1、开关、LNA、天线调谐器:国产厂商已形成供应能力开关、LNA 和天调份额相对较小,产业基本成熟。据 Qorvo 数据,2023 年射频模组中射频开关、天调和 LNA 的市场占比分别为 9%/3%/2%,从价值量角度看均属于价值量较小的分立器件。射频开关通过将多路射频信号中的任一路或几路控制逻辑连通,实现不同信号路径的切换,包括接收与发射的切换、不同频段间的切换等,以达到共用天线、共用通道,节省终端产品成本的目的。LNA 是噪声系数很小的放大器,功能是把天线接收到的微弱射频信号放大,并尽量减少噪声的引入,LNA 能够能有效提高接收机的接收灵敏度,进而提高收发机的传输距离。天线调谐器是通过调整天线的物理参数和电子参数,使其在特定频率下的阻抗与传输线或无线电设备的阻抗相匹配,从而最大化信号传输效率并最小化功率反射。
2023 年射频模组中不同器件市场占比
国内厂商的产品矩阵基本已覆盖开关、LNA 等器件。国内主要射频前端厂商在该几类器件的布局基本完善,普遍具有较强的自主研发能力,可以满足差异化、定制化的需求,积极快速布局合理化、灵活化的产品。2、滤波器:价值量最大,工艺难度最大滤波器在射频器件中成本占比最高,目前主流滤波器分为 SAW 和 BAW。据前文中的 Qorvo 数据,射频分立器件中滤波器的市场占到 66%,是体量最大的一类分立器件,即在射频前端芯片之中滤波器也是价值量最高的器件。对于如今的许多应用,出于体积和经济因素考虑,首选的滤波器技术是压电式滤波器,广泛应用于商业、军事、工业、科学应用。压电效应是一种可逆的物理现象。晶体物质在受到机械应力时产生电流,反之亦然。当施加电场或电压时,晶体会有微小幅度的拉伸。压电材料将施加的机械应力转化为电能,也能将电能转化为机械应力。市面上提供两种声学滤波器,分别是表面声波(Surface Acoustic Wave,SAW)和体声波(BulkAcoustic Wave,BAW)。SAW 适用于低频率的工作范围,成本也相对较低。市面上有 SAW、TC-SAW 和多层 SAW 几种类型的 SAW,本质是都是利用沿着固体表面传播的声波进行滤波的滤波器。一个基本的 SAW 滤波器主要由压电材料和 2 个叉指式换能器(IDT)组成。SAW 的原理为利用 IDT 将电输入信号转换为声波。SAW 能够优化用于 600-1900MHz 的标准滤波器应用。它不仅能满足 600MHz 的低 5G 频段,而且在 1、5、8、13 低手机频段以及GPS 频段下也表现出色,且经济高效。BAW 的器件大小与支持频率成反比,相较 SAW 成本较高。与 SAW 滤波器不同,声波在 BAW 里是垂直传播。BAW 滤波器的最基本结构是两个金属电极夹着压电薄膜,声波在压电薄膜里震荡形成驻波。除了结构之外,BAW 和 SAW 的主要区别在于滤波器赖以使用的压电材料。BAW 滤波器使用多晶氮化铝,具有更高的耦合系数和更高的波速。市面上主要有两种类型的 BAW 滤波器:固载谐振器(SMR-BAW)和多晶薄膜体声波谐振器(FBAR)。滤波器的数量增长是射频前端价值量提升的主要推手。伴随通信技术的革新和发展,手机射频前端支持的频段不断增加,从最多不超过 5 个,逐步增加到要支持 50+个频段,且预计未来仍要继续增长。这一演进的过程,带来的是射频前端链路器件成倍增长,特别是射频滤波器数量的大幅增长,这也是导致滤波器逐渐成为射频前端中愈发重要的器件的原因,根据好达电子招股说明书披露,5G 手机中的滤波器价值量就已达到了 10 美元以上。我国企业对滤波器已有布局,未来有望加速突破。滤波器作为射频前端中壁垒最高的分立器件,目前主要由博通、Skyworks、Qorvo、Murata 等海外大厂把控。据 TechSugar统计,以 SAW 为例,2021 年国内市场份额不足 5%,因此滤波器市场具有开阔的国产替代空间,是未来国产厂商突破的重点,目前已有如赛微电子、武汉敏声等国产厂商具备了 BAW 的量产能力,未来有望有更多国产滤波器导入到射频前端产业链之中。