4月12日，唯捷創(chuàng)芯(688153.SH)在上交所科創(chuàng)板上市，公開發(fā)行股份4008萬股，占本次公開發(fā)行后總股本的10.02%，發(fā)行價(jià)為66元/股，計(jì)劃募集資金24.87億元。

唯捷創(chuàng)芯主要從事射頻前端芯片的研發(fā)、設(shè)計(jì)和銷售，是我國(guó)射頻前端領(lǐng)域的先行者。根據(jù)公司招股書資料顯示，公司創(chuàng)立的時(shí)間并不長(zhǎng)，但公司的產(chǎn)品已經(jīng)成功導(dǎo)入國(guó)內(nèi)智能手機(jī)四大廠“華米OV”之中，同時(shí)，這些知名智能機(jī)廠商還是公司的股東。

招股書顯示，華為旗下哈勃投資持股為3.57%，OPPO移動(dòng)持股為3.39%，小米基金持股為1.74%，昆唯管理持股為1.5%。此外，中芯海河、華芯投資也是股東。

射頻的千億市場(chǎng)

射頻芯片有“模擬芯片皇冠上的明珠”之稱，因?yàn)槠浼夹g(shù)難度高、研發(fā)時(shí)間長(zhǎng)，尤其是射頻PA技術(shù)，長(zhǎng)時(shí)間被國(guó)外所壟斷。

據(jù)Yole Development數(shù)據(jù)，2018年全球移動(dòng)終端射頻前端市場(chǎng)規(guī)模為150億美元，預(yù)計(jì)2025年有望達(dá)到258億美元，7年CAGR達(dá)到8%。

據(jù)Yole Development的統(tǒng)計(jì)與預(yù)測(cè)，分立器件與射頻模組共享整個(gè)射頻前端市場(chǎng)。2018年射頻模組市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到105億美元，約占射頻前端市場(chǎng)總?cè)萘康?0%。到2025年，射頻模組市場(chǎng)將達(dá)到177億美元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率為8%。

射頻前端主要用于不同頻率的信號(hào)收發(fā)，主要器件有功率放大器、濾波器、低噪聲放大器和射頻開關(guān)等。

功率放大器(PA，PowerAmplifier)，是各種無線發(fā)射機(jī)的重要組成部分，將調(diào)制振蕩電路所產(chǎn)生的射頻信號(hào)功率放大，以輸出到天線上輻射出去。據(jù)Yole Development預(yù)測(cè)，預(yù)計(jì)功率放大器模組市場(chǎng)空間將從2018年的60億美元增長(zhǎng)到2025年的104億美元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率為8%。

濾波器的作用是保留特定頻段內(nèi)的信號(hào)，將特定頻段外的信號(hào)濾除，從而提高信號(hào)的抗干擾性及信噪比。通過輸入電信號(hào)被輸入叉指換能器轉(zhuǎn)換成同頻率聲波，經(jīng)過輸出叉指能換器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)頻率選擇。據(jù)Yole Development預(yù)測(cè)，從2018年至2025年，濾波器從約17億美元增長(zhǎng)至27億美元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率為7%。

低噪聲放大器的功能是把天線接收到的微弱射頻信號(hào)放大，盡量減少噪聲的引入，在移動(dòng)智能終端上實(shí)現(xiàn)信號(hào)更好、通話質(zhì)量和數(shù)據(jù)傳輸率更高的效果。據(jù)Yole Development數(shù)據(jù)，伴隨5G逐漸普及，市場(chǎng)規(guī)模將從2018年的約3億美元，增長(zhǎng)至2025年的8億美元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到16%。

射頻開關(guān)的作用是將多路射頻信號(hào)中的任一路或幾路通過控制邏輯連通，以實(shí)現(xiàn)不同信號(hào)路徑的切換，包括接收與發(fā)射的切換、不同頻段間的切換等，以達(dá)到共用天線、節(jié)省終端產(chǎn)品成本的目的。據(jù)Yole Development預(yù)測(cè)，分立射頻開關(guān)的市場(chǎng)規(guī)模將從2018年的6億美元增長(zhǎng)至2025年的9億美元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率為5%。

射頻是5G的咽喉？

相比于4G，5G有著增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶、高效地處理數(shù)據(jù)流、固定無線接入、無線基礎(chǔ)設(shè)施，低延遲以及物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)和應(yīng)用。這些增量式的改進(jìn)依靠于射頻前端的跨越式進(jìn)步。

射頻前端是移動(dòng)通信設(shè)備的的重要部件。射頻前端電路需要適應(yīng)更高的載波頻率、更寬的通信帶寬，更高更有效率和高線性度的信號(hào)功率輸出，自身需要升級(jí)以適應(yīng)5G的變化，在整體結(jié)構(gòu)、材質(zhì)以及器件數(shù)量方面都需要巨大的革新。

射頻對(duì)于5G的重要性距我們最近的一次，體現(xiàn)在華為事件上。

美國(guó)對(duì)華為的制裁讓華為消費(fèi)者業(yè)務(wù)大受影響，造成有市無貨的局面。國(guó)內(nèi)外有許多射頻芯片廠商，在頻芯片產(chǎn)業(yè)鏈中占據(jù)重要的市場(chǎng)地位。但是并非所有的技術(shù)都能自如供應(yīng)，或是不符合華為合作要求，或是使用了來自美國(guó)的技術(shù)。

今年3月份華為申請(qǐng)的射頻芯片專利名稱為“射頻芯片、基帶芯片及WLAN設(shè)備”的專利公開，這項(xiàng)專利對(duì)應(yīng)的就是射頻芯片技術(shù)，也正是華為5G手機(jī)所缺失的關(guān)鍵技術(shù)芯片。

然而華為輪值董事長(zhǎng)郭平在華為年報(bào)發(fā)布會(huì)上表示，華為手機(jī)業(yè)務(wù)在射頻芯片供給方面仍有困難。

射頻芯片的設(shè)計(jì)難點(diǎn)

射頻芯片的設(shè)計(jì)面臨諸多難點(diǎn)，其中較為突出的是：器件射頻精確建模、版圖寄生參數(shù)提取準(zhǔn)確性、電磁仿真的建模精度以及封裝。

射頻電路隨著頻率的升高，對(duì)寄生參數(shù)會(huì)越來越敏感。較大的寄生電阻、電容會(huì)使電路性能降低，因?yàn)槿绾螠?zhǔn)確的評(píng)估寄生參數(shù)的量就變得尤為重要。因此需要對(duì)器件進(jìn)行精確射頻建模和對(duì)寄生參數(shù)的精確提取。

器件的射頻精確模型是業(yè)內(nèi)的一大難題，頻率越高偏差會(huì)越大，還有一些器件特性難以建模，例如亞閾值區(qū)域特性，大信號(hào)條件下的高階非線性特性，各類噪聲特性的準(zhǔn)確建模，這些模型的問題都會(huì)帶來仿真結(jié)果與實(shí)際產(chǎn)品之間的差異。

另外一個(gè)難題就是版圖寄生參數(shù)提取的準(zhǔn)確性和電磁仿真的建模精度問題，版圖寄生參數(shù)通常只是提取寄生的電阻和耦合電容，精度也非常有限，這些寄生參數(shù)對(duì)電路有著非常大的影響，可能會(huì)使高頻增益嚴(yán)重降低，噪聲急劇惡化，匹配完全偏離設(shè)計(jì)，甚至帶來穩(wěn)定性問題；而且工作頻率升高以后分布寄生參數(shù)對(duì)電路影響的評(píng)估變得極不準(zhǔn)確，電磁耦合干擾的問題會(huì)很嚴(yán)重，這時(shí)就需要電磁仿真工具來進(jìn)行評(píng)估。

電磁仿真嚴(yán)重依賴于晶圓上各層材料的建模，這個(gè)模型非常難建的準(zhǔn)確，特別是襯底的模型，通常都會(huì)簡(jiǎn)化很多因素來建立一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單實(shí)用的模型，其次電磁仿真本身就存在精度問題，這都導(dǎo)致了版圖對(duì)電路性能影響的評(píng)估存在偏差。

5G射頻芯片一方面頻率升高導(dǎo)致電路中連接線的對(duì)電路性能影響更大，封裝時(shí)需要減小信號(hào)連接線的長(zhǎng)度；另一方面需要把功率放大器、低噪聲放大器、開關(guān)和濾波器封裝成為一個(gè)模塊,才能減小體積并且方便下游終端廠商使用。

在射頻前端領(lǐng)域，國(guó)際前五大廠商占據(jù)了全球超過80%的份額。特別在5G高端市場(chǎng)，目前國(guó)際廠商占據(jù)了全球90%以上的市場(chǎng)份額。

華為5G射頻芯片瓶頸能否被打破？

近日，對(duì)于射頻芯片能否實(shí)現(xiàn)自主供給問題眾說紛紜。

3月4日，富滿微在互動(dòng)平臺(tái)上明確表示：公司5G射頻芯片完全自主研發(fā)，具有完整的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，正在加快建廠進(jìn)度，從而為更多的用戶供貨。

3月9日，卓勝微也在互動(dòng)平臺(tái)上表態(tài)：公司研發(fā)的5G射頻芯片，完全自主研發(fā)，并將進(jìn)一步提升公司的抗風(fēng)險(xiǎn)能力。

4月上旬華為商城上架了缺貨已久的HUAWEI P40 Pro。而這部手機(jī)所搭載的芯片，是7nm的麒麟9905G。

所以大家紛紛猜測(cè)麒麟9905G是華為原有的麒麟990庫存，加上國(guó)產(chǎn)廠商的射頻5G芯片。

在一系列信息鏈條中，不少網(wǎng)友猜測(cè)5G射頻芯片已完成國(guó)產(chǎn)化，華為5G射頻芯片瓶頸即將被突破。

部分網(wǎng)友所持意見則與之相悖，原因是：富滿微的5G射頻芯片能否完成自主量產(chǎn)，以及5G射頻芯片對(duì)工藝的需求較高，能否搭載主流智能手機(jī)中使用？

華為究竟能否通過5G射頻芯片的國(guó)產(chǎn)替代實(shí)現(xiàn)王者歸來，目前看來還難下定論。

通過此次的“缺芯”潮讓我們深刻意識(shí)到只有真正的完全自主可控，才能將公司的未來掌握在自己手中。為形成更強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力“華米OV”加入“射頻之戰(zhàn)”均在加大對(duì)射頻前端如：濾波器、PA、射頻開關(guān)、LNA等器件、模組廠商等方面的投資，將產(chǎn)業(yè)鏈上下游緊密聯(lián)系在一起。

5G射頻芯片的發(fā)展趨勢(shì)

隨著蜂窩通信從2G、3G、4G發(fā)展到5G，射頻前端的重要性不斷攀升，包括器件的用量，設(shè)計(jì)和工藝的要求都隨之大幅提升。到了6G時(shí)代，射頻前端的需求和重要性還將進(jìn)一步提升，可以預(yù)見，市場(chǎng)在很長(zhǎng)一段時(shí)間都有較大增長(zhǎng)空間。

集成化需求推動(dòng)全產(chǎn)品線布局

從3G時(shí)代開始，出于節(jié)省PCB面積、降低手機(jī)廠商研發(fā)難度的考慮，射頻前端逐漸由分立器件走向模組。該時(shí)期以日本廠商主導(dǎo)的無源器件集成化產(chǎn)品FEMiD（FEMiD指把濾波器組、開關(guān)組和雙工器通過SIP封裝在一枚芯片中。）為主流（主要集成濾波器、開關(guān)），而歐美廠商繼續(xù)鉆研有源器件PA產(chǎn)品，兩者涇渭分明。但4G時(shí)代的到來，OEMs廠商產(chǎn)生了對(duì)PA和FEMiD進(jìn)一步集成的需要，即PAMiD模組（PAMiD把PA和FEM一起打包封裝，使得射頻前端的集成度再一次提高。），推動(dòng)了有源廠商與無源廠商的并購融合，擁有PA、濾波器及開關(guān)全產(chǎn)品線的四大射頻前端巨頭Qorvo、Skyworks、Broadcom(Avago)、Murata也由此誕生。

從2G到5G，射頻前端經(jīng)歷了從分立器件到FEMiD，再到PAMiD的演變，整個(gè)射頻前端的集成化趨勢(shì)愈加明顯。

高頻趨勢(shì)勢(shì)不可擋，新技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生

高頻資源的不斷解鎖，需要射頻前端不斷推出新技術(shù)以保證性能。其中，值得重點(diǎn)關(guān)注射頻前端的兩大“兵家必爭(zhēng)之地”，有源器件PA和無源器件濾波器：

PA的性能提升主要通過新材料于新工藝的結(jié)合，而非微縮制程。

存儲(chǔ)芯片、處理器等數(shù)字芯片的發(fā)展規(guī)律大致遵從摩爾定律，即每18個(gè)月芯片的性能提高一倍，但射頻前端作為模擬芯片，其特征尺寸的縮小并不能帶來性能的提升和成本的下降：（1）擊穿電壓隨尺寸縮小降低，而對(duì)于PA而言，需要高工作電壓才能提供高輸出功率。（2）模擬電路的整體尺寸并不隨著特征尺寸縮小而等比例縮?。ㄈ珉姼校?，因此先進(jìn)制程下，單位芯片成本不降反升。觀察過去幾代技術(shù)更迭，我們可以看到PA的主流發(fā)展路徑為（1）終端：從SiCMOS到GaAsHBT/GaAsHEMT；（2）基站：從SiLDMOS到GaNHEMT。

SiGe對(duì)應(yīng)的CMOS工藝兼顧Si工藝集成度、良率和成本優(yōu)勢(shì)和第三代半導(dǎo)體速度優(yōu)勢(shì)，目前已經(jīng)較為成熟，適用于在6GHz以下低頻帶。但是CMOS功放版圖面積較大，設(shè)計(jì)復(fù)雜因此面臨的研發(fā)成本也并不低，在線性度、輸出功率、擊穿電壓等性能上仍不及GaAs。

而射頻材料低頻段以GaAs主導(dǎo)，高頻段GaN占優(yōu)。比較GaAs與GaN，低頻領(lǐng)域GaAs可以承受較高工作電壓，且GaN目前制造成本依然較高，5GSub-6GHz頻段最適用的工藝方案是GaAs。

高頻段下，濾波器由SAW技術(shù)遷移至BAW技術(shù)。

與PA面臨的挑戰(zhàn)類似，濾波器也同樣需要在高更頻段、更大帶寬下保持高性能。在2G時(shí)代，SAW濾波器為主流技術(shù)，以Murata為業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)；而從3G時(shí)代開始，Qorvo和Broadcom為代表的歐美廠商則通過高頻段仍能保持高性能的BAW濾波器一舉登上舞臺(tái)。

SAW的頻率與速率成正比，與IDT電極間間距成反比。當(dāng)間距越小是，電流密度大會(huì)產(chǎn)生電遷移和發(fā)熱等問題，因此SAW濾波器不太適合2.5GHz以上的頻率。

BAW濾波器適用于高頻（1.5GHz以上有優(yōu)勢(shì)），且尺寸會(huì)隨頻率升高而縮小，對(duì)溫度變化不敏感，擁有極低損耗與陡峭的濾波器裙邊。其工藝與成本比SAW/TC-SAW復(fù)雜，價(jià)格也更高昂。

國(guó)產(chǎn)芯片突出重圍

與數(shù)字/邏輯電路不同，射頻前端器件通常具有較高的技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)、資金等各種壁壘，國(guó)產(chǎn)射頻前端整體起步較晚，與國(guó)際先進(jìn)水平仍存在一定的差距。但隨著國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求不斷增長(zhǎng)、國(guó)家對(duì)集成電路產(chǎn)業(yè)日益重視，來自中國(guó)公司的射頻芯片公司也涌現(xiàn)出了一批佼佼者如：卓勝微、唯捷創(chuàng)芯、富滿微、飛驤科技等企業(yè)為實(shí)現(xiàn)5G射頻自主供應(yīng)貢獻(xiàn)力量。

2021年卓勝微推出了適用于5GNR頻段的L—PAMiF產(chǎn)品，這是一款純國(guó)產(chǎn)射頻5G芯片，包含了：主集發(fā)射模組，還有集成射頻功率放大器、射頻開關(guān)，以及濾波器和低噪聲放大器等器件。

飛驤科技也宣布正式發(fā)布一套完整的5G射頻前端方案，實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)第一：第一套完整支持所有5G頻段的國(guó)產(chǎn)射頻前端解決方案，第一套采用國(guó)產(chǎn)工藝實(shí)現(xiàn)5G性能的射頻前端模塊。

唯捷創(chuàng)芯也表示，其將對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品進(jìn)行技術(shù)升級(jí)，包括應(yīng)用于5G移動(dòng)終端設(shè)備的高功率、高效率的線性功率放大器、低功耗的低噪聲放大器模組，完善公司在射頻前端的產(chǎn)品布局，為客戶提供完整的射頻解決方案，滿足客戶對(duì)高性能、高集成度的5G射頻前端解決方案的需求。

5G射頻芯片的突圍，只是一個(gè)時(shí)間問題。

中國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)發(fā)展正在加快步伐，即使在未來很長(zhǎng)一段時(shí)間，我們中國(guó)的芯片企業(yè)勢(shì)必還會(huì)面臨很多的困難，但是國(guó)家的重視力度和大力發(fā)展集成電路的決心與日俱增，就連微軟公司的創(chuàng)始人比爾蓋茨則都說：“老美的做法只會(huì)加速中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)的自給自足?！彼晕覀兊膰?guó)產(chǎn)芯片定能夠突破當(dāng)時(shí)市場(chǎng)技術(shù)壁壘，芯片國(guó)產(chǎn)化的趨勢(shì)也會(huì)越來越強(qiáng)，行業(yè)的景氣度也會(huì)越來越高，進(jìn)一步推動(dòng)市場(chǎng)的發(fā)展，助力我國(guó)科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展