另外,在制備中,微波毫米波集成電路一般在介質(zhì)基片材料(如氧化鋁、石英、藍(lán)寶石等)上,采用厚膜工藝(如低溫/高溫?zé)Y(jié)工藝、印刷工藝等)或者薄膜工藝(如濺射工藝、電鍍工藝等)制備。
根據(jù)Skyworks的測算,從4G到5G,終端射頻系統(tǒng)單價(jià)幾乎呈現(xiàn)翻倍式增長,推動射頻前端芯片市場規(guī)模不斷擴(kuò)大。
按器件種類來看,射頻前端模組可以分為放大器、濾波器、天線開關(guān)/調(diào)諧器及天線四部分。
根據(jù)YOLE的預(yù)計(jì),射頻系統(tǒng)市場未來五年市場規(guī)模將迅速增長,其中濾波器市場的規(guī)模則占比市場的50%以上,濾波器產(chǎn)品和功放產(chǎn)品市場規(guī)模總和達(dá)到整體市場容量的80%~90%。射頻開關(guān)市場排名第三,2020年之后毫米波元器件市場開啟。
濾波器:SAW、BAW、LTCC迎來發(fā)展機(jī)會
濾波器的主要作用是在雜亂的空間將目標(biāo)信號過濾出。隨著手機(jī)支持頻率的增加和MIMO技術(shù)的引入,濾波器需求指數(shù)上升。
Skyworks測算,3G時(shí)代終端約覆蓋5個(gè)頻段,4G時(shí)代上升為20個(gè)頻段,5G時(shí)代可能超過40個(gè)頻段。
疊加WIFI、藍(lán)牙和導(dǎo)航系統(tǒng),中期濾波器的用量在50只水平。以單只濾波器價(jià)格0.2美元估算,單個(gè)手機(jī)中濾波器的成本將達(dá)10美元。
根據(jù)Yole統(tǒng)計(jì),2017年全球手機(jī)濾波器市場規(guī)模80億美金,預(yù)測隨著5G的成功部署,2023年可達(dá)225億美金,復(fù)合增速接近20%。
按產(chǎn)品種類來分,濾波器主要包括SAW(聲表面波濾波器)和BAW(聲體波濾波器)。兩者均基于壓電效應(yīng)通過電-聲-電的轉(zhuǎn)換達(dá)到濾波效果。
SAW濾波器2G、3G、4G已廣泛應(yīng)用,一般工作在1.9GHz以下頻段,最新的研究將應(yīng)用上限推廣到了2.5GHz左右。
而BAW濾波器一般工作在1.5GHz~6.0GHz,最高可以工作在10GHz以上,在高頻通信中應(yīng)用更為適合,另外相比SAW溫漂較低。
濾波器的設(shè)計(jì):SAW和BAW濾波器不同頻段的濾波器設(shè)計(jì)難度不同,部分頻段由于相鄰頻段相對潔凈,設(shè)計(jì)更加簡單,提供全頻段的設(shè)計(jì)能力公司寥寥無幾。
濾波器的制造:最關(guān)鍵的工序是高品質(zhì)的壓電層均勻一致淀積。我國企業(yè)在工藝層面相比海外企業(yè)有明顯差距。因此產(chǎn)品的可靠性較低。Murata、Qorvo、Avago等濾波器廠商目前仍以IDM模式為主,而且一體化的設(shè)計(jì)制造能力幫助產(chǎn)品提升了穩(wěn)定性。
濾波器市場:SAW多年來Murata、TDK和TaiyoYuden占據(jù)80%以上份額,TDK和高通合資成立了RF360后成為挑戰(zhàn)者。BAW/FBAR市場基本被Avago、Qorvo壟斷。
國內(nèi)情況:上述濾波器廠家技術(shù)不斷創(chuàng)新,競爭力不斷提升。
國內(nèi)SAW濾波器的廠商有麥捷科技、德清華瑩(信維通信持股19.5%子公司)和好達(dá)電子等。
目前麥捷科技同26所合作生產(chǎn)SAW濾波器,產(chǎn)品進(jìn)入了華為、TCL、聞泰等公司的產(chǎn)品線。
德清華瑩同55所合作,提供SAW生產(chǎn)能力,濾波器月產(chǎn)能8000萬顆。好達(dá)電子的SAW濾波器進(jìn)入了中興、魅族等手機(jī)的供應(yīng)鏈。
另外目前我國的FBAR在中電科13所、清華大學(xué)、浙江大學(xué)、天津諾斯微電子均有樣品或小規(guī)模出貨。
另外,在高頻超寬帶場景(如3.3-4.2GHz;3.3~3.8GHz;4.4~5.0GHz)通信中,終端如果采用CPE,單通道可達(dá)500MHz,以低溫共燒陶瓷(LTCC)工藝制作的濾波器的應(yīng)用將更加普遍。
相比SAW或BAW濾波器,LTCC雖然可處理高頻信號,但選頻能力較差。但LTCC對高功率場景的處理能力優(yōu)于SAW或BAW濾波器。
功率放大器(PA):GaAs產(chǎn)品進(jìn)一步發(fā)展,GaN&CMOS作為補(bǔ)充
PA用于將信號功率放大輸出至天線以發(fā)射信號。手機(jī)PA隨著天線的數(shù)量增多而增多。
根據(jù)YOLE統(tǒng)計(jì),PA市場將由2017年的50億美元增長至2023年的70億美元,復(fù)合增速為6%。市場容量在4G時(shí)代被濾波器超過,排名第二。
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