高成本反向施壓廠商，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)性變革迫切

本依據(jù)摩爾定律，手機(jī)內(nèi)部的內(nèi)存、基帶芯片等都可通過工藝和技術(shù)的迭代來實(shí)現(xiàn)成本的降低，但是這卻不適用射頻前端模塊產(chǎn)業(yè)，因此這也就是為什么現(xiàn)在我們依然可以通過肉眼看見其電路板上醒目的器件設(shè)計(jì)。

無法通過工藝來消減芯片制造的成本，同時(shí)輻射性影響整塊電路板設(shè)計(jì)的復(fù)雜度，以給5G終端設(shè)備的發(fā)展帶來阻力，這使得射頻前端模塊廠商不得不面臨前所未有的行業(yè)壓力。如數(shù)位產(chǎn)業(yè)人士所一致認(rèn)同的，通信模塊的高度集成是大勢(shì)所趨，現(xiàn)有的工藝尚無法支撐產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，因此它們也面臨著與主芯片廠搶占市場(chǎng)的危機(jī)。

這在現(xiàn)有的局勢(shì)變化中已經(jīng)有所體現(xiàn)。

此前，經(jīng)歷4G時(shí)代十多年的發(fā)展，整個(gè)終端射頻前端市場(chǎng)其實(shí)已經(jīng)形成了以Qorvo、Skyworks和Broadcom（Avago）三家公司為主的寡頭競(jìng)爭(zhēng)格局。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，在終端射頻前端市場(chǎng)，三家企業(yè)合計(jì)占據(jù)了90％以上的市場(chǎng)份額，毛利率均高于40％。

但正如每一次通信升級(jí)都將給產(chǎn)業(yè)格局帶來撼動(dòng)一般，這一次5G對(duì)終端射頻模塊產(chǎn)業(yè)的影響是系統(tǒng)而全面的：為了適用消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)，眾多原本昂貴的毫米波器件成本也伴隨著從高性能場(chǎng)景步入消費(fèi)電子而不得不降低，同時(shí)隨著器件數(shù)量增加，材料和工藝都將發(fā)生一定程度的變革。

圖 ｜ 前端模塊市場(chǎng)增長(zhǎng)

應(yīng)著這樣一個(gè)產(chǎn)業(yè)變革機(jī)會(huì)，同時(shí)為了抓住潛在增長(zhǎng)的這部分市場(chǎng)，類似聯(lián)發(fā)科在射頻領(lǐng)域的布局，專注在主芯片領(lǐng)域的高通、紫光等公司也都開始紛紛搶占5G射頻模塊的市場(chǎng)，通過收購(gòu)射頻模塊廠商來試圖打開一部分市場(chǎng)，比如高通與TDK聯(lián)合建立RF360，聯(lián)發(fā)科收購(gòu)絡(luò)達(dá)，紫光展銳則有RDA。

相較于低頻集成電路，毫米波集成電路的發(fā)展一直不是那么理想，雖然毫米波集成電路也經(jīng)歷了從分立器件、混合集成電路到單片集成電路的發(fā)展道路，但是因高頻信號(hào)的易干擾等物理限制，要想把簡(jiǎn)單功能的毫米波器件集成為超大規(guī)模集成電路是有難度的，因此其為材料、外形尺寸、工業(yè)設(shè)計(jì)、散熱和輻射功率的監(jiān)管要求等終端工程的方方面面帶來了挑戰(zhàn)，也為大廠在此刻的進(jìn)入帶來了絕佳的機(jī)會(huì)，而這勢(shì)必將會(huì)誘發(fā)整條產(chǎn)業(yè)鏈上的大“地震”。

歷史遺留，MMIC的技術(shù)難點(diǎn)尚待解決

回到5G射頻前端模塊發(fā)展的阻力問題上，我們發(fā)現(xiàn)本質(zhì)上還是在于無法將毫米波模塊高度集成到手機(jī)芯片中。不得不說，盡管電子產(chǎn)業(yè)的技術(shù)與工藝發(fā)展已過了一個(gè)甲子，高度集成毫米波器件問題其實(shí)一直未得到解決，因此它才逐漸發(fā)展成為一個(gè)細(xì)分產(chǎn)業(yè)，即業(yè)內(nèi)熟知的MMIC。

實(shí)現(xiàn)高度集成化的好處是顯而易見的。微薄單片集成電路具有電路損耗小、噪聲低、頻帶寬、動(dòng)態(tài)范圍大、功率大、附加功率高等一系列優(yōu)點(diǎn)，并可縮小的電子設(shè)備體積、重量減輕、價(jià)格也降低不少，這對(duì)軍用電子裝備和民用電子產(chǎn)品都十分重要。

但是這一點(diǎn)卻始終是產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展的難點(diǎn)。早在1986年，美國(guó)國(guó)防部就將MMIC列為軍事微電子計(jì)劃之一，并在DARPA的領(lǐng)導(dǎo)下，采用以聯(lián)邦政府巨額支助的方針，動(dòng)員全國(guó)高校和工業(yè)部門各大公司的力量，分工合作，對(duì)MMIC領(lǐng)域開展廣泛而深入的研究。數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)時(shí)美聯(lián)邦政府投入資金共計(jì)5．3億元，加上美工業(yè)部門投入，實(shí)際已超過10億美元。但即便如此，收效甚微。

后進(jìn)入90年代，隨著冷戰(zhàn)的結(jié)束，MMIC在民用方面應(yīng)用發(fā)展以每年15～20％的速度增長(zhǎng)，但是至今產(chǎn)業(yè)依然沒有達(dá)成高度一致，僅在取材方面，毫米波芯片就有砷化鎵（GaAs）、InP（磷化銦）、氮化鎵（GaN）和硅基（CMOS、SiGe）等各種材料，并且各家射頻領(lǐng)域的大廠仍在探索更加合適的材料和工藝。

目前從整個(gè)市場(chǎng)來看，GaAs工藝已成為微波毫米波集成電路的主流工藝，而因?yàn)楦�高的電子遷移率、載流子飽和漂移速度和高擊穿場(chǎng)強(qiáng)等性能，GaN被一致認(rèn)為是未來射頻器件材料的首選。

但是正如集成電路發(fā)展伊始，所有器件的集成都需要采用統(tǒng)一的工藝一般，考慮到集成度和市場(chǎng)化發(fā)展，以及當(dāng)下硅集成電路大興的背景，雖然毫米波頻段性能不足，硅基工藝仍然是產(chǎn)業(yè)內(nèi)最有可能被商用的技術(shù)。

不得不提，基于CMOS工藝研發(fā)而出的車載毫米波芯片為MMIC產(chǎn)業(yè)帶來了一股春風(fēng)，這讓有志于在5G通信領(lǐng)域再基于硅片集成毫米波器件的廠商也多了底氣。

硅工藝在成本和集成度方面的巨大優(yōu)勢(shì)是極具誘惑力的，且其在數(shù)字電路上的應(yīng)用深遠(yuǎn)而廣泛，日本、美國(guó)、加拿大等國(guó)都在不斷進(jìn)行這方面的研究，我們國(guó)家的東南大學(xué)毫米波國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室就堅(jiān)持硅基毫米波芯片，而它的研制成功勢(shì)必將會(huì)大幅降低5G芯片的成本，也將極大程度地推進(jìn)5G產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

最后

至今為止，毫米波芯片最主要的應(yīng)用領(lǐng)域還是軍用高端場(chǎng)景，因此可以說，5G商用在成本、尺寸等方面帶來的“諸多要求”讓其本身的推進(jìn)和發(fā)展也充滿了壓力。

目前，在5G終端射頻前端集成領(lǐng)域，尚無一家芯片廠商有好的解決方案，因此留給初創(chuàng)企業(yè)的機(jī)會(huì)尚存，但是5G商業(yè)化發(fā)展已經(jīng)將近，且陸續(xù)傳出毫米波芯片成本大降的消息（如紫金山實(shí)驗(yàn)室就稱其研發(fā)的毫米波芯片已經(jīng)可以降至二十幾元），這都預(yù)示著產(chǎn)業(yè)形勢(shì)變化一觸即發(fā)。