5g通信模塊廠家_4g模塊與 wifi模塊的通信 - CSDN

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摘要：

5G——新一輪技術創新和產業革命。5G指移動通信系統第五代，是4G的延伸，有更快的反應和能承載更大的傳輸流量，將成為改變社會的通用技術。5G的千倍提速需求衍生的毫米波、小基站技術、Massive MIMO與波束型技術、新型多載波技術成為必然的技術創新趨勢，可成倍提升性能。5G部署將支持GDP增長，創造萬億產出，物聯網將成為核心場景，市場將迎來大機遇。

射頻器件在5G時代迎來革命，大有可為。射頻前端是無線通信的核心，以智慧型手機為例，射頻前端包括 SAW 濾波器、雙工器、低通濾波器、功放、開關等器件，1G—>5G，網絡通訊升級對射頻前端要求越來越高，射頻前端量價齊升，成為射頻器件廠商都虎視眈眈的一塊大蛋糕。目前射頻器件呈海外壟斷之勢，產品結構升級，國內終端市場轉移加速，國產化替代空間大。而國內射頻器件廠商已經完成前期的技術沉澱，他們正加緊突破5G射頻器件領域，搶食大蛋糕。

濾波器：5G帶動需求爆發，國產替代開始啟動。濾波器起到抗幹擾和過濾雜波的作用，他們佔據了手機射頻前端一半以上的價值量，是射頻前端的重要部件。當前來看，SAW/BAW憑藉著優異的性能正成為主流選擇。從4G到5G，通信頻段增加帶動濾波器市場快速增長，高通預計到2020年市場規模將達到130億美元，SAW/BAW生產工藝複雜，技術壁壘高，國外廠商處於主導地位。

天線：大規模MIMO技術，陣列天線加速走向應用。5G通信引發大量技術創新，波束成形技術要求手機天線集成有源器件，陣列天線將被採用，或與晶片相結合，工藝難度大幅提升價值量。

功率放大器：化合物半導體再添動力。功率放大器即為信號「擴音器」，化合物半導體是功率放大器不可替代的核心技術，壁壘極高，現技術主要被國外廠商壟斷。5G時代下，「高頻+頻段增多」推動化合物半導體需求量增加，中國本土廠商正抓住這次機遇，著力打造本土射頻半導體產業鏈。

1 5G——新一輪技術創新和產業革命

1.1 5G——新一代通訊技術創新升級

1.1.1 5G技術將成為改變社會的通用技術

5G指移動通信系統第五代，是4G的延伸，意味著有更快的反應和能承載更大的傳輸流量。移動網際網路自80年代中期第一代移動通信技術（1G）誕生以來，至今已發展到第4代（1G—>2G—>3G—>4G）。第一代1G採用模擬技術頻分多址（FDMA），僅能提供基本通話功能，速率為2.4Kbps；上世紀90年代初第二代2G採用數字調製傳輸技術時分多址（TDMA），通話更清晰且增加了數據傳輸服務，速率為9.6Kbps –384Kbps；21世紀初第三代3G以碼分多址（CDMA）技術為特徵，速率靜止時大於2Mbps，移動時大於384Kbps，高傳輸速度使移動用戶上升，成就移動網際網路；2010年第四代4G以正交頻分多址（ OFDMA）技術為核心，其通信速率大大提高達到靜止時大於1Gbps，移動時大於100Mbps，帶來高清視頻和圖片，網際網路得以快速發展。而到了第五代5G移動通信時代技術預期將提供比現有4G快100倍的速度，達到10-100Gbps，極大推動物聯網、車聯網、工業等領域的發展。

4G到5G，影響社會的大變革。每一代行動網路技術較上一代都有改善，應對當前4G行動網路在語音通訊體驗、數據傳輸量和網絡容量等挑戰。5G之於4G，有望進一步發展，高速率、大連接、低時延是5G的顯著特徵，根據IMT-2020推進組的規劃，5G的性能將會達到以下水準：

高速率：支持0.1~1Gbps的用戶體驗速率；

大連接：每平方公裡一百萬的連接數密度；

低時延：毫秒級的端到端時延；

除此以外，5G還具備每平方公裡數十Tbps的流量密度，每小時500Km以上的移動性和數十Gbps的峰值速率，使5G時代的無線網絡能夠為用戶提供類似固網的可靠性與安全性。ITU設想了三類5G支持的應用場景，分別是增強移動寬帶（Enhanced Mobile Broadband）、海量機器類通信(Massive machine type communications)以及超高可靠低時延通信(Ultra-reliable and low latency communications)，5G將改變社會。

1.1.2 全球合力，5G網絡快速發展

全球包括東亞、歐洲和北美的移動運營商、設備供應商等都在推動5G快速發展。國際電信聯盟（ITU）和3GPP確定了5G的標準，由ITU領導，3GPP負責技術標準和規範的具體設計和執行，現已制定了詳細的5G發展時間表。

全球主要國家和地區已啟動頻譜規劃並展開研究工作，對於頻譜規劃有以下兩點共識：（1）6GHz以下頻段用於滿足5G網絡覆蓋和網絡容量需求；（2）6GHz以上頻段用於除滿足5G容量外還可用作backhaul（回程線路）。2017年8月，我們國家工信部下發通知，明確了我國的5G初始中頻頻段：3.3-3.6GHz、4.8-5GHz兩個頻段。同時，24.75-27.5GHz、37-42.5GHz高頻頻段正在徵集意見。目前，國際上主要使用28GHz進行試驗（這個頻段也有可能成為5G最先商用的頻段）。

5G研發節奏加快，多國計劃2020年前正式商用。美國Verizon、 AT&T計劃2017年底5G商用；韓國KT將於2018年初開展5G預商用試驗，平昌冬奧會奧運村做5G覆蓋；日本計劃2020年東京奧運會前實現5G商用；歐洲設立H2020計劃，德國已明確2020年正式商用。

國內於2013年，工信部、發改委和科技部聯合成立了IMT-2020（5G）推進組，正全力推動5G標準制定。政府層面，頂層前沿布局已明確5G技術突破方向。根據計劃，2017年-2018年將會全面推進第二階段、第三階段的5G技術研發試驗。企業層面，華為、中興、大唐等通信設備企業以及電信運營商積極開展5G技術及產品測試，力爭2020年實現商用。

1.1.3 需求驅動，5G技術加速創新

5G的千倍提速需求下，加大寬帶應運而生。頻率越高，速度越快，頻段越寬。隨著帶寬從2G（200kHz）到4G（20-100MHz）逐步增加，我國手機運營商和電視等渠道幾乎佔據了2.7GHz以下全部頻率波段，且其他低頻波段少而分散，預計3GHz以上波段將為5G採用，超高頻頻段更寬，不易受幹擾的特點更適合5G。由此衍生的毫米波、小基站技術、Massive MIMO與波束型技術、新型多載波技術也是必然的技術創新趨勢，可成倍提升性能。

關鍵技術之一：毫米波通信

根據國際電信聯盟的專家預測，將來有可能使用30-60GHz甚至更高的頻段。 根據通信原理，載波頻率越高，可實現帶寬越大（意味著傳輸速度越快），以國際已開始試驗的28GHz頻段為例，根據波長等於光速除以頻率，該頻段的波長大約為10.7mm，即毫米波。30GHz以上的頻段，其波長會更短，即更短的毫米波。電磁波有個顯著特點，頻率越高（波長越短）越趨近於直線傳播（繞線能力越差），且衰減越嚴重。因此，5G使用高頻段會使其覆蓋能力大大減弱。

天線尺寸正比于波段的波長，毫米波波長遠小於傳統6GHz以下頻段，因此天線尺寸也較小，可以方便地在行動裝置上配備多個毫米波的天線以改善通信質量。

關鍵技術之二：小基站技術

正因高頻電磁波衰減嚴重，在有遮擋物時尤其明顯，傳播距離更短，為了信號的穩定性和連續性，對基站的需求將遠遠大於4G。小基站相對於宏基站，一個宏基站可以覆蓋一大片區域，小基站體積小，數量多，可以隨處安裝靈活布局，未來甚至可能隱藏於街角各個角落，完全融入人們的生活，滿足各類場景需求。

關鍵技術之三：Massive MIMO與波束成形技術

MIMO（Multiple Input Multiple Output）即多輸入多輸出，通過布置天線陣列，使每一對天線可以獨立傳送信息實現基站與通訊設備間的信息傳輸。在發射端和接收端分別使用多個發射天線和接收天線（現成熟技術如2*2MIMO和4*4MIMO），在不額外佔據頻譜資源的情況下提高信道容量，達到有效利用。傳統MIMO系統僅支持8個天線埠，Massive MIMO系統中，基站配置的天線將會是幾百甚至幾千根，對目標接收機調製各自的波束，信號隔離互不幹擾，充分發揮了系統的空間自由度，大大提高頻譜利用效率。

波束成形技術是MIMO的一種應用形式，指能夠使一個頻段內用戶在互不幹擾的情況下同時傳輸數據，達到在接收端的信號疊加，從而提高接收信號強度的目的。該技術使能量可以集中到用戶，不向其他方向擴散，建立可靠連接。

關鍵技術之四：新型多載波技術

載波，是指載有數據的特定頻率的無線電波。多載波即是採用多個載波信號(將信道分成若干正交子信道)，將需要傳輸的數據信號轉換成並行的低速子數據流，然後調製到在每個子信道上進行傳輸。採用多載波技術主要是為了配合大規模MIMO技術，其具有頻譜效率高、靈活性強以及複雜度低等特點。

載波聚合技術是將多個載波聚合成更寬的頻譜，同時把不連續的頻譜碎片聚合到一起，獲得更大的帶寬，傳輸速度大幅度提升，降低延時。4G中它的應用可以使2-5 個LTE中的成員載波（帶寬小，通常為20M）聚合在一起，實現最大 100MHz 的傳輸帶寬。

1.2 5G影響全球經濟，引領產業變革

1.2.1 5G部署支持GDP增長，創造萬億產出

高通與產業鏈調研公司IHS共同發布了白皮書《5G經濟：5G技術將如何影響全球》中認為：到2035年， 5G將在全球創造12.3萬億美元經濟產出，5G價值鏈將創造3.5萬億美元產出，同時創造2200萬個工作崗位。

我國信通院發布《5G經濟社會影響白皮書》，到2030年，5G將帶動我國直接經濟產出6.3萬億元，經濟增加值2.9萬億元。同時在間接貢獻方面，5G將帶動產出10.6萬億元，經濟增加值3.6萬億元。

1.2.2 5G打開多應用方向，引領行業新發展

5G增強移動寬帶，催生豐富終端應用

5G時代傳輸速度更快，高清視頻漸漸成為人們的生活方式。4K成熟，8K、高清VR/AR正在引入，據HIS發布的《5G經濟：5G技術將如何影響全球經濟》預測，全球8K電視出貨量將從2015年的2700臺增至2019年的91萬臺。

沉浸式娛樂VR/AR。虛擬實境體驗延時需低於20ms才能有效緩解眩暈，目前4G時延約100ms，故VR尚未大規模應用，5G具有低時延和高速穩定的特點，可以在解決該問題的同時傳輸更精美的圖像，改善用戶體驗；對於AR，則可以保證實時使用，在商務溝通、遊戲、網際網路、教育、社交等應用時發揮重要作用。

車聯網/無人駕駛。車聯網發展有三個階段：導航階段（當下）-無線通訊和GPS結合（車聯網的網絡基礎）-車人網全面互動，5G技術作為信息傳輸中介，有助於促進與GPS的結合，最終實現信息的完全交互。無人駕駛要求毫秒級延時和完全可靠性，與5G網絡有高吻合度，有望在5G時代得到大力推動。

工業控制/遠程醫療。目前在遠程控制工業作業或手術應用上由於技術限制仍屬於空白，5G時代網絡達到要求可能迎來較大發展。在工業上，5G有助於控制遠程作業、危險環境作業、設備連接配合；醫療上，遠程監控病患、精確手術等，5G均大有可為之處。

物聯網將成為5G核心場景，市場有待爆發

1000 億+的連接支持、 10GB/s 的最高速度、 1ms 以下的延遲，這就是物聯網的5G！物聯網是通過各種信息傳感設備及系統將每一件物和人相互之間連接起來，形成個巨大的網絡。5G正可以應對未來爆炸性的移動數據流量增長、海量的設備連接、不斷湧現的各類新業務和應用場景。愛立信預測，到2021年，將有280億部行動裝置實現互聯，其中IOT設備將達到160億部。5G在1平方公裡內，可以同時接入100萬個網絡連接而不會卡頓，真正實現「萬物互聯」。

5G將推動物聯網模塊廣泛商用後快速成長，市場有待爆發。海量物聯網可以支持資產跟蹤，智能農業、智慧城市、能源/公用事業監控、實體基礎設施、智能家居和聯網購物等。據中國物聯網研究發展中心預計，到2018年，物聯網行業市場規模預計將超過 1.5 萬億元，CAGR將超過30.0%，2020年我國物聯網產業規模將達到 2 萬億。根據IMT-2000（5G）推進組數據，預計到2020年，全球移動終端（不含物聯網設備）數量將超過100億，其中中國將超過20億。全球物聯網設備連接數也將快速增長，2020年將接近全球人口規模達到70億，中國將接近15億。到2030年，全球物聯網設備連接數將接近1千億，其中中國超過200億。

2 射頻器件在5G時代迎來革命，大有可為

2.1 從2G、3G、4G再到5G，通訊對射頻前端要求越來越高，量價齊升

2.1.1 射頻前端是無線通信的核心，網絡通訊升級對射頻前端要求越來越高

射頻前端是無線通信的核心。射頻器件模塊是無線通信的必備的基礎性零部件，無論何種通信協議，何種通訊頻率，射頻前端不可或缺。行動網路從2G的GSM，3G的WCDMA，再到4G的LTE-Advanced，每一代的更新換代都帶來新的通訊協議，複雜程度也以指數倍提升，對手機內的射頻系統要求也更高、更嚴格。5G時代將會帶來一個全新的網絡架構，另外Massive MIMO技術、載波聚合技術等，對設備的射頻器件性能都提出了更高的要求。

射頻前端模塊由功率放大器（PA）、濾波器、雙工器、射頻開關、低噪聲放大器、接收機、發射機等組成。其中功率放大器負責發射通道的射頻信號放大；濾波器負責發射及接收信號的濾波；雙工器負責FDD 系統的雙工切換及接收/發送通道的射頻信號濾波；射頻開關負責接收、發射通道之間的切換；低噪聲放大器主要用於接收通道中的小信號放大；接收機/發射機用於射頻信號的變頻、信道選擇。

2.1.2 4G到5G，射頻器件空間巨大，量價齊升

5G應用場景更豐富，智慧型手機、衛星導航、衛星電視、物聯網系統等都離不開射頻前端。我們以智慧型手機為例，在它的射頻前端系統中，射頻前端包括 SAW 濾波器、雙工器（Duplexer）、低通濾波器（Low Pass Filter，LPF）、功放（Power Amplifier）、開關（Switch）等器件。

手機銷量上升與頻段增加共同促進射頻前端數量增長。

根據IDC報告，2016年全球範圍智慧型手機總銷量為14.7億部，該數據與Gartner預測的15億部基本吻合，Gartner還預測全球智慧型手機銷量在2020將會增長至19億部。

射頻器件的數量與智慧型手機支持的頻段數量呈正相關，頻段數量越多，射頻器件數量越多。通信技術從1G發展到4G，再到5G，手機中涵蓋的頻段數量快速增加：一方面在於手機網絡速度增加，分配到的頻段數增加；另一方面，如今手機需兼容原先網絡頻段且包括GPS、藍牙、WIFI等被集成到射頻模塊中，手機頻段更多。此外，支持載波聚合技術的設備需將多個窄頻段聚合成一個寬頻段，因此需要更多的窄頻段支撐。一般來講，智慧型手機每增加一個頻段，需要增加 1 個功率放大器（PA）、 1 個雙工器、 1 個天線開關、 2 個濾波器、1 個低噪放大器（ LNA），這個從上面的射頻器件電路也可以看出。目前大致一款多模多頻的LTE 手機，需要 20-30 個以上這些射頻器件， 5G時代射頻器件將更多。

4G—>5G，射頻前端價值量上升。5G主要採用3GHz以上的頻譜通信，與4G的低頻電路不同，高頻電路需要從材料到器件，從基帶晶片到整個射頻電路進行重新考量和設計。5G時代所需求的射頻器件要比傳統的射頻器件要複雜得多，主要來自濾波器和雙工器的升級，單個射頻前端的價值量也會更高。根據產業鏈調研射頻成本端看，單模PA價值大約在0.3-0.6美金、SAW濾波器價格在0.08-0.12美金、SAW雙工器價格在 0.2-0.3美金、天線開關價值在0.15-0.4美金。估算單個射頻前端價格為1美金，支持11個頻段的4G手機，射頻前端價值量可達11美金左右，5G高頻電路還會更高。

手機銷量的增長以及單部手機射頻前端價值的增加帶來了射頻前端量價齊升，射頻器件行業將會迎來新一輪的大發展機遇。根據Yole預測，射頻前端器件市場將會14%左右的年平均增長率增長。

2.2 射頻器件國產化替代空間巨大

2.2.1 射頻器件市場呈海外壟斷之勢

整個射頻產業鏈從上到下分為射頻設計、射頻製造、射頻封裝和射頻測試。其中功率放大器市場玩家居多，三大主晶片公司Skyworks、Qorvo、Broadcom佔據全球市場93%份額。濾波器市場，日企Murata、TDK和Taiyo Yuden佔據SAW濾波器85%以上份額；博通佔據BAW濾波器87%份額，基本壟斷市場。PAmiDs整合模塊環節，包括PA、雙工器和天線開關整合，Skyworks、Qorvo、Broadcom三家佔據全球市場99%份額。

根據 Gartner 的統計整個射頻前端市場中， Skyworks、Qorvo、 Qualcomm 是最大的三家，佔據市場70%的份額，聯發科、三星與海思是射頻領域增速較快的三家廠商。

2.2.2 國內終端市場轉移加速，國產化替代空間大

智慧型手機步入消費升級新時代，終端市場發展迅速。億歐的報告中指出：中國消費升級已到新紀元。2015年，中國消費對經濟增長的貢獻率達到了66.4%，2016年和2017年更是熱度不減，消費已經成為支撐中國經濟的重要力量。而我國作為世界最大的消費電子智慧型手機製造國，也迎來更大機遇。消費升級帶動驅動國內高端射頻器件需求，此外，運營商積極推動的載波聚合技術也有助於射頻器件升級發展。

本土手機全球市佔率在上升，帶動射頻器件國產替代。國內本土手機需求量放緩，海外市場成為新戰略。根據Trendforce數據，2016全球智慧型手機市佔率國產手機華為、OPPO、Vivo包攬前三四五名，2017年二季度全球智慧型手機市場國產品牌佔近一半，全球市長率正在穩步上升。本土智慧型手機全球化趨勢驅動4模、5模甚至全模製式，支持模式越多對應頻段也更多，相應地需要射頻器件也更多，加速國產替代。

2.3 5G時代，射頻器件產品結構升級

5G時代所需求的射頻器件由於採用高頻器件將進行產品結構升級。5G採用 3GHz 以上的頻譜通信，與4G相比，射頻最大不同就是採用高頻電路。高頻電路相比於中低頻電路需要從材料到器件，從基帶晶片到整個射頻電路進行重新考量和設計。高頻電路基本上都需要針對高頻信號以及產品結構進行定製，且呈現小型化的特點。此外，高頻電路對器件的尺寸以及電路布局都要做精細化考量。

濾波器： SAW/BAW高性能濾波器需求加速，國產替代正當時。5G時代，頻段增加，為了抑制外界幹擾，提供更優通信體驗，高性能濾波器需求大大增加。聲表面波濾波器（SAW）廣泛應用於2G接收機前端以及雙工器、接收濾波器，集低插入損耗和高Q值於一身，不僅可實現寬帶寬，體積還比傳統腔體甚至陶瓷濾波器小得多。但SAW濾波器的局限性在於高於約1GHz時，其選擇性降低；在約2.5GHz，其使用僅限於對性能要求不高的應用。 且SAW器件易受溫度升高的影響，基片材料的剛度趨於變小、聲速也降低。而高於1.5GHz 時，BAW濾波器非常具有性能優勢，其尺寸還隨頻率升高而縮小，BAW對溫度變化也不那麼敏感，同時它還具有極低的插入損耗和非常陡峭的濾波器邊緣。5G高頻時代，BAW將迎來快速發展且BAW雙工器價值量約為SAW雙工器的2-3倍，產品結構升級將進一步提升5G射頻模塊價值量。

隨著近幾年國產手機品牌的迅速崛起以及國內濾波器企業不斷進行技術積累，我國濾波器廠商崛起的內外部條件已經具備，中國廠商完成國產替代正在當下。目前國內濾波器廠商已經掌握了從晶體基片製造到光刻工藝的全生產流程，開始從SAW濾波器領域實現突破。

5G天線：數量更多，技術壁壘更高，國內技術領先廠商有望受益。天線是接收和發射電磁波的元器件，是手機等終端的核心部件。全球移動終端天線行業受無線通信需求越來越多市場空間持續高速成長。由於手機中射頻信號通道越來越擁擠，手機需要處理來自外圈無線設備的各類信號如藍牙、WIFI等。隨著高頻5G到來，頻段增加，不同帶寬工作的信號均需要接入天線且要保證最優化性能和較輕薄集成化的外形尺寸，設計測試工藝難度越來越高。經過多年發展，無論在基站天線還是手機天線領域，我國廠商均積累了足夠的技術與資本實力，已經成為各自行業的領頭羊，未來有望儘早獲利。

功率放大器（PA）：材料升級，國產廠商享受行業紅利。在2G時代，功率放大器還可採用矽材料的產品；到3G和4G時代，功率放大器則是以砷化鎵（GaAs）為材料。然而到5G時代，由於功率放大器的帶寬會隨著頻率的增加而大幅減少，傳統的Si、GaAs材料的功率放大器已經不能滿足要求，GaN在高頻領域優勢明顯，有望成為5G時代的功率放大器的選擇，未來國產廠商將受益於行業爆發。

5G時代，射頻器件產品結構升級，市場規模擴大。據Yole 預測，手機射頻前端模塊和組件市場，2016年市場規模為101億美元，預計到2022年將達到227億美元，7年複合增速為14%。其中濾波器的複合年增長率為21%，天線複合年增長率為21%，功率放大器複合年增長率近1%。5G時代的新一輪技術創新和產業革命正為射頻器件帶來新機遇。

3 濾波器：5G帶動需求爆發，國產替代開始啟動

3.1 濾波器是射頻前端的重要部件，SAW/BAW成為主流選擇

3.1.1 濾波器起到抗幹擾和過濾雜波的作用，是射頻前端的重要部件

濾波器是一種選頻裝置，可以使信號中特定的頻率成分通過，而極大地衰減其它頻率成分，起著抗幹擾和過濾雜波的作用。濾波器主要有以下四種工作方式：

低通：阻止高於某個頻率的所有頻率並允許所有其他頻率通過（和高通相對）。

高通：允許高於某個頻率的所有頻率通過，並阻止所有其他頻率（和低通相對）。

帶通：允許兩個頻率之間的所有頻率通過，並阻止所有其他頻率（和帶阻相對）。

帶阻：阻止兩個頻率之間的所有頻率，並允許所有其他頻率通過（和帶通相對）。

濾波器在手機射頻前端中起著重要作用。由於手機需要支持的無線通信頻段越來越多，並且手機需要支持的通信協議越來越複雜，所以信號之間會出現幹擾的問題。濾波器的作用就是將帶外幹擾和噪聲濾除，以滿足射頻系統和通信協議對於信噪比的需求。

手機射頻前端需要同時具備接收與發射信號的作用，由於手機通常會支持非常多的頻段，不同頻段在使用時需要過濾掉其它頻段的信號，防止信號幹擾與串聯，所以一個頻段通常需要兩個濾波器，以分別負責接收與發射時的信號過濾。

 

3.1.2 SAW/BAW性能優異，是射頻應用的主流選擇

衡量濾波器性能的指標有兩個：Q值和插入損耗。Q值越高，表明濾波器可以實現越窄的通帶帶寬，即可以實現較好的濾波功能。插入損耗是指通帶信號經過濾波器之後的信號功率衰減，當插入損耗達到1dB，則信號功率衰減達到20%。從這兩大指標來看，SAW和BAW濾波器憑藉優良的頻帶選擇性、高Q值、低插入損耗等特性，已成為射頻濾波器的主流選擇。

SAW（Surface Acoustic Wave）濾波器是根據晶體的壓電效應而製成。壓電效應即晶體在受到電信號的作用時，會產生彈性形變而發出機械波（聲波），即可把電信號轉化為聲信號。

由於SAW器件易受溫度變化的影響，當溫度升高時，其基片材料的剛度趨於變小、聲速也降低。為了克服這一缺點，TC-SAW（溫度補償濾波器）被開發出，它是通過在叉指換能器上另塗覆一層在溫度升高時剛度會加強的塗層製作而成，但成本較高。

BAW （bulk acoustic wave）濾波器即體聲波濾波器，是在晶體內部傳播聲波而實現濾波功能。BAW原理與SAW基本相同，其使用石英晶體作為基板，貼嵌於石英基板頂、底兩側的金屬對聲波實施激勵，使聲波從頂部表面反彈至底部，以形成駐聲波。與SAW不同的是聲信號在介質內部傳輸，故體積可以做的更小（介質的介電常數大於空氣）。

以iPhone 7的配置來看，其射頻前端共採用了3顆PA晶片（高中低頻段）、2顆濾波器組、2顆射頻開關、2顆PA-濾波器一體化模組，Avago AFEM8030是其中採用的一種濾波器晶片。Avago AFEM8030中的濾波器採用密封的晶圓級封裝，該技術來自於Avago的Microcap晶圓鍵合CSP，使得前端模塊中的所有晶片組裝在一起的面積小於35mm。此外，還採用了矽通孔（TSV）來導通電氣信號和特殊的研磨工藝來控制氮化鋁（AlN）厚度。

3.2 無線通信頻段增加帶動濾波器市場快速增長，高通預計到2020年濾波器市場規模將達到130億美元

隨著無線通信技術的發展，手機需要支持的無線通信頻段也越來越多， 4G時代的頻段已經達到41個。而到了5G時代，手機需要支持的頻段甚至會達到91個以上。由於一個頻段通常需要兩個濾波器，所以未來單部手機的濾波器使用量將超過百個。

載波聚合技術的應用也會增加濾波器的使用量。4.5G網絡需要提供下行峰速1Gbps，上行峰速500Mbps的傳輸速率，這需要提供最大100MHz的傳輸帶寬，但是目前很缺乏這麼大的帶寬，所以使用載波聚合技術將零散的帶寬聚合到一起以提供更大的傳輸帶寬。載波聚合需要在前端使用更多的多工器，而每個多工器通常由多個不同頻率的濾波器構成，所以載波聚合技術將會大幅增加濾波器的使用量。

手機濾波器用量的大幅增加會極大提升濾波器的單機價值量。單個濾波器的價值量並不高，通常只有幾十美分，但是單價用量很大就會導致單機價值量很高。以一臺常見的4G五模十三頻手機為例，濾波器單機價值量約為4-5美元。隨著頻段的增加，5G時代的濾波器單機價值量甚至可以達到10美元。

濾波器市場不僅僅有量的快速增長，還有技術進步帶來的單價提升。由於手機射頻前端需要集成的濾波器越來越多，而手機內部依然是寸土寸金，所以濾波器有著非常明顯的小型化、集成化趨勢。這樣的趨勢會進一步加大濾波器的生產難度，不斷提升濾波器的單價。

根據Mobile Experts的預測，全球射頻濾波器市場規模將從2015年的50億美元增長至2020年的130億美元，年複合增長率達到21.06%，保持快速勢頭。全球通信巨頭高通的預測結果與此類似，也預計濾波器市場規模到2020年達到130億美元左右。濾波器正成為射頻前端領域中增長最快的部件。

3.3 生產難度大，國外廠商處於主導地位

3.3.1 SAW/BAW生產工藝複雜，技術壁壘高

SAW/BAW濾波器的設計和製造非常複雜，目前仍無法用集成度最高的CMOS工藝進行批量化製造，而必須使用特殊工藝以保證性能。以SAW濾波器為例，SAW濾波器通常在石英、鈮酸鋰或釺鈦酸鉛等晶體基片基礎上，使用半導體工藝完成製造。這樣的生產方式決定了SAW濾波器具有很高的生產難度。

晶體生長環節難以控制。晶體生長主要使用提拉法，即在被加熱的坩堝中盛著熔融的料，籽晶杆帶著籽晶由上而下插入坩堝。由於固液界面附近的熔體維持一定的過冷度，熔體沿籽晶結晶，並隨籽晶的逐漸上升而生長成棒狀單晶。在生產過程中，需要控制固液界面的溫度梯度、生長速率、晶轉速率以及熔體的流體效應，否則容易出現晶體生長不均勻、晶格排列混亂等現象。

最佳切割方向難以確定。基片切割的方向會影響壓電晶體在機械能和電能之間的轉化效率，進而影響濾波器的工作效果，所以晶體切割還需要考慮最佳切割方向。只有當切割方向與表面波傳輸速率最快的方向一致時，才可以得到能量轉化效率最高的晶片。所以在對晶體進行切割之前，還需要計算基片各方向的表面波傳輸速率，以確定速率最高的傳輸方向。

研磨時容易出現亞表面損傷。鈮酸鋰晶體是典型的軟脆材料,在研磨時極易出現亞表面損傷和磨粒嵌入等缺陷，進而影響表面波的傳輸。在具體研磨過程中，對研磨方式、磨粒粒徑、研磨壓力等方面均提出了很高的要求。這需要廠商在具體生產過程中積累經驗，不斷改進研磨方式。

需要使用高精密拋光工藝。由於基片表面的粗糙度會影響表面波的傳輸，所以基片表面的粗糙度需要達到亞納米級別，同時基片表面不能有任何缺陷，這對拋光工藝提出了嚴峻的挑戰。為了實現高精密的拋光，需要使用特殊配方的拋光液，並不斷在生產中改進拋光工藝，以找到最高效的拋光方法。

後段半導體工藝對精細度要求很高。在完成基片的生產後，需要在基片上利用半導體工藝完成電極的刻蝕，大致流程包括金屬膜沉積、上膠及前烘、曝光、顯影、刻蝕、光刻膠去除等步驟。後段過程中的曝光設備、光刻精度、工藝參數等變化都會極大影響濾波器的性能。為了保證最優生產結果，濾波器廠商通常採用IDM模式完成設計、生產的全過程。

3.3.2 SAW/BAW主要被日美廠商壟斷

從產業鏈上下遊看濾波器行業，上遊環節為晶圓供應商，中遊環節為濾波器元器件製造商和前端模塊生產商，下遊為蘋果、三星等移動終端設備廠商。目前，SAW/BAW濾波器主要被日美幾家廠商壟斷，包括村田、TDK、博通等廠商。

SAW濾波器市場由村田、TDK和太陽誘電壟斷，其中村田的市場份額接近一半。博通在BAW濾波器市場一家獨大，佔據了87%的份額。這些領先廠商同時還在高端濾波器領域擁有大量專利，形成了技術上的壟斷。

3.4 內外條件已具備，中國廠商完成國產替代正在當下

隨著近幾年國產手機品牌的迅速崛起，以及國內濾波器企業不斷進行技術積累，我國濾波器廠商崛起的內外部條件已經具備，中國廠商完成國產替代正在當下。

從外部條件來看，近幾年國產手機品牌迅速崛起。2016年國產手機前三強為華為、OPPO和VIVO，全年出貨量分別達到1.39億、0.99億和0.7億部，在全球的市佔率僅次於三星和蘋果，我國已經成為全球最大的智慧型手機生產地和銷售市場。

國產手機品牌的迅速崛起帶來了龐大的本土配套需求，這是因為供應鏈本土化可以擁有更好的配套服務、更為方便的協作，手機廠商應對市場變化的能力也更強。隨著國產手機品牌的崛起，濾波器的本土化配套需求也迅速提升，我國濾波器廠商崛起的外部條件已經具備。

從內部條件來看，國內濾波器廠商的技術積累也支持國產替代。目前國內濾波器廠商已經掌握了從晶體基片製造到光刻工藝的全生產流程，開始從SAW濾波器領域實現突破。同時國內生產廠商擁有更為低廉的生產成本，在價格上相對廠商也具有優勢。所以國產濾波器廠商也已經具備了實現國產替代的內部條件。

目前，我國從事聲表濾波器的公司大約還有10家左右，有一半從事軍品濾波器，一半從事民品濾波器。而在手機用聲表射頻濾波器有突破的廠商主要是德清華瑩（中電55所）、中電26所、無錫好達三家。它們成功開發了外殼尺寸為2520、2016、1814CSP封裝的BAND1、BAND5、BAND8聲表雙工器，以及尺寸為1411、1109CSP封裝的GPS、WiFi用濾波器，產品已經得到二線品牌手機廠家的使用。

1）德清華瑩（中電55所）

中電科技德清華瑩電子有限公司始建於1978年，是國內最早研製生產鈮酸鋰壓電晶體材料和聲表面波濾波器產品的企業之一。現在是中國電子科技集團公司旗下五十五所控股的一家專業研製及製造人工晶體材料、聲表面波器件及電子系列產品的企業。公司專業生產鈮酸鋰晶體產品、聲表面波器件和其它電子產品，擁有自主智慧財產權。主營的鈮酸鋰3″、4″晶體年產18噸，加工晶片100萬片及系列光學晶體產品；年產各類聲表面波器件1.6億隻，電子鎮流器、電子變壓器等照明產品600萬套，大功率燈珠600萬隻，COB面光源及集成光源60萬隻。

2）中電26所

中電科技26所是國內實力非常強的商用SAW濾波器製造商。1999年以前，中電26所的產品及業務主要用於軍用和國防定製配套，此後逐步民用化。中電26所已經成功研製出上千種規格的聲表面波濾波器、聲表面波振蕩器、聲表面波諧振器、聲表面波延遲線、聲表面波直接頻率合成器、聲表面波脈衝壓縮組件等信號處理器件以及零組件，用於GSM/CDMA等直放站、GSM/CDMA/WCDMA/TD-SDMA 等基站的系列中頻濾波器、CDMA450固定臺系統的400-700MHz系列濾波器、WAN/WLL的聲表面波濾波器、各類無線通信標準無線收發RF濾波器。

3）無錫好達

無錫好達主要產品包括聲表面波濾波器、雙工器、諧振器，應用於手機、通信基站，雷達、航天航空、汽車電子、及其它射頻通訊領域。公司擁有能生產0.25um微線條晶片生產線，有能生產CSP倒裝產品封裝的生產線，可生產產品尺寸為1.8*1.4的雙工器、1.1*0.9的濾波器，可生產1.8×1.4 mm 的雙工器、1.1×0.9 mm的濾波器，其HDDB01NSB-B11、HDDB03CNSS-B11、HDDB05NSS-B11等多個型號雙工器在BAND1、BAND3、BAND5等波段得到應用。公司已實現對主流手機廠商（主要客戶包括中興、宇龍、金立、三星、藍寶、富士康、魅族等）的供貨。

4 天線：大規模MIMO技術，陣列天線加速走向應用

4.1 手機端：採用陣列天線，工藝難度加大提升價值量

5G作為新一代通信技術，引入了一系列新的技術和標準。這些新的技術和標準將大幅提升手機天線的設計和製造難度，需要引起手機廠商的足夠重視。總體來看，手機天線將在尺寸、陣列、有源器件、晶片等四個方面大幅提升難度。

4.1.1 陣列天線將被採用，加工工藝更加複雜

MIMO技術，決定手機天線將採用陣列天線方案

由於5G將部署大量小基站，各個小基站的誤碼率等性能不盡相同，所以5G手機需要具備自選基站的能力，以選擇誤碼率低的基站和信道實現通信，這就要求5G手機採用陣列天線技術。基站天線採用的陣列天線，波束將在垂直和水平兩個方向交叉極化，所以5G手機天線需要採用垂直和水平天線交互的點陣，以同時保證垂直和水平兩個極化方向的信號收發。

陣列天線對手機天線的設計和製造提出了更高的要求，未來的5G陣列天線很可能集成到後蓋上，要求天線生產商和後蓋生產商之間的具有緊密協作。

天線尺寸大幅縮小，加工工藝難度大幅提高

天線長度通常為波長的四分之一，所以當5G需要使用高頻段時，由於電磁波的波長大幅縮小，手機天線的尺寸也需要大幅縮小。天線尺寸的大幅縮小將對天線的材料和加工精細度提出更高的要求。對於30-40GHz左右的5G天線，FPC以及注塑衝壓的天線製作方式將達不到要求，可用LTCC、高介電、陶瓷等技術進行加工製造。但60GHz及以上的天線尺寸非常小，就需要微電子加工技術，加工精度要求更高，需要採取和晶片集成在一起的加工工藝。

4.1.2 波束成形技術要求手機天線集成有源器件

基站和手機在5G時代的通信將採用波束成形技術，需要保證基站與手機之間的定向傳輸，這就需要集成移相器、相位控制器等有源器件。其中移相器用來對波的相位進行調整和改變，用於調節交流電壓相位。相位控制器用來控制手機天線的相位，以保證與基站之間的定向傳輸。

所以未來的手機天線廠商不僅需要具備天線的設計與製造能力，還需要具備集成有源器件的能力，甚至將天線與有源器件結合為模組形式提供給終端客戶。

4.1.3 陣列天線或將與晶片相結合

由於5G手機天線採用陣列天線，天線數量大幅增加，不能使用屏蔽線引出信號到射頻晶片中，所以需要把引出線與陣列天線做成一體，並與晶片相結合，通常一個晶片管理四個點陣。

天線與晶片的結合，並不意味著晶片廠商將取代天線廠商。晶片廠商不知道如何設計天線並對天線的性能進行檢測與評估，只有專業射頻廠商有這方面的經驗。所以，晶片廠商只有與天線射頻設計公司合作，才能製作出5G所需要的天線系統和製作出產品。

4.1.4 陣列天線價值量大幅提升

5G通信將使手機天線單機價值量大幅提升。根據產業鏈調研，目前較為低端的彈片天線單機價值量約為0.3-0.5元，主流的FPC天線單機價值量達到1-2元，而高端的LDS天線單機價值量達到6-15元。而等到5G時代，手機天線將採用陣列形式，還需要整合有源器件與晶片，單機價值量將達到30-80元，相比目前的價值量水平得到大幅提升。

4.2 國內廠商技術雄厚，將引領5G通信天線的發展

經過多年發展，我國廠商均積累了足夠的技術與資本實力，已經成為各自行業的領頭羊。隨著5G時代的到來，國內天線廠商將繼續憑藉雄厚的技術積累，引領5G時代通信天線的發展。

手機天線已經有了很長的歷史，並經過了幾個重要的發展階段，行業中心也開始從歐美向中國轉移。

早期天線主要是從軍用領域發展而來，所以不難理解為何此前的國際天線大廠主要集中在歐美及以色列。天線軍轉民之後，起初主要應用於車載電話、無線尋呼等專業領域。早期天線普遍置於移動終端機殼外頂部，帶寬窄、不美觀、易折斷，後來，隨著天線技術不斷提升及用戶對整體外形要求提升，天線從外置轉為內置天線。

早期的內置天線主要是金屬彈片加塑膠支架的結構，多是兩維手工設計、測試及製造，當時金屬彈片天線單價在3-5元；後來由於精密度要求提升，金屬彈片替換為FPC材質，但天線依然是兩維設計製造，目前其平均單價為1-2元。再後來，隨著LTE（4G）的加入，天線的複雜度將越來越高，覆蓋5-6個甚至更高頻段，手機中的射頻信號通道越來越擁擠。此外，手機還需要處理來自外圍無線設備的各種信號，如藍牙、Wi-Fi和GPS等，所有這些信號需要工作在不同的頻段，而且都需要接入天線，並且取得最優的性能和較輕薄較集成化的外形尺寸，這使得天線設計測試及工藝難度越來越高。

此時，要實現4G所必需的多天線技術，在多頻多模的要求下，天線外形從早期的兩維變成三維，天線設計必須實現電腦自動化設計，而對製造的精密度要求也越來越高，早期的FPC、彈片等手工設計、測試和製造的模式已不適用，全自動化模式成為主流，而在全自動化模式中，三維製造精度最高的就是LDS工藝，可以說，LDS工藝是4G終端天線可實現的主要工藝。

國外企業進入手機天線行業較早，擁有較強的技術積累，仍然佔據著很大的手機天線市場份額。目前國外手機天線廠商主要包括萊爾德、普爾思、安費諾、莫仕、Skycross等。

我國手機天線企業一方面通過外延併購的方式成功進入國際頂級大客戶供應鏈，另一方面受益於國內手機終端企業的快速發展，已經具備雄厚的實力積累。以信維通信代表的國內手機天線企業，將有望在5G手機天線的發展中扮演重要角色。

伴隨著5G通訊的商用化，手機行業將迎來一次換機潮。我國手機天線企業已經擁有足夠的技術積累，將有望抓住這次機遇，引領未來手機天線行業的發展。

5 功率放大器：化合物半導體再添動力

5.1 化合物半導體是5G時代下功率放大器不可替代的核心技術，需求提升迅速

5.1.1 功率放大器即為信號的「擴音器」，市場空間廣闊

何為功率放大器？

功率放大器，即為信號的「擴音器」，它是無線發射系統中極為重要的部分。通常條件下，在調製振蕩電路中的射頻信號都比較弱，這些信號需要經過射頻放大器逐級放大並調製，最後經末級功率放大器匹配足夠功率，通過天線將射頻信號輻射。以iPhone6主板為例，其中就包括5個射頻功率放大器，分別由Skyworks、Qorvo和Avago提供。功率放大器連接調製振蕩電路及輻射天線，往往是整個移動終端中最為耗電、效率最低，同樣也最為昂貴的部件。

射頻功率放大器市場規模近40億美元

近年來，全球4G手機佔智慧型手機市場的份額逐年提升，隨著未來4G通訊滲透率進一步提高以及5G通訊正式上線，手機需要支持的頻段數越來越多，功率放大器的數量也相應大大增加。據Yole指出?2016年全球RF PA市場規模約為15億美元，到2022年時，市場規模將達到25億美元，但傳統的LDMOS製程將逐漸被新興的氮化鎵（GaN）取代，砷化鎵（GaAs）的市場佔比則相對穩定。

5.1.2 化合物半導體是功率放大器核心技術，壁壘極高

何為化合物半導體？

化合物半導體指由兩種或兩種以上元素以確定的原子配比形成的化合物，並具有確定的禁帶寬度和能帶結構等半導體性質。

自2000年以後，化合物半導體市場逐步擴大，以砷化鎵（GaAs）、氮化鎵、碳化矽為首的半導體材料應用增多。

目前較為成熟的是第二代半導體材料，以砷化鎵（GaAs）、磷化銦（InP）、磷化鎵（GaP）為主要代表，這一類化合物半導體相對於第一代單元素晶體半導體擁有更高的電子遷移率，且為直接帶隙，在光電傳輸過程中有更好的表現，同時整體上功率、增益以及效率都較矽基半導體更有優勢。目前，市場上GSM、3G、4G通信網絡多是以GaAs器件和COMS器件並存。

隨著技術的進步，第三代半導體材料也開始應用，主要以氮化鎵（GaN）、碳化矽（SiC）為主要代表，這一類半導體相較前兩代半導體，擁有更大的禁帶寬度，能夠對應更寬的頻譜區域，這也是未來高頻5G時代的需求。

COMS、GaAs和GaN是功率放大器的三種重要的製備工藝

目前功率放大器中半導體的製備工藝主要有COMS、GaAs和GaN三大類工藝，其中比較成熟的是CMOS和GaAs工藝。

CMOS作為最先發展的半導體製備工藝，其優勢在於製程成熟，成本更低，整體集成度較高，通常被用於晶片製造、通信集成等多個領域。智慧型手機中功率放大器相對於CPU等晶片而言，集成度要求並沒有那麼高，相反對於工作頻率、耐高溫、耐高壓等方面特性要求更高，因此GaAs工藝作為兼顧良率、成本以及增益、效率的最佳方案，被廣泛應用於3G、4G網絡中。

GaAs工藝其實指的是材料製備中兩種工藝手段，MOCVD（氣相外延生長）和MBE（分子束外延）。通過該工藝製造的GaAs IC（以MESFET、HEMT、HBT為主的集成電路）有著非常出色的表現。比如GaAs MIMIC（微波毫米波單片電路）和GaAs VHSIC（超高速集成電路）在新型相控陣雷達等軍用上起著重要作用。

GaN工藝和GaAs工藝差別不大，生長上控制難度更大一些，儘管目前良品率仍較低，集成度也相對較低，但最終需求才是科學技術進步第一推動力，隨著時間推進，技術的成熟度會不斷提高。

GaN優異的材料性能能夠滿足相當大範圍的頻段需求，目前多用於軍用雷達、高頻通信域。未來隨著高頻5G信號毫米波段進一步發展，應用前景會越來越廣闊。

5.1.3 5G時代下，化合物半導體需求量大幅增加

5G時代下，「高頻+頻段增多」推動化合物半導體需求量增加

5G時代下，化合物半導體的增量主要來源於兩個方面：1）毫米波通信推動化合物半導體需求增長；2）5G通訊信號覆蓋全網頻段，頻段數量增加，功率放大器晶片數量也將進一步增加。

5G通信將在3GHz以上的通信頻段，GaAs器件將成為不可或缺的部分。GaAs射頻功率放大器具有比矽（Si）器件擁有更高的工作頻率和更高的工作電壓，滿足未來5G通信高頻、高效、高功率的需求。目前4G手機的功率放大器已全部採用GaAs 技術，未來5G射頻放大器器件更加採用GaAs 技術以及更高端的工藝技術。

5G通信支持的頻段將大幅增加，將達到50 個以上，遠大於4G 通信的頻段數，僅通過提高功率放大器的複雜程度已不能滿足頻段需求，未來手機功率放大器數量將大大增加，使得單部手機中GaAs 器件成本大幅增加。在4G手機中，iPhone6中搭載共6個PA晶片。未來隨著5G通信的應用，Strategy Analytics預計智慧型手機中PA晶片數量可能高達16個，化合物半導體的需求量也會明顯增多。

以GaAs、GaN為代表的化合物半導體市場將在PA帶動下快速增長

以GaAs、GaN為代表的化合物半導體將成為PA的主流材料，目前在6GHz以下主要是以GaAs HBT為主，28~39GHz頻段主要是以智慧型手機GaAs HEMT和基站用GaN HEMTs為主，而高頻毫米波段主要是以InP HBT、GaN HEMT和GaAs HEMT為主。以第二代、第三代化合物半導體材料為基的功率放大器市場規模將近一步擴大。

5.2 中國廠商蓄勢待發，將享受行業爆發紅利

5.2.1 化合物半導體技術主要被國外廠商壟斷

PA射頻器件一直存在著矽基COMS PA和化合物半導體PA之爭。矽基材料雖然成本上優勢明顯、技術上也非常成熟，但由於本身物理性能受限，無法用於高頻領域，目前以砷化鎵為代表的化合物PA在射頻功放市場上仍有85%以上的市場佔有率。

COMS射頻公司以高通、英飛凌、Peregrine等為主要代表，技術上則向Ultra COMS方向演進。

2G時代開始，低成本的COMS PA開始進入手機市場，Axiom（2009年被Skyworks收購）的CMOS PA就實現了千萬級的出貨量。另一家CMOS PA供應商Amalfi Semiconductor（2012年被RFMD收購）的產品也廣泛應用在低成本手機上。

3G時代，2013年2月份，高通宣布推出可以對應LTE的CMOS PA，矛頭直指GaAs技術。高通作為晶片行業龍頭，這一舉措大大刺激了CMOS射頻元件廠商。初創公司RF axis憑藉多項專利技術，實現了採用純CMOS技術達到了原本只能由GaAs 或SiGe實現的性能，而成本卻只有幾分之一，目前RF axis的產品已經獲得包括高通（Qualcomm）、博通（Broadcom已被Avago收購）以及其他無線互聯與物聯網設備提供商的認可。英飛凌是另一家支持CMOS射頻的廠商，就推出了採用CMOS工藝的射頻開關。另一家廠商Peregrine（2014年被Murata收購）是SOI（絕緣體上矽）技術的領導者，其 Ultra CMOS技術為射頻產品帶來了高度集成的單晶片方案，目前已向市場提供二十多億個Ultra CMOS晶片。

GaAs射頻公司逐鹿群雄，日本、臺灣、歐美均有強力競爭者

GaAs半導體廠商主要為國外IDM廠，根據Strategy Analytics數據表明，2014年GaAs元器件市場規模為74.3億美元，2015年市場規模為86億美元，預計到2020年，市場規模將突破130億美元。市場份額主要集中於Skyworks、Qorvo和Avago三家，佔市場份額的6成以上。

日本的Murata是全球最大的MLCC廠家，也是第一大通訊模塊廠家，2013年完成對Renesas PA事業部收購，打造最完整的射頻產品線。

GaAs元件加工核心步驟外延沉積主要參與廠商有Kopin、VPEC、IQE三家，合計市場佔有率超60%，其中Kopin和VPEC兩家採用的是MOCVD製程，IQE採用的是MBE製程。

晶圓代工廠方面，主要代表有Win、AWSC和Anadigic。Win Semiconductor（穩懋）是全球最大的GaAs晶圓代工廠，主要客戶為AVAGO；AWSC主要客戶是Skyworks。國內主要是三安光電，近年來發展速度十分可觀，2015年月產能已經達到24k片每月，產能直逼穩懋，未來有望超越穩懋成為全球最大的晶圓代工廠。

PA模組廠方面，主要有Skyworks、Avago、Qorvo（RFMD與TriQuint合併）等幾家公司。目前Skyworks是最大的參與者，全球前10大手機廠商都是其主要客戶，技術也最為成熟。Avago作為行業新參與者，於2013年5月收購Javelin正式切入COMS PA領域，2015年5月更是斥資370億美元收購Broadcom（博通）成為晶片領域龍頭。

GaN市場剛打開，競爭格局初現

長期以來，GaN一直作為一種國防軍用材料，廣泛應用於軍事、衛星通信、無線基站等領域。隨著技術的逐步成熟，開始逐步向民用商業化滲透，目前在無線通信領域的應用已經佔據了其總市場的一半以上，據Yole Development數據顯示，2010年GaN射頻器件市場規模僅為6300萬美元，隨著無線通訊技術的演進，預計2020年將達到6.2億美元，年複合增長率高達26%。

目前GaN射頻器件參與廠商主要包括Wolfspeed、Raytheon、Northrop Grunman、TriQuint、RFMD、Nitronex、MA-COM、GCS等。

Wolfspeed：科銳2016年拆分旗下Wolfspeed Power & RF（功率與射頻）部門，更名為「Wolfspeed」公司，同年7月英飛凌收購Wolfspeed並表示Wolfspeed生產的碳化矽晶片在未來數年將逐漸取代傳統晶片，尤其是在電動和混合動力汽車市場。

Raytheon：雷神公司是美國大型國防合約商，提供多個領域國防產品，在微電子領域，雷神擅長砷化鎵單片微波集成電路（MMIC）技術，並正在應用這一技術於全球衛星通信，直播衛星電視接收機、 無線本地環繞網絡和下一代數字蜂窩電話，目前雷神公司已經開展GaN器件製造。

Northrop Grunman：坐落在美國加利福尼亞洲，是一家以航空太空飛行器件生產為主的公司，目前公司正投入大量資源用以對航天通信器件GaN材料的開發利用。

TriQuint、RFMD：目前已合併為Avago公司，公司是一家設計、研發並向全球客戶廣泛提供各種模擬半導體設備的供應商，公司主要提供複合 III-V 半導體產品，在高性能設計和集成方面擁有超群的實力。

Nitronex：是一家在無線通信市場世界知名的公司，專業設計、生產有源器件，目前產品已在美國以及亞洲市場有了廣泛的應用。Nitronex獲得2180萬美元GaN RF晶片投資。基於其GaN工藝，Nitronex公司已經發布了針對WiMax市場的一系列的RF功率電晶體產品。

MA-COM：成立於1950年，總部位於美國東海岸波士頓麻薩諸塞州，主要專注於射頻和微波產品的開發。在微波和射頻領域，目前投資研發基於矽襯底的氮化鎵技術，為5G的移動通信的發展做準備，也為其它新能源行業大功率器件做準備。

GCS：環宇通訊半導體公司1997年成立，要從事砷化鎵／磷化銦／氮化鎵高階射頻及光電元件化合物半導體晶圓製造代工，目前與國內三安光電正式合作建立合資子公司三安環宇公司，也標誌著大陸廠商氮化鎵器件製造正式進入快速發展期。

5.2.2 中國廠商正著力打造本土射頻半導體產業鏈

目前中國的化合物射頻半導體產業鏈已經初步形成。從PA產業鏈設計、製造再到封測，各個環節均有中國廠商參與，打造中國自己的PA產業鏈格局。設計端發展最早，目前有銳迪科（RDA）、唯捷創芯（Vanchip）、中普微電子、漢天下（Huntersun）、國民飛驤、蘇州宜確（長盈精密收購其20%股份）等企業參與。製造端技術要求較高，國內化合物半導體製造主要有三安光電、海特高新等企業參與，國內封測端主要有長電科技、晶方科技、華天科技等企業參與。

三安光電，國內第一家規模量產的GaAs/GaN化合物晶圓代工企業

三安光電是國家人事部認定的博士後工作站及國家級企業技術中心，在美國成立研發中心，擁有Ⅲ-Ⅴ族化合物半導體技術頂尖人才組成的技術研發團隊，掌握的產品核心技術達到國際同類產品的技術水平，研發能力已達到國際先進水平，其中半導體集成電路6英寸外延更是填補了國內晶片外延空白。公司於2014年設立全資子公司三安集成電路，專注於GaAs高速半導體器件和GaN高功率半導體器件的生產。其中三安集成首期項目（通訊微電子器件一期）投資規模30億，其中定增募集16億，自由資金14億，投入用以建設GaAs和GaN晶片產線各一條，並於2018年達到產能飽和。公司目前擁有約300臺MOCVD，除研發機外都已全部開滿生產。而二期項目MOCVD也將逐步採購，產能將近一步提升。

技術方面，公司與GCS優勢互補，成立合資公司廈門三安環宇集成電路有限公司，其中三安集成佔合資註冊資本51%。為公司在射頻通訊和光通訊元件技術水平和專利平臺的構築得到迅速提升有利於加快公司集成電路業務的發展進程。

目前，三安光電已向47家公司提交樣品，產品應用包括 2G、3G、4G 手機應用的功率放大器、無線網用的功率放大器、基站應用、低噪聲放大器、及其它無線通訊應用單元等，其中11顆晶片進入微量產，其它客戶晶片持續驗證中。同時，公司繼續擴充GaN高功率及射頻晶片生產線，有望儘快滿足客戶和市場需求。

國民技術，斥資80億打造化合物半導體生態產業園

國民技術是國內最大的安全晶片供應商之一，也是國內化合物半導體生產重要企業之一。其主營業務USBKEY安全晶片、行動支付晶片等領域佔據優勢地位，早在2008年就已72.9%的市場份額佔據國內安全晶片市場銷售額排名第一。此外公司積極開拓化合物半導體領域，全力打造中國最大的化合物半導體生態園。

2017年8月，公司全資子公司國民投資與成都邛崍市人民政府，就投資建設「化合物半導體生態產業園」項目事宜達成共識，並籤訂了《化合物半導體生態產業園項目投資協議書》，該項目預計三年初具規模，五年實現產能。

根據初步規劃，該項目總投資將不少於人民幣80億元（一期50億元，二期30億元），以第二/三代化合物半導體外延片材料為核心基礎，圍繞相關應用，向上遊輻射半導體晶材料，向下遊帶動高端晶片、功率器件、高能電源、傳感器、射頻模組和終端整機等產品，打造化合物半導體產業鏈生態圈。

為更好管理半導體生態產業園，國民投資將與陳亞平、重慶西證渝富股權投資基金管理有限公司、四川通利能光伏科技有限公司，共同發起設立成都國民天成化合物半導體有限公司，合資公司擬註冊資本20,000萬元。國民投資以自有貨幣資金出資5,000萬元，佔合資公司註冊資本的25%；陳亞平擬以自身為代表人的技術團隊掌握的6項第二/三代集成電路外延片製造專有 技術所有權作價出資4,000萬元，佔合資公司註冊資本的20%；西證渝富擬代表基金以貨幣資金出資10,000萬元，佔合資公司註冊資本的50%；通利能擬以貨幣資金出資1,000萬元，佔合資公司註冊資本的5%。

來源：東吳證券研究所（有刪減）；RFsister編輯整理