芯片某一領域內已經有了眾多技術積累，供應鏈上的議價能力也遠比國內中小公司強。要想在射頻前端領域超越傳統巨頭，必須用創新的技術做出性能好，成本低的芯片解決方案。這就必然要求公司有創新的基因，在性能和成本看似矛盾的兩方面用技術創新做到極致。”

因此在技術方面，慧智微創新性地采用了可重構射頻前端方案，來突破國際廠商給出的“三個關口”。 以往的射頻前端解決方案，通常采用每個頻段用一個單頻段功率放大器的方案，隨著頻段增多，功率放大器數目會快速上升，成本增加，面積增大。 而可重構技術，是用軟件的方式定義硬件，使用同一組器件便能夠在多個頻段和多種模式間重復用，使得基于該技術的功率放大器產品具有尺寸小、支持頻段多、低成本等特點。 在性能方面，可重構技術架構通過窄帶調諧，實現性能的優化；在成本方面，鏈路復用根本性降低成本，在采購量不大時，已有成本優勢；在專利方面，技術架構工藝創新，獲得新基礎專利，規避原有專利。 通過可重構的技術架構，慧智微實現了對性能關、成本關、專利關的三關突破。 有報道顯示，在市場進入早期，慧智微的主要訂單來自于海外運營商訂單的客戶，這些客戶對性能要求高，需要經過運營商的嚴格測試認證。同時，對產品知識產權的關注高，需要無知識產權風險的產品。早期海外運營商大規模、多地區的出貨，都證明了慧智微產品的可靠性。 一路過關斬將，慧智微始終堅持采用自有知識產權進行產品設計。2017年，慧智微投入5G射頻前端模組的技術預研，開展大帶寬、高頻率、高效率PA、快速切換開關的技術研究，并在兩年之后，正式實現Agi5G套片的量產，滿足了行業內對關鍵芯片的需求。 2019年12月，該方案正式量產，并打通了上下游供應鏈保障產能，并在之后實現支持實現5G終端批量量產。經過近半年的實踐，慧智微5G產品已經完成MTK、高通、展銳三大平臺適配，已經完成了20個5G項目適配，掌握5G配置核心技術，可以幫助客戶快捷實現5G配置和項目量產。 得益于去年12月份的率先量產以及方案與產品的卓越性，該方案正在被業內頭部客戶采用，目前頭部客戶已經基于該產品開始大規模量產成品。慧智微踏踏實實地走在了行業前端并實施落地。

總結

隨著5G商用為智能手機等通訊設備行業注入活力，射頻前端產業也將攫得新機，不僅全球市場將得到擴張，國內射頻廠商也有望突破瓶頸，彎道超車。 但誠如李陽博士所言，想要在射頻前端領域超越傳統巨頭，就必須要用創新的技術做出性能好，成本低的芯片。在這條難走的路上，慧智微已經開始快跑，并做出了一番成績。其5G產品成熟且已經出貨，能夠與大廠比肩，處于國際領先的水平。 值此之際，如何把握住機遇將成為所有國產廠商需要思考的問題。慧智微依靠長期持續技術創新和沉淀，為行業 “補短板、填空白”，最終實現了5G射頻前端的突破。

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