5G射频前端市场发展趋势分析

10月28日-29日，中国电子信息产业发展研究院主办的第十五届“中国芯”集成电路产业促进大会暨“中国芯”优秀产品征集结果发布仪式在青山湖科技城召开。恰逢“中国芯”大会十五周年，本次“中国芯”优秀产品评审专家也祭出了最强阵容，包括清华大学教授、国家核高基专项总师魏少军担任评审专家组组长、北京华大九天软件有限公司董事长刘伟平等18位行业专家。

值得一提的是，“年度重大创新突破产品”奖是2018年度集成电路产业促进大会的新增奖项，用来表彰在本年度取得重大创新突破、填补国产空白、代表我国集成电路产业发展的最高水平、具有显著经济效益的芯片产品。慧智微电子全集成5G 新频段射频前端n77/79双频集成收发模组（L-PAMiF）S55255从246款参评产品中脱颖而出，荣获了这一最重量级的奖项。

作为国内首家、国际第二家量产的5G射频前端集成方案，S55255系列产品在2019年12月份完成验证并实现量产后，已完成MTK、高通、展锐三大5G平台的适配及测试。今年3月起，已经陆续有搭载慧智微S55255的头部客户实现5G手机大规模出货。目前，已有包括国际一线手机厂商项目在内的近20个项目，实现Design in和Design win。

射频前端市场趋势和S55255的重大突破

射频前端（RFFE）芯片主要是实现信号在不同频率下的收发，包括射频功率放大器（PA）、射频低噪声放大器（LNA）、射频开关、滤波器、双工器等。目前射频前端芯片主要应用于手机和通讯模块市场、WiFi路由器市场和通讯基站市场等。随着通信技术演进到5G时代，频率提升、频宽增加已经是显而易见的趋势，使得射频器件重要性愈发凸显。

从市场规模来看，一方面，全球5G网络新增30余个频段，新增频段带来增量射频需求，导致单个终端中射频前端芯片的数量不断上升，单部手机射频价值量大幅扩张。统计数据显示，4G高端旗舰机型射频价值量为28美金，5G旗舰机型价值量增加至40美金。在基站侧，5G基站采用Massive MIMO及小基站，基站数量和单个基站射频价值量双增。可见进入5G后，基站和移动终端将全面迎来射频价值量提升。

另一方面，作为射频前端芯片市场主要增长驱动力的移动终端市场规模仍在不断扩大。这又表现在几个方面，首先作为主流的4G/5G移动终端中，智能手机占比最大，这部分高端市场中单个终端射频前端用量不断增加；其次入门及中端智能机市场仍将占据绝大比例的智能机市场出货，年出货量超过13亿部，在这部分大规模的中低端市场，单个终端中射频前端用量约为10美金。因此总体来看，射频前端市场每年超过百亿美金规模，并将持续增长。根据Yole预估，2018年～2025年全球射频前端的市场规模将由150亿美元成长至258亿美元，年复合成长率高达8%。

从技术趋势来看，射频前端集成化、模块化是产业发展趋势，但是射频前端各类器件独立制作相对容易，一旦要整合成单一芯片，厂商就要具备强大的射频设计能力。5G移动终端需要支持具有大带宽的新频段以及MIMO技术来实现超高数据率，这使射频实现复杂度大幅增加，高集成模组化可以使5G射频前端更好的处理干扰，大幅度减少射频模块的PCB面积占比，缩短终端射频设计周期。全集成5G新频段（Sub-6G）射频前端收发模组则是实现高速率和器件小型化的关键核心芯片，代表行业技术最前沿水平。

洞察到行业趋势和市场需求，成立于2011年的射频前端领先企业慧智微，很早就开始布局5G射频前端模组，基于自主创新和深厚的技术积累，于2019年底成功推出并量产国内首颗多频全集成射频前端收发模组S55255，实现了高集成模组化的重大创新突破。同时期，全球仅有美国射频巨头Skyworks量产了同类产品。

S55255基于慧智微AgiFEM5G®可重构射频前端平台开发，多项性能指标明显优于其他竞争方案，在与国际大厂同期量产的同时，实现了以下几大重要技术突破：

第一，全集成化，实现PA、LNA、滤波器、开关集成化模组。

S55255内部集成了PA、LNA、滤波器及开关模块，并且集成n77/79两射频通路。其中集成了滤波器，可满足苛刻的带外抑制需求，以应对复杂的EN-DC场景和WiFi共存。4G LTE方案中常用的是PAM和PAMiD，分别对应高性价比方案和高集成度方案，而n77/n79双频L-PAMiF是目前5G NR集成度最高的商用芯片之一。

第二，多频段，支持5G n77/79新频段，大带宽、高功率。

n77/n79频段作为5G全球部署的主力频段，载波频率范围从3.3GHz至4.9GHz，两个频段的总带宽达到1500MHz。更大的带宽带来速度的提升，但同时也对芯片设计带来了功率、带宽、散热等方面的挑战。S55255通过自有技术专利的可重构技术实现n77/79射频前端，支持n77/79双频，支持PC2高功率，满足终端HPUE功率需求。

第三，完善自主供应链，助力国内5G终端市场发展。

S55255的推出，突破了此前市场上仅有一家美国公司能够提供n77/n79双频L-PAMiF的限制，实现了国内核心技术突破，完善了自主供应链，满足了行业内对关键射频前端芯片的需求，为5G手机终端厂商带来更多的选择。

值得一提的是，慧智微的5G射频前端可提供完整5G解决方案，而不仅仅是单颗芯片。据介绍，为了推动5G射频前端兼容性，慧智微的可重构5G射频前端方案AgiFEM5G®基于通用方案Phase2（LTE）和Phase7（5G NR）的管脚进行设计，3GHz以下频段采用成熟的MMMB + TxM方案（Phase2兼容）；5G新频段（Sub-6GHz）采用高集成度的双频n77/n79 L-PAMiF + L-FEM方案（Phase7兼容） ，集成LNA/PA/滤波器/SRS切换开关。

这样设计的好处是，4G部分供应链沿用，可保证成本与供应，并保持4G部分性能，不因EN-DC、HPUE特性影响性能；5G部分则采用小型化集成方案，Phase7主流pin脚。4G/5G射频通路之间分开，EN-DC无干扰。

去年12月完成验证并宣布量产后，此方案在三大5G平台均已完成适配、校准及高低温性能测试，今年3月起已陆续有搭载慧智微S55255的头部客户5G手机规模量产出货。目前已有包括国际一线手机厂商项目在内近20个项目的Design in和Design win。

根据市场调研数据显示，2020年中国5G手机出货将达1.5亿部，全球5G手机出货达2.5亿部；2021年，中国与全球手机出货将分别达到2.5亿及4亿部。凭借着上述重要的技术创新，慧智微以国内第一、全球第二家完成5G射频前端整体解决方案并具备批量生产能力的供应商姿态，全力支持国内5G快速部署，帮助客户5G产品领先。

国产射频芯片不仅仅是替代，也可与国际巨头齐头并进

尽管射频前端市场蓬勃发展，但是良好的前景吸引了诸多企业试图进入这一领域，市场竞争日益加剧。更关键的是，射频前端拥有百亿美元级的市场规模，但是Skyworks、Qorvo、博通、高通以及Murata这几家厂商合计占据了近87%的市场份额，全球前十名中也没有国内厂商，这个领域可以说基本没有发言权。

受中美贸易冲突和华为事件的影响，2020年射频前端领域的国产替代成为备受行业关注的关键领域，国内射频产业迎来大发展的绝佳机遇。但是我们也要警惕，不要陷入国产仅仅只为“替代”的陷阱。

观察国内射频前端产业，大部分规模出货厂商尤其是PA厂商，仍在2G/3G市场和4G单频市场聚集，仅有部分规模出货厂商面向4G/5G多频多模高阶通信制式。对国产射频前端厂商而言，面临着性能、成本、专利三座“大山”。

在性能方面，如果只是基于对国际厂商的技术跟随和仿制，很难在性能竞争中获胜；在成本方面，国际厂商的规模效应、IDM生产方式、品牌效应，使得国际厂商对国内厂商有35%的利润优势，如果国际厂商将毛利率控制在35%以内，国际厂商将无利可图；在专利方面，国际厂商发力早，具备二十年以上的基础专利积累，竖起了坚固的护城河。

例如在4G时代，国际射频巨头厂商主导了方案演进，已经实现做的快、做的好、成本低，并建立起了技术性能、成本、专利三道关卡。进入5G时代后，他们将再次依靠系统化集成、系统化方案，建立起更高的技术壁垒。因此，如果国产射频前端厂商仅仅局限于低端的“替代”，很难再在新的通信时代找到立足之地。然而若采用与国外厂商相同的工艺架构，则无法“过三关”，唯有通过技术路线变革，规避原有专利，才有希望“斩六将”。

慧智微从成立之初，就致力于开辟新的道路，自主研发出有基础专利的射频前端可重构技术，在全球率先实现技术突破及规模商用，使射频前端器件可以通过软件配置实现不同频段、模式、制式和场景下的复用，取得性能、成本、尺寸优化，帮助客户化繁为简、与时俱进。

在推出此次“年度重大创新突破产品”5G技术之前，慧智微基于可重构射频前端平台AgiPAM ®设计实现的4G多频多模产品，已经累计出货超过1亿片，产品一致性和供货能力得到了检验，实现2018/2019年全球可重构射频前端出货第一，4G Phase2射频前端出货全球第四。公司在4G方面扎实的技术积累，和批量的产品验证，也极大地帮助了5G产品的快速实现。

通过前瞻的技术预研、基于近十年技术积累，和自主的技术架构工艺创新，慧智微成功在5G时代突破国际巨头垄断下的三道大关。从跟随到主导芯片定义，从国产替代到齐头并进，与产业链一起推动5G在中国乃至全球的发展，而S55255系列，正是万里长征开始的第一步！
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