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射频器件是无线连接的核心，凡是需要无线连接的地方必备射频器件。在物联网应用推动下，未来全球无线连接数量将成倍的增长。
射频器件已经是一个规模超过 200 亿美元的大市场，未来由 4G+，5G，物联网等对射频器件的爆发性需求会加速它的发展。
现在，手机中射频器件的成本越来越高。手机中的典型的前端射频模块（RF Frontend Module， RF FEM）包括天线调谐器 Antenna Tuner、天线开关 Antenna Switch、多路器 Diplexer、收 / 发开关 T/R Switch、滤波器(如 SAW、BAW、FBAR)、功率放大器 PA、低噪声放大器 LNA。
据称，一个 4G 全网通手机，前端射频模块的成本已达到 8-15 美元，含有 10 颗以上射频芯片，包括 2-3 颗 PA、2-4 颗开关、6-10 颗滤波器，未来在手机中套片的价格甚至会超过主芯片。
图一：前端射频模块产业链
笔者梳理了一下相关产业链情况，从图一可以看出，目前全球射频前端芯片产业拥有较为成熟的产业链。欧美日 IDM 大厂技术领先，规模优势明显；中国台湾企业则在晶圆制造、封装测试等产业链中下游占据重要地位；中国大陆公司则主要以海思和汉天下为主的 Fabless 公司，三安和海威华芯开始在代工领域发力，而能讯却以 IDM 模式开始释放国产氮化镓的潜力，为市场提供系列化性能出众的氮化镓器件。
IDM 公司
在终端功率放大器市场，形成了 Qorvo、Skyworks 和 Broadcom 三大家巨头竞争的局面，三家企业合计占据了 90%以上的市场份额。
思佳讯(Skyworks)是一家高可靠性模拟和混合信号半导体公司，设计并生产应用于移动通信领域的射频及完整半导体系统解决方案，包括放大器、衰减器、检波器、二极管、定向耦合器、前端模块等。公司在美国设有两座 6 寸 GaAs 晶圆厂，提供 BHT 和 PHEMT 工艺。
2015 年 5 月 Avago 收购 Broadcom 公司成立新 Broadcom，主要聚焦 III-V 族复合半导体设计和工艺技术，提供广泛的模拟、混合信号以及光电零组件产品和系统设计、开发。公司在美国设有两座 6 寸 GaAs 晶圆，，提供 BHT 和 PHEMT 工艺。
作为移动、基础设施和国防应用领域可扩展和动态 RF 解决方案的全球领导者 Qorvo 公司则是业界两家领先射频解决方案公司 RF Micro Devices 和 TriQuint Semiconductor 在 2015 年合并后的新公司，合并后的 Qorvo 有两个重要的产品线：移动设备产品线、基站和军工设备产品线。Qorvo 在美国有多座晶圆厂，可自行提供 4 寸、6 寸、8 寸晶圆生产，可使用 Si/GaAs/GaN 等多种材料进行生产。最近又在美国德州购进一座新厂房，将于 2018 年量产 BAW 产品。
最主要的是三大巨头都完成了 PA、Switch、Duplexer、Filter 全产品线布局，同时，拥有专用的制造厂和封装厂也有利于加快高集成度产品的研发进度。
三大巨头在移动通信射频前端市场的毛利率均高于 40%，最高可以达到 50%，净利率约 30%，说明寡头公司利用技术优势和规模效应，具有极强的盈利能力。其次，三大巨头积极开发面向未来的先进工艺技术，以继续保持自己的竞争力优势。相信短期内三大寡头公司的优势地位将难以撼动。
而我国公司却开始在氮化镓领域布局，以期和三巨头站在同一起跑线上开始竞技。
苏州能讯高能半导体有限公司创立于 2011 年，建有国内最早的规模化氮化镓电子器件生产线，可实现氮化镓材料生长、器件设计、工艺制造、芯片封装以及可靠性验证的全链条生产工艺，公司产品主要应用于无线通讯、雷达、宽频带通信等射频微波领域和工业控制、电源、电动汽车、太阳能逆变器等电力电子领域。2017 年公司发布适合 5G 移动通信的宽带、高效的 GaN 功放管，可支持频段为 3.4 GHz-3.8 GHz，在效率、增益，宽带特性和线性度等指标上，均达到世界领先水平。并且该功放管针对无线通信基站进行了特殊优化，易于设计成 Doherty 架构的宽带功率放大器，非常适合输出平均功率为 20W 的宏站 RRU 使用。
芯片设计
由于建设晶圆厂的费用较高，现在进入射频前端的公司都采用 Fabless 模式。但是 Fabless 相较 IDM 公司在研发进度上可能不如 IDM。
汉天下(Huntersun)成立于 2012 年 7 月，专注于射频 / 模拟集成电路芯片和 SOC 系统集成芯片的开发，以及物联网核心技术芯片及应用解决方案的研发和推广。产品覆盖 2G、3G、4G 全系列无线射频前端 / 功放系列核心芯片和无线连接芯片，国内首家同时拥有大规模量产的 CMOS PA 和 GaAs PA 技术。汉天下是国内首家通过三星产品认证，并获得订单的 RF PA 公司！
锐迪科微电子(RDA)成立于 2004 年，致力于射频及混合信号芯片和系统芯片的设计，是数字基带、射频收发器、功率放大器、射频开关、蓝牙、无线、调频收音等全系列数字及射频产品的集成电路供应商。被紫光收购后与展讯进行整合，将锐迪科的周边芯片和展讯的基带主芯片融合，迅速产生协同作用。
络达科技(AIROHA)成立于 2001 年 8 月， 致力于开发无线通信的高度集成电路，为客户提供高性能、低成本的各式射频 / 混合信号集成电路元件及完整的蓝牙 / 蓝牙低功耗系统单晶片解决方案。产品主要包括手机功率放大器(PA)、射频开关(T/R Switch)、低噪声功率放大器(LNA)、数位电视与机顶盒卫星(DVB-S/S2)调谐器，WiFi 射频收发器和蓝牙系统单晶片。作为联发科的投资企业，2017 年初，联发科表示将有计划收购络达在外的所有股份，实现全资，将有益于整合联发科集团资源并扩大母公司营运规模，有助于母公司的运营提升。
唯捷创芯(VANCHIP)）成立于 2010 年成立，团队来自 RFMD，以主流的 GaAs 工艺切入射频 PA 市场，主要产品是射频功率放大器，广泛应用于 2G/3G/4G 手机及其它智能移动终端。
智慧微电子(SmarterMicro)成立于 2012 年，团队成员来自 Skyworks，从事微波器件和射频模拟集成电路芯片设计，其特色是可重构的 SOI+GaAs 混合工艺。
国民飞骧科(Lansus)成立于 2015 年，其前身是 2010 年成立的国民技术无线射频事业部，专注于射频功率放大器、开关及射频前端等电子元件设计，拥有完整的 4G 射频解决方案。
中普微电子(CUCT)从事射频 IC 设计、研发及销售，产品涵盖 GSM、W-CDMA、TD-SCDMA、CDMA2000 以及快速演变的 TD-LTE，提供 2G/3G/4G 全面的射频前端解决方案。中普微电子的的前瞻性 TD-LTE 射频功放技术突显了公司能够为全球 4G 市场提供成熟的射频解决方案。目前公司产品以其高性价比的优势在市场上备受欢迎，得到众多客户包括品牌商的肯定。
高通(QUALCOMM)是全球最大的手机芯片供应商，也在大力强化射频芯片技术，2015 年收购 Silanna 半导体的 RF 业务；2016 年 1 月和 TDK 合资成立 RF360 Holdings，进一步提升公司的实力。而近期将完成收购 NXP，公司将获得充足的制造资源。
海思半导体(HISILICON)成立于 2004 年 10 月，前身是创建于 1991 年的华为集成电路设计中心，是全球领先的 FABLESS 公司，致力于构建更好的互联世界，并推动高端视频时代的发展。公司射频收发器(transceiver)可以支持 Cat6 和 Cat12。
目前许多射频器件都转向 SOI 工艺，制造工艺相对砷化镓等制造工艺而言良率更高，成本更低，也更加适合新进入射频前端芯片的 Fabless 公司。相信随着国内中芯国际、华虹宏力、华润微的 RF SOI 工艺的成熟，国内的射频前端芯片的 Fabless 公司会加速崛起。
晶圆代工
稳懋半导体(WIN)拥有全球首座 6 寸 GaAs 晶圆生产线，目前公司拥有 3 座 6 寸 GaAs 生产线，提供异质接面双极性电晶体(HBT)和应变式异质接面高迁移率电晶体(pHEMT)工艺。2016 年营收达 13.6 亿新台币，净利 3.1 亿新台币；2016 年公司总产能达 35 万片，预计三个厂满负荷年产能超过 56 万片。
宏捷科技(AWSC)成立于 1998 年，获得 SKYWORKS 技术支持，可提供 HBT 和 pHEMT 工艺，2008 年完成 6 寸 GaAs 晶圆生产线建设，目前年产能 15 万片。
环宇通讯(GCS)主要生产 4 吋 GaAs 晶圆，是全球唯一同时拥有射频和光电组件制造技术的化合物晶圆代工厂商，超过 85%的产能用于生产无线射频晶圆，并透过与三安集成策略联盟建置 6 寸产能。
联颖光电(Wavetek)是联电(UMC)旗下成员，可提供 HBT 和 pHEMT 工艺，2014 年底自联华取得原 Fab6A 产权，藉由提供 GaAs 及 CMOS Specialities 业界最广泛产品组合的 150mm 晶圆代工服务，以及优化的独特双轨式晶圆代工商业模式，希望在全球特色工艺市场跻身领先地位。
全讯科技(Transcom)研发生产微波(功率)放大器及低噪音放大器等微波组件，年产 4 寸 GaAs 芯片为 1 万 5 千片。
海威华芯(HIWAFER)拥有 6 寸 GaAs 代工线，更专注于提供 pHEMT 集成电路制程技术，技术来源是中电 29 所。
三安集成(SANAN IC)聚焦于微波集成电路及功率器件两大市场领域的高端技术发展，将建 30 万片 / 年 6 寸的 GaAs 产线和 6 万片 / 年 6 寸的 GaN 产线，截止 2016 年底公司参与的客户设计案 263 个，有 19 个芯片通过性能验证，部分客户开始出货，产品涉及 2G/3G/4G-LTEPA，WiFiPA，LNA 及光通讯，足以说明公司工艺功能性已符合应用要求。
封装测试
前端射频模块随着整体架构复杂度不断上升，为满足小型化的要求，需要将功率放大器、滤波器和 Switch 开关电路集成为一颗芯片，然而，功率放大器通常使用 GaAs HBT 工艺制造，滤波器使用 RF MEMS 工艺，Switch 使用 GaAs pHEMT 或 SOI 工艺，多种工艺技术的应用使得他们的集成严重依赖先进封装技术。
滤波器
滤波器包括 SAW、BAW、FBAR，主要集中在美日公司手中。
村田(MURATA)拥有滤波器、双工器、收发双工器、谐振器、频率控制装置等高性能的 SAW 的 RF 元件，通过一站式服务为 RF 技术者提供广泛的基于 SAW 的 RF 元件。 此外，在移动电话、ISM、GPS/GNSS 等频带的 40MHz～2.7GHz 频率范围内，拥有非常广泛的 SAW 产品组合。
TDK 为业界提供 SAW 和 BAW 滤波器等，其功能已经超越了智能手机，并支持其他设备和应用，包括平板电脑，可穿戴设备和汽车产品等。
中国有公司在进入滤波器领域，如天津的诺思微系统、深圳的麦捷微电子。
结语
5G 对射频前端芯片的更高要求催生出毫米波 PA、GaN PA 等新的技术热点，形成新的产业驱动力。
业内某 RF 专家表示，中国芯片公司未来将在 RF 芯片领域取得大突破，必将打破由欧美厂商垄断的局面。
期待中国半导体崛起！
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