集微咨询:从华为P50 5G功能受限于射频前端,看国产厂商挑战

通信技术从2G演进至5G , 手机需要支持的频段增多 , 可同时通信的通道增多、带宽变大 , 对射频前端器件的数量和功能要求大幅提升 。 以iPhone中国版为例 , iPhone3GS时仅有7个频段 , iPhone12达到55个 。 进入5G时代 , 还新增Sub-6GHz和mmWave(毫米波)两大类频段 , 分集接收、MIMO和载波聚合等技术被广泛应用 , 对实现通信功能扮演关键角色的射频前端芯片带来了极大的机遇和挑战 。
5G推升智能手机射频前端单机价值量和BoM占比
在射频前端层面 , 5G手机与4G版本相比 , 每个5G手机中的射频含量高出5美元至8美元 , 而毫米波版本则多出10美元 。 Gartner对这一数据的预测更高 , 分别达到8美元和20美元 。 下图显示了2020年4G到5G不同制式智能手机中 , 单机射频前端BoM成本和BoM成本占比都急剧攀升 。
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集微咨询认为 , 射频前端BoM成本在过去10年里保持稳步增长 , 主要由两个趋势推动 , 一是手机通信制式从针对地区和运营商的特定设计向“全球通”设计转变;二就是从2G/3G向4GLTE和5G过渡 。 射频前端模块中功率放大器(PA)、滤波器、天线、开关和低噪声放大器(LNA)等主要组件的用量增加 , 推动了单机价值量的增长 。
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另一方面 , 智能手机市场开始复苏 , 尤其自去年以来中国5G智能手机增长势头迅猛 。 去年5G智能手机产量在2.26亿台左右 , 今年预计将达到5.2亿台 。
在这种趋势下 , 射频前端市场近几年一直保持着蓬勃发展的势头 。 Gartner预测 , 到2021年底 , 射频前端市场规模预计将达到170亿美元 , 高于2020年的140亿美元 , 2019年(5G推出之年)至2026年间的复合年增长率为8.3% , 五年后射频前端市场规模将达到210亿美元 。
手机处理器厂商跨界 , 射频前端市场格局受冲击
从2G到5G , 智能手机中集成的射频前端器件越来越多 , 但是射频轻薄化、长待机等需求使得手机内部留给PCB的空间越来越有限 。 IHS的数据显示 , 从iPhone6到iPhone8 , 射频前端模组(PAM/FEM)数量从2个增加到6个 , 而占用的PCB面积仅增加了40% 。 为此 , 射频前端模块化将成为长期趋势 , 从早期低集成度的FEM、PA模组PAM、多频段FEM+PA集成 , 到中集成度的多频段开关+滤波器DiFEM模块 , 或者滤波器+双/多工器+天线开关的FEMiD模块 , 再到如今高集成度的多模多频PA+FEMiD+Tx/Rx模组的PAMiD模块 , 今后预计还将进一步集成LAN器件形成LPAMiD 。
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目前全球射频前端市场领导者普遍都拥有适应多种市场需求的灵活模块产品 , 甚至为旗舰智能手机定制模块 , 因此在高度集成化趋势下 , 他们将更有能力进一步巩固领导地位 。
不仅如此 , 随着5G要求更高的集成度 , 射频前端和调制解调器/收发器之间的关系也更紧密 , 处理器供应商触角延伸至射频前端领域 。 包括高通、华为、联发科和三星在内的供应商都在增加射频前端能力 , 但目前看来高通取得的成效更为显著 , 该公司通过高度集成射频前端功能来实现其调制解调器解决方案的差异化 。 在此驱动下 , 2020年高通射频前端器件的收入有望实现增长50% , 预计到2022年该公司将成为营收最高的射频前端供应商之一 。
集微咨询认为 , 智能手机处理器厂商进入射频前端领域 , 对市场产生的影响主要在以下几个方面:
1.冲击传统射频前端厂商的市场空间 。 高通等处理器厂商为其SoC提供射频前端组合或直接集成进SoC中 , 整合为毫米波天线封装(AiP)模组 , 成套解决方案相比之下具有节省智能手机设计人力、时间成本方面的优势 , 将在一定程度上抢占传统射频厂商的份额 。