射频滤波器垄断严重,整合重组或是出路

李锦峰

新材料、新能源、半导体

  • 2019-09-11
  • 1069
  • 0

射频滤波器作为集技术与资金双密集的一个环节,在5G发展的过程中应用前景广阔。美国为了打压中国科技的发展,科技封锁已经成为定局,国产代替势在必行,滤波器企业的整合重组不失为一条出路。

导读:射频滤波器作为集技术与资金双密集的一个环节,在5G发展的过程中应用前景广阔。美国为了打压中国科技的发展,科技封锁已经成为定局,国产代替势在必行,滤波器企业的整合重组不失为一条出路。


  作为无线通讯的核心部分,射频前端(RFFE)包括发射通道和接收通道,由功率放大器 (PAs)、低噪声放大器 (LNAs)、开关、双工器、滤波器和谐波器等器件组成。据2017年射频前端各部分市场份额占比显示,滤波器独占鳌头,占比53.33%,见图1。滤波器的主要功能是保留特定频段内的信号,将频段外的信号衰减滤除,射频滤波器包括声表面滤波器(SAW)、体声波滤波器(BAW)、MEMS滤波器、IPD等。

  图1 射频前端主要器件市占比

  (资料来源:Yole,金智创新行业研究中心)

5G降临,射频滤波器增量空间打开

  5G时代已经降临,智能手机和宏基站的滤波器都会发生不同程度的增长。据测算,单部5G手机滤波器价值为15美元,预计2019年将有第一批5G智能手机出货,而2020年将达到2.13亿部,考虑到4G LTE手机出货量,2021年全球手机端滤波器市场规模将达到390亿元,复合增长率达到47%;我们假设同样5G宏基站采用64通道(保守假设,实际可能更多),则一个基站需要64个滤波器,我们估计目前单个5G滤波器价格为100元左右,且随着技术成熟和出货量上升,价格逐渐下降(预计每年下降10%)。到2021年,我国宏基站端的滤波器市场规模将达到37.3亿元,预测我国5G规模为全球50%,全球5G宏基站的滤波器市场将达到74.6亿元,复合增长率达146%,见表1。5G市场将带来新的滤波器增量,市场需求会逐渐爆发。

  表1 滤波器市场规模

  (资料来源:拓璞产业研究院,金智创新行业研究中心)

掣肘之势—滤波器寡头垄断严重

  目前SAW和BAW滤波器是手机应用的主流滤波器。SAW滤波器的基本结构由压电材料衬底和2个叉指环能器组成,其最佳适用频率低于1.5GHz,高于1.5GHz时,性能选择性降低,最高极限在2.5GHz-3GHz,此外SAW滤波器容易受温度影响。BAW滤波器是3D腔体结构,能量损失小,Q值高,滤波效果更好,尤其适用于2GHz以上之频段,对于5G sub-6G U有明显优势,并且其尺寸还随频率升高而缩小,同时具有对温度变化敏感度低,插入损耗小、带外衰减大等优点。目前全球SAW滤波器市场份额集中在几家国际巨头中,BAW滤波器垄断程度更加严重,仅博通一家独占87%市场份额,见图2。

  图2 SAW与BAW滤波器市占比分布

  (资料来源:新材料在线,金智创新行业研究中心)

  目前国内布局SAW滤波器的企业有信维通信、麦捷科技、华远微电、无锡好达电子、卓胜微、天通控股等,见表2,国内企业在SAW滤波器方面已经可以小规模量产,但产品体积较大,难以集成模块,缺乏竞争力,而在BAW滤波器方面差距更大,国内企业基本停留在实验室研究阶段,没有形成产能线。国外滤波器高度垄断,国内产品现阶段竞争力不足,下游企业发展受制于人。

  表2 国内布局SAW滤波器的企业

  (资料来源:天风证券,金智创新行业研究中心)

挑战重重,整合重组或许是出路

  SAW和BAW滤波器材料掺杂配比是实现滤波器国产化的第一个阻碍因素;精密复杂的设计和对应的制造环节是第二个阻碍因素,由于目前仍无法用集成度最高的CMOS工艺进行批量化制造,而必须使用特殊工艺以保证性能,在晶体基片的选择、晶体生长、切割、研磨、抛光以及后端半导体工艺的每一步都会影响到滤波器性能,加上保密性考虑,现在国外的巨头基本采用IDM模式;此外高性能SAW专利基本被村田、太阳诱电主导,BAW专利被博通、Qorvo、高通(专注毫米波领域)等大公司所主导,专利门槛又是国产化的一个阻碍因素。

  尽管挑战重重,但中国厂商内外条件已具备,国内厂商正加紧布局。在SAW领域开始突破,国内滤波器厂商已经掌握了从晶体基片制造到光刻工艺的全生产流程,虽然器件较厚,但成本优势显著,产品已经得到二线品牌手机厂家的采购使用,目前德清华莹、好达电子的SAW滤波器已经打入中兴、三星、魅族和富士康等厂家。但是企业整体分布仍是小而散,在国产替代的需求和趋势下,整合并购或许会是更好的一条路,现在垄断滤波器的国际巨头多数都是经过大量的整合并购之后形成的,见表3。

  表3 国际部分巨头的并购历程

  (资料来源:公开资料,金智创新行业研究中心)

结语

  射频滤波器作为射频前段模块的核心器件之一,是技术长期沉淀和大量资金维持的双密集型环节。随着5G时代的发展,滤波器增量市场打开,BAW滤波器更是蓝海初现,然而国外企业的垄断态势对市场影响力太大,因此国产替代之路会很艰难,整合重组或许不失为一条出路。


科技最前沿

剖析产业发展现状

为技术转化提供精准对接

本文为金智创新原创,欢迎转载,转载请标明出处,违者必究!

评论