【射频前端模组，看这一篇就够了】射频前端(RFFE,RadioFrequencyFront_傻大方

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射频前端(RFFE, Radio Frequency Front-End)芯片是实现手机及各类移动终端通信功能的核心元器件，全球市场超过百亿美金级别。过去10年本土手机的全面崛起，为本土射频前端产业的发展奠定了坚实的产业基础；而5G在中国的率先商用化，以及全球贸易环境的变化，又给本土射频行业加了两捆柴火。射频前端芯片产业在我国也已经有了15年以上的发展历史，创新和创业活动非常活跃，各类企业数十家，也是市场和资本高度关注的领域。本文作者有幸在射频芯片行业从业11年，从2G时代做到今天的5G ，也在外企、民企、国企都工作过，直接开发并大量量产过射频的每一类型产品。这篇文章总结了作者与一些行业朋友近些年的讨论，尝试对射频模组产品的技术市场及商业逻辑进行梳理。同时，本土射频发展了十余年，竞争是行业主线，合作与友谊是非常稀缺的资源。本文将会重点分享“模组化”的相关知识，也是希望更多的本土厂商去通过“合作”分享模组化的巨大机遇。
引言
根据魏少军教授在“2020全球CEO峰会”的《人间正道是沧桑-关于大变局下的战略定力》主题演讲，统计得出对中国市场依赖度最高（依营收占比计算）的美国公司，如下图。我们可以看到SKYWORKS、Qualcomm、Qorvo、Broadcom这四家美国射频巨头（其中SKYWORKS和Qorvo以射频业务为主；Qualcomm和Broadcom包含了射频业务）恰好占据了排行榜前4名。
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射频前端的国际情况
射频前端技术主要集中在滤波器(Filter)、功率放大器(PA, Power Amplifier)、低噪声放大器(Low Noise Amplifier)、开关（RF Switch）。目前全球射频市场由引言提到的四家美国射频公司Skyworks、Qualcomm、Qorvo、Broadcom与日本Murata这五大射频巨头寡占。
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五家射频巨头在PA与LNA等市场占有率超过九成。滤波器方面，则分为声表面波(SAW, Surface Acoustic Wave)与体表面波(BAW, Bulk Acoustic Wave)滤波两种主要技术。目前， SAW滤波器市场由Murata占据一半， Skyworks约10% ， Qorvo约4% ，其余则被太阳诱电、TDK等大厂瓜分。 BAW滤波器的市场则由美国企业占据9成市场。
由此可见，射频前端是巨大的市场，能容纳5家国际巨头持续发展。国际巨头的技术跨度大，模组化能力强；模组化产品是国际竞争的主赛道。每家巨头都拥有BAW技术或其替代方案。
射频前端的国内情况
关于射频前端的国内情况有很多文章都曾提到，这里不赘述，只给几个共识比较多的结论：
1.本土公司普遍以分立器件为主要方向；分立器件是当前本土竞争的主赛道。
2.本土公司缺乏先进滤波器技术及产品，模组化能力普遍不强。
5G模组化挑战及机遇的来源
PCB布线空间及射频调试时间的挑战，下沉到了入门级手机，打通了国产模组芯片的迭代升级路径。
射频模组芯片，不是一个新生的产品系列。事实上，射频模组芯片的使用几乎与LTE商业化同时发生。过去10年内，各种复杂的射频模组已经普遍应用在了各品牌的旗舰手机中；与此同时，在大量的入门级手机上，分立器件的方案也完全能够满足各方面的要求。因此在过去10年就出现了泾渭分明的两个市场：旗舰机型用模组方案；入门机型用分立方案。模组方案要求“高集成度和高性能” ，因而价格也很高；而分立方案要求“中低集成度和中等性能” ，售价相对而言就低不少。两种方案之间存在巨大的技术和市场差异，我们可以把这个称作4G时代的“模组鸿沟” 。
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4G时代的“模组鸿沟”
5G的到来，彻底改变了这个状况。
相比于4G入门级手机的2~4根天线， 5G入门级手机的天线数目增加到了8~12根；需要支持的频段及频段组合也在4G的基础上显著增加。大家知道，射频元器件的数目，与天线数目及频段强相关，这就意味着射频元器件的数目出现了急剧地增长。与此同时，由于结构设计的要求， 5G手机留给射频前端的PCB面积是无法增加的，因此分立方案的面积大大超过了可用的PCB面积。这是空间带来的约束。
还有一个挑战，来自于调试时间。 4G使用分立器件方案的射频调试时间，一般在一周以内。随着5G射频复杂度的显著提升，假设使用分立方案，可能会带来3~5倍的调试时间增加；从成本上来讲，还需要消耗更贵的5G测试设备、熟悉5G测试的工程师资源。如果使用模组，大部分的调试已经在模组设计过程中在内部实现了，调试工作量将更多地移到软件端，因此调试效率大大提升。这是时间带来的约束。