10月28日-29日，中國電子信息產業發展研究院主辦的第十五屆「中國芯」集成電路產業促進大會暨「中國芯」優秀產品徵集結果發布儀式在青山湖科技城召開。恰逢「中國芯」大會十五周年，本次「中國芯」優秀產品評審專家也祭出了最強陣容，包括清華大學教授、國家核高基專項總師魏少軍擔任評審專家組組長、北京華大九天軟體有限公司董事長劉偉平等18位行業專家。
值得一提的是，「年度重大創新突破產品」獎是2018年度集成電路產業促進大會的新增獎項，用來表彰在本年度取得重大創新突破、填補國產空白、代表我國集成電路產業發展的最高水平、具有顯著經濟效益的晶片產品。慧智微電子全集成5G 新頻段射頻前端n77/79雙頻集成收發模組（L-PAMiF）S55255從246款參評產品中脫穎而出，榮獲了這一最重量級的獎項。
作為國內首家、國際第二家量產的5G射頻前端集成方案，S55255系列產品在2019年12月份完成驗證並實現量產後，已完成MTK、高通、展銳三大5G平臺的適配及測試。今年3月起，已經陸續有搭載慧智微S55255的頭部客戶實現5G手機大規模出貨。目前，已有包括國際一線手機廠商項目在內的近20個項目，實現Design in和Design win。
射頻前端市場趨勢和S55255的重大突破
射頻前端（RFFE）晶片主要是實現信號在不同頻率下的收發，包括射頻功率放大器（PA）、射頻低噪聲放大器（LNA）、射頻開關、濾波器、雙工器等。目前射頻前端晶片主要應用於手機和通訊模塊市場、WiFi路由器市場和通訊基站市場等。隨著通信技術演進到5G時代，頻率提升、頻寬增加已經是顯而易見的趨勢，使得射頻器件重要性愈發凸顯。
從市場規模來看，一方面，全球5G網絡新增30餘個頻段，新增頻段帶來增量射頻需求，導致單個終端中射頻前端晶片的數量不斷上升，單部手機射頻價值量大幅擴張。統計數據顯示，4G高端旗艦機型射頻價值量為28美金，5G旗艦機型價值量增加至40美金。在基站側，5G基站採用Massive MIMO及小基站，基站數量和單個基站射頻價值量雙增。可見進入5G後，基站和移動終端將全面迎來射頻價值量提升。
另一方面，作為射頻前端晶片市場主要增長驅動力的移動終端市場規模仍在不斷擴大。這又表現在幾個方面，首先作為主流的4G/5G移動終端中，智慧型手機佔比最大，這部分高端市場中單個終端射頻前端用量不斷增加；其次入門及中端智能機市場仍將佔據絕大比例的智能機市場出貨，年出貨量超過13億部，在這部分大規模的中低端市場，單個終端中射頻前端用量約為10美金。因此總體來看，射頻前端市場每年超過百億美金規模，並將持續增長。根據Yole預估，2018年～2025年全球射頻前端的市場規模將由150億美元成長至258億美元，年複合成長率高達8%。
從技術趨勢來看，射頻前端集成化、模塊化是產業發展趨勢，但是射頻前端各類器件獨立製作相對容易，一旦要整合成單一晶片，廠商就要具備強大的射頻設計能力。5G移動終端需要支持具有大帶寬的新頻段以及MIMO技術來實現超高數據率，這使射頻實現複雜度大幅增加，高集成模組化可以使5G射頻前端更好的處理幹擾，大幅度減少射頻模塊的PCB面積佔比，縮短終端射頻設計周期。全集成5G新頻段（Sub-6G）射頻前端收發模組則是實現高速率和器件小型化的關鍵核心晶片，代表行業技術最前沿水平。
洞察到行業趨勢和市場需求，成立於2011年的射頻前端領先企業慧智微，很早就開始布局5G射頻前端模組，基於自主創新和深厚的技術積累，於2019年底成功推出並量產國內首顆多頻全集成射頻前端收發模組S55255，實現了高集成模組化的重大創新突破。同時期，全球僅有美國射頻巨頭Skyworks量產了同類產品。
S55255系列產品框圖
S55255基于慧智微AgiFEM5G可重構射頻前端平臺開發，多項性能指標明顯優於其他競爭方案，在與國際大廠同期量產的同時，實現了以下幾大重要技術突破：
第一，全集成化，實現PA、LNA、濾波器、開關集成化模組。
S55255內部集成了PA、LNA、濾波器及開關模塊，並且集成n77/79兩射頻通路。其中集成了濾波器，可滿足苛刻的帶外抑制需求，以應對複雜的EN-DC場景和WiFi共存。4G LTE方案中常用的是PAM和PAMiD，分別對應高性價比方案和高集成度方案，而n77/n79雙頻L-PAMiF是目前5G NR集成度最高的商用晶片之一。
第二，多頻段，支持5G n77/79新頻段，大帶寬、高功率。
n77/n79頻段作為5G全球部署的主力頻段，載波頻率範圍從3.3GHz至4.9GHz，兩個頻段的總帶寬達到1500MHz。更大的帶寬帶來速度的提升，但同時也對晶片設計帶來了功率、帶寬、散熱等方面的挑戰。S55255通過自有技術專利的可重構技術實現n77/79射頻前端，支持n77/79雙頻，支持PC2高功率，滿足終端HPUE功率需求。
第三，完善自主供應鏈，助力國內5G終端市場發展。
S55255的推出，突破了此前市場上僅有一家美國公司能夠提供n77/n79雙頻L-PAMiF的限制，實現了國內核心技術突破，完善了自主供應鏈，滿足了行業內對關鍵射頻前端晶片的需求，為5G手機終端廠商帶來更多的選擇。
值得一提的是，慧智微的5G射頻前端可提供完整5G解決方案，而不僅僅是單顆晶片。據介紹，為了推動5G射頻前端兼容性，慧智微的可重構5G射頻前端方案AgiFEM5G基於通用方案Phase2(LTE)和Phase7(5G NR)的管腳進行設計，3GHz以下頻段採用成熟的MMMB + TxM方案(Phase2兼容)；5G新頻段（Sub-6GHz）採用高集成度的雙頻n77/n79 L-PAMiF + L-FEM方案(Phase7兼容) ，集成LNA/PA/濾波器/SRS切換開關。
這樣設計的好處是，4G部分供應鏈沿用，可保證成本與供應，並保持4G部分性能，不因EN-DC、HPUE特性影響性能；5G部分則採用小型化集成方案，Phase7主流pin腳。4G/5G射頻通路之間分開，EN-DC無幹擾。
去年12月完成驗證並宣布量產後，此方案在三大5G平臺均已完成適配、校準及高低溫性能測試，今年3月起已陸續有搭載慧智微S55255的頭部客戶5G手機規模量產出貨。目前已有包括國際一線手機廠商項目在內近20個項目的Design in和Design win。
根據市場調研數據顯示，2020年中國5G手機出貨將達1.5億部，全球5G手機出貨達2.5億部；2021年，中國與全球手機出貨將分別達到2.5億及4億部。憑藉著上述重要的技術創新，慧智微以國內第一、全球第二家完成5G射頻前端整體解決方案並具備批量生產能力的供應商姿態，全力支持國內5G快速部署，幫助客戶5G產品領先。
國產射頻晶片不僅僅是替代，也可與國際巨頭齊頭並進
儘管射頻前端市場蓬勃發展，但是良好的前景吸引了諸多企業試圖進入這一領域，市場競爭日益加劇。更關鍵的是，射頻前端擁有百億美元級的市場規模，但是Skyworks、Qorvo、博通、高通以及Murata這幾家廠商合計佔據了近87%的市場份額，全球前十名中也沒有國內廠商，這個領域可以說基本沒有發言權。
受中美貿易衝突和華為事件的影響，2020年射頻前端領域的國產替代成為備受行業關注的關鍵領域，國內射頻產業迎來大發展的絕佳機遇。但是我們也要警惕，不要陷入國產僅僅只為「替代」的陷阱。
觀察國內射頻前端產業，大部分規模出貨廠商尤其是PA廠商，仍在2G/3G市場和4G單頻市場聚集，僅有部分規模出貨廠商面向4G/5G多頻多模高階通信制式。對國產射頻前端廠商而言，面臨著性能、成本、專利三座「大山」。
在性能方面，如果只是基於對國際廠商的技術跟隨和仿製，很難在性能競爭中獲勝；在成本方面，國際廠商的規模效應、IDM生產方式、品牌效應，使得國際廠商對國內廠商有35%的利潤優勢，如果國際廠商將毛利率控制在35%以內，國際廠商將無利可圖；在專利方面，國際廠商發力早，具備二十年以上的基礎專利積累，豎起了堅固的護城河。
例如在4G時代，國際射頻巨頭廠商主導了方案演進，已經實現做的快、做的好、成本低，並建立起了技術性能、成本、專利三道關卡。進入5G時代後，他們將再次依靠系統化集成、系統化方案，建立起更高的技術壁壘。因此，如果國產射頻前端廠商僅僅局限於低端的「替代」，很難再在新的通信時代找到立足之地。然而若採用與國外廠商相同的工藝架構，則無法「過三關」，唯有通過技術路線變革，規避原有專利，才有希望「斬六將」。
慧智微從成立之初，就致力於開闢新的道路，自主研發出有基礎專利的射頻前端可重構技術，在全球率先實現技術突破及規模商用，使射頻前端器件可以通過軟體配置實現不同頻段、模式、制式和場景下的復用，取得性能、成本、尺寸優化，幫助客戶化繁為簡、與時俱進。
在推出此次「年度重大創新突破產品」5G技術之前，慧智微基於可重構射頻前端平臺AgiPAM 設計實現的4G多頻多模產品，已經累計出貨超過1億片，產品一致性和供貨能力得到了檢驗，實現2018/2019年全球可重構射頻前端出貨第一，4G Phase2射頻前端出貨全球第四。公司在4G方面紮實的技術積累，和批量的產品驗證，也極大地幫助了5G產品的快速實現。
通過前瞻的技術預研、基於近十年技術積累，和自主的技術架構工藝創新，慧智微成功在5G時代突破國際巨頭壟斷下的三道大關。從跟隨到主導晶片定義，從國產替代到齊頭並進，與產業鏈一起推動5G在中國乃至全球的發展，而S55255系列，正是萬裡長徵開始的第一步！(校對/範蓉)