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,資料顯示,射頻前端(RFFE)是智能手機等移動通信產(chǎn)品的核心組件,起到收發(fā)射頻信號的作用,主要包括功率放大器、雙工器、射頻開關(guān)、濾波器、低噪放大器五個組成部分。
在射頻領(lǐng)域,特別是手機射頻前端領(lǐng)域,前五大公司分別是Skyworks 思佳訊(25.5%)、Qorvo 威訊(19.4%)、Qualcomm 高通(18.7%)、Broadcom 博通 /Avago(18.3%)、Murata 村田(5.1%)市場份額合計約 87%。
也因此,我們在談及射頻芯片廠商的時候,多數(shù)會談他們,事實上,在射頻領(lǐng)域,也有不少小眾玩家(避免篇幅過長,僅選擇部分展示)。
恩智浦的另一面
首先不得不提的就是恩智浦半導(dǎo)體(NXPI.US),NXP 是全球功率放大器的主要供應(yīng)商之一,經(jīng)歷并參與了移動通信制式的逐步發(fā)展。NXP 長期跟蹤 GaN 技術(shù)發(fā)展,從工藝到設(shè)計、封裝、制造,都有著完善的技術(shù)儲備。
這家前身為飛利浦半導(dǎo)體業(yè)務(wù)部門的公司,是全球半導(dǎo)體業(yè)內(nèi)公認(rèn)的香餑餑,其資產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)程度,讓業(yè)內(nèi)眾多企業(yè)垂涎。自2015年半導(dǎo)體業(yè)掀起并購狂潮以來,NXP是被并購標(biāo)的最多的一家知名半導(dǎo)體企業(yè)了,無論是落實的,還是傳聞中的。而其中就涉及到其射頻業(yè)務(wù),也許有人奇怪,本文談的是射頻實力,被并購的業(yè)務(wù)有什么好說的,但其實,這次被收購恰恰是為了更好發(fā)展其射頻實力。
2015年5月,NXP將旗下的RF Power部門以18億美元出售給了建廣資產(chǎn),也是創(chuàng)下了當(dāng)時中國并購海外半導(dǎo)體資產(chǎn)的最大金額。這也是中國資本首次對具有全球領(lǐng)先地位的國際資產(chǎn)、國際團隊、技術(shù)專利和研發(fā)能力實施的并購。
同年,NXP收購Freescale(飛思卡爾)。這筆交易是在2015年3月正式提出的,收購金額為118億美元。如前所述,NXP將其RF Power業(yè)務(wù)出售給了建廣資產(chǎn),并不是因為該業(yè)務(wù)落后,而是因為要為收購Freescale掃清道路,NXP在大功率射頻功率放大器領(lǐng)域全球排名第二,F(xiàn)reescale在該業(yè)務(wù)部分具有更強的實力,其射頻功率放大器市場排名第一,所以,為了避免資產(chǎn)重復(fù),并規(guī)避壟斷訴訟風(fēng)險,經(jīng)過權(quán)衡后,NXP決定將其RF Power業(yè)務(wù)出售。
近來,NXP也是動作不小。日前,NXP宣布正式啟用位于美國亞利桑那州錢德勒(Chandler)的6吋射頻氮化鎵(GaN)晶圓廠,此為美國境內(nèi)專注于5G射頻功率放大器的最先進晶圓廠,現(xiàn)已通過認(rèn)證,首批產(chǎn)品將持續(xù)推出上市,預(yù)計至2020年底達到產(chǎn)能滿載。
NXP透過全新6吋晶圓廠以及其在功率密度、增益和線性化效率方面的20年氮化鎵(GaN)開發(fā)專業(yè)知識,引領(lǐng)5G蜂巢基礎(chǔ)建設(shè)的擴展,恩智浦預(yù)期,該最先進的晶圓廠將成為樞紐,將與同地點的研發(fā)團隊緊密合作,加速推動創(chuàng)新,且有助于支援5G基站和先進通訊基礎(chǔ)設(shè)施在工業(yè)、航空航太和國防市場的擴展。
目前,NXP最新推出的適用Wi-Fi 6標(biāo)準(zhǔn)的射頻前端(RFFE)解決方案已被手機商采用。
ST逐漸看重射頻
意法半導(dǎo)體(STMicroelectronics, ST)提供業(yè)界領(lǐng)先的RF功率放大器,RF前端和RF開關(guān)產(chǎn)品,并為4G和5G IoT和智能手機應(yīng)用提供設(shè)計。
在2019年,ST宣布了對GaN-on-Si在智能手機應(yīng)用中的興趣,或?qū)镚aN RF業(yè)務(wù)帶來喜人的新市場機遇。ST新材料和功率解決方案部的戰(zhàn)略營銷、創(chuàng)新和關(guān)鍵項目主管Ezgi Dogmus曾在麥姆斯咨詢的采訪中表示,GaN-on-Si有望替代LDMOS用于射頻產(chǎn)品,因為跟競爭對手的GaN-on-SiC解決方案相比,它具有顯著的成本優(yōu)勢。此外,ST的GaN-on-Si可實現(xiàn)更快的大規(guī)模量產(chǎn),針對RF產(chǎn)品更易于擴展。
當(dāng)然這只是一方面,從其財報中,我們更能意識到,近來,ST對于射頻業(yè)務(wù)愈發(fā)關(guān)注。在10月23日,ST的財報會議中,透漏出了關(guān)于射頻的細節(jié)。
眾所周知,ST下轄三個主要部門:汽車和分立器件產(chǎn)品部(Automotive and Discrete Group,簡稱ADG);模擬器件、MEMS和傳感器產(chǎn)品部(Analog,MEMS and Sensors Group,簡稱AMS);微控制器和數(shù)字IC產(chǎn)品部(Microcontrollers and Digital ICs Group,簡稱MDG)。除了ADG部門之外,AMS和MDG多有微調(diào)但總體框架相對較為固定。
從整個財報來看,各部門中,ADG同比依然是唯一一個下跌的,AMS忽落忽起,而MDG則相當(dāng)平穩(wěn),無論同比還是環(huán)比,業(yè)績都令人滿意。而且,從2020年度第一季度的總的增長趨勢來說,MDG板塊很有可能會壓過ADG,成為ST旗下僅次于AMS的第二大營收集團
在提到MDG這個“分論壇”財報狀況時,有這樣一句話:“RF Communications (former “digital” sub-group”)”,可見,ST已經(jīng)把射頻通信已經(jīng)從數(shù)碼次級分類中提升了一級,成為公司重點扶持發(fā)展的部門。
與此同時,十月中旬,ST宣布收購了位于法國Marly-le-Roy的SOMOS Semiconductor(“ SOMOS”),這則交易非常低調(diào),并沒有透露交易的金額,據(jù)意法半導(dǎo)體方面介紹,這是一家成立于2018年的無晶圓廠半導(dǎo)體公司,專門研究基于硅的功率放大器和RF前端模塊(FEM)產(chǎn)品。
意法半導(dǎo)體方面指出,通過此次收購,公司能夠引入物聯(lián)網(wǎng)和5G市場的專業(yè)人員、前端模塊的IP和路線圖。公司第一個產(chǎn)品-NB-IoT / CAT-M1模塊-已通過認(rèn)證,并將成為連接RF FEM產(chǎn)品新路線圖的開始,此外,SOMOS的技術(shù)和資產(chǎn)還將支持意法半導(dǎo)體現(xiàn)有的5G基礎(chǔ)設(shè)施RF前端模塊路線圖的開發(fā)。
Xilinx用射頻為5G開路
賽靈思(Xilinx)創(chuàng)辦于1984年,是 FPGA、可編程 SoC 及 ACAP 的發(fā)明者。其為人知曉的一直是FPGA業(yè)務(wù),在進入5G時代以后,其射頻業(yè)務(wù)也開始受到關(guān)注。
從官網(wǎng)中得知,其具有汽車行業(yè),消費類電子、數(shù)據(jù)中心以及有線和無線通信等多項行業(yè)解決方案,射頻正是其中一一部分。
在最新一季的財報中,賽靈思總裁兼首席執(zhí)行官Victor Peng指出,“我們對第二財季的業(yè)績感到滿意,高于預(yù)期的中點,我們強勁的業(yè)績是受數(shù)據(jù)中心集團、航空航天和國防業(yè)務(wù)再創(chuàng)新高的推動,以及汽車和廣播終端市場的改善。此外,RFSoC的銷售與北美5G無線電部署的一級無線OEM客戶的合作意義重大。
其單獨提到了RF SoC,在此之前(由于本人的搜索條件有線,沒有找出更多資料)賽靈思的RF產(chǎn)品幾乎沒有單獨出現(xiàn)過,一般是在產(chǎn)品中加入射頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器(RF Data Converter),使產(chǎn)品可以應(yīng)用于無線、有線接入等需要高性能射頻功能的場景。
而這款RF SOC則顯得尤為特殊,在5G即將全面落地之時,各制造商都在依靠軟、硬件和系統(tǒng)級技術(shù)來實現(xiàn)目標(biāo)的突破,搶占5G市場。也正因為此, 既能軟件定義又能硬件優(yōu)化的賽靈思全可編程(All Programmable)方案, 成為幾乎所有5G和準(zhǔn)5G 從方案原型到測試設(shè)備的首選。
面向大規(guī)模 MIMO 5G 無線電和毫米波無線回程,賽靈思宣布推出RFSoC,這是業(yè)界首款采用 RF 級模擬技術(shù)的全可編程(All Programmable)RFSoC,Xilinx平臺產(chǎn)品營銷副總裁Tim Erjavec指出,SoC可削減 50-75% 的功耗和封裝尺寸,同時,SoC與直接 RF 信號處理的結(jié)合為數(shù)字域中提供了全面的靈活性。
執(zhí)行長維克多表示,全球各家5G設(shè)備供應(yīng)商都和賽靈思有合作關(guān)系,包括華為。
ADI深耕射頻領(lǐng)域
ADI是射頻與微波產(chǎn)品線最全面的供應(yīng)商之一,ADI擁有完善的設(shè)計技能、系統(tǒng)知識和工藝技術(shù),可提供所有主要RF轉(zhuǎn)數(shù)字功能構(gòu)建模塊。
ADI一直對自己有清晰的戰(zhàn)略定位-全球領(lǐng)先的高性能模擬技術(shù)提供商,為此近年來的多項戰(zhàn)略并購也明確地服務(wù)于這樣的定位。
自2014年來,ADI先后成功收購了HITTITE微波、Symeo GmbH、Innovasic和凌力爾特等公司,在高速轉(zhuǎn)換器、射頻與毫米波解決方案、高集成收發(fā)器、精密時鐘和電源等五大領(lǐng)域形成了完整布局。
ADI在射頻領(lǐng)域推出過多款產(chǎn)品,包括混合信號前端 (MxFE) RF 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器平臺、獨特的28nm CMOS工藝產(chǎn)品組合等,這些器件應(yīng)用非常廣泛,包括當(dāng)前熱門的4G/5G 多頻段無線通信基站、航空電子、雷達、汽車ADAS等等。
ADI通信業(yè)務(wù)部門CTO Thomas Cameron博士此前在接受采訪時表示,對5G的早期洞察使其能夠通過創(chuàng)建軟件定義的平臺和高性能射頻前端解決方案來預(yù)測不斷發(fā)展的設(shè)計環(huán)境,這種設(shè)計和支持方法使亞洲的某家運營商能夠利用其技術(shù)快速開發(fā)和商業(yè)化世界上第一個5G大規(guī)模MIMO基站。
科銳在射頻領(lǐng)域動作頻頻
美國科銳(CREE)同樣是一家低調(diào)的射頻廠商,資料顯示,其建立于1987年,為寰球LED外延、芯片、封裝、LED照明解決計劃、化合物半導(dǎo)體資料、功率器件和射頻于一體的出名創(chuàng)造商和行業(yè)率先者。
此前,科銳旗下業(yè)務(wù)包括LED照明、LED芯片及Wolfspeed三大塊。其中LED照明業(yè)務(wù)近年來因市場成熟度高導(dǎo)致業(yè)績不斷下滑,并最終被科銳以3.1億美元在2019年3月出售??其J表示,此舉旨在繼續(xù)專注SiC功率應(yīng)用及射頻器件業(yè)務(wù),滿足新能源汽車和5G通信的市場需求。
近年來科銳業(yè)務(wù)重心也不斷往SiC領(lǐng)域傾斜。2015年9月,科銳將旗下功率和射頻部門(Power&RF)分拆為獨立公司——Wolfspeed,后者是美國軍用雷達可靠的GaN射頻器件供應(yīng)商和全球前三大的SiC功率器件企業(yè)。
此后,科銳在射頻領(lǐng)域就動作頻頻,首先是以約3億4500萬歐元收購了英飛凌科技射頻功率業(yè)務(wù)。交易擴大Cree wolfspeed業(yè)務(wù)單元的無線市場機會。
據(jù)悉,收購的Infineon RF Power團隊和能力將補充wolfspeed現(xiàn)有的產(chǎn)品和技術(shù),并提供額外的技術(shù)、設(shè)計、包裝、制造和客戶支持。公司擁有領(lǐng)先的市場地位提供晶體管和MMIC(單片微波集成電路)基于LDMOS和氮化鎵碳化硅無線基礎(chǔ)設(shè)施的射頻功率放大器(GaN-on-SiC)技術(shù)。
今年9月23日,科銳又宣布計劃在美國東海岸創(chuàng)建碳化硅(SiC)走廊,建造全球最大的碳化硅(SiC)制造工廠。這是一座采用最先進技術(shù)并滿足車規(guī)級標(biāo)準(zhǔn)的200mm功率和射頻(RF)晶圓制造工廠,而與之相輔相成的超級材料工廠(mega materials factory)的建造擴產(chǎn)正在公司達勒姆總部開展進行。
總結(jié)
這些小眾的射頻玩家雖然沒有幾大頭部廠商這么有名,但在射頻領(lǐng)域也做出了自己的成績。尤其是5G的到來,觸動了不少廠商的心,從他們并購以及建廠的動作就能看出來,該市場具有多大的商機。
當(dāng)然,國內(nèi)其實也有廠商動了進軍射頻領(lǐng)域的心,包括MTK入股Vanchip,整并絡(luò)達,大陸本土的射頻前端廠商也如雨后春筍般冒出來。無論是PA還是濾波器,甚至是基站用的GaN射頻,都多了很多聲音。
但在近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(chǎn)化進度依然只是剛剛起步,還有很大的進步空間。
隨著5G商用為智能手機等通訊設(shè)備行業(yè)注入活力,射頻前端產(chǎn)業(yè)也將攫得新機,不僅全球市場將得到擴張,國內(nèi)射頻廠商也有望突破瓶頸,彎道超車。值此之際,如何把握住機遇將成為所有國產(chǎn)廠商需要思考的問題。
責(zé)任編輯:tzh
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