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射频芯片国产替代来临(附射频芯片产业链)!



    射频前端模块(RFFrontEnd)主要包括滤波器、功率放大器(PA)、低噪声放大器(LowNoiseAmplifier,LNA)、射频开关、天线调谐器、双工器,以及接收机/发射机等几部分。其中:

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功率放大器负责发射通道的射频信号放大;

滤波器负责发射及接收信号的滤波,负责频率选择,保障信号在不同频率互不干扰传输;

双工器负责FDD系统的双工切换及接收/发送通道的射频信号滤波;

射频开关负责接收、发射通道之间的切换;

低噪声放大器主要用于接收通道中的小信号放大。

一、什么是射频芯片?

射频(RF,RadioFrequency),表示可以辐射到空间的电磁频率,频率范围从300kHz~300GHz之间。射频是一种高频交流变化电磁波的简称。

SHEPINXINPIAN,SHINENGGOUJIANGSHEPINXINHAOHESHUZIXINHAOJINXINGZHUANHUADEXINPIAN,JUTIERYAN,BAOKUORFSHOUFAJI、GONGLVFANGDAQI(PA)、DIZAOSHENGFANGDAQI(LNA)、LVBOQI、SHEPINKAIGUAN(Switch)、TIANXIANDIAOXIEKAIGUAN(Tuner)DENG。

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▲手机射频芯片逻辑关系图

射频前端器件均有由半导体工艺制备,用于手机端的功率放大器和低噪声放大器主要基于GaN、GaAs、SOI、SiGe、Si(用于基站端的大功率功率放大器主要采用GaAs和GaN)。滤波器主要品类有SAW和BAW两种,均采用压电材料做基底。RF开关主要基于CMOS、Si、GaAs和GaN材料。

SHEPINQIANDUANQIJIANJUNYOUYOUBANDAOTIGONGYIZHIBEI,YONGYUSHOUJIDUANDEGONGLVFANGDAQIHEDIZAOSHENGFANGDAQIZHUYAOJIYUGaN、GaAs、SOI、SiGe、Si(YONGYUJIZHANDUANDEDAGONGLVGONGLVFANGDAQIZHUYAOCAIYONGGaAsHEGaN)。LVBOQIZHUYAOPINLEIYOUSAWHEBAWLIANGZHONG,JUNCAIYONGYADIANCAILIAOZUOJIDI。RFKAIGUANZHUYAOJIYUCMOS、Si、GaAsHEGaNCAILIAO。

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▲射频前端器件的工艺技术和应用

典型的4G手机需要支持约40个频段,如B1、B3、B5、B8、B38、B41等,每个频段都需要有1路发射和2路接收。发射通路上需要滤波器、功率放大器、开关等,接收通路需要开关、低噪放、滤波器等器件。

ZAI4GLTEPINDUANHUAFENZHONG,YOUBUFENPINLVXIANGJINHUOZHONGHEDEPINDUAN,KEYIXINGCHENGSHEPINQIANDUANQIJIANGONGYONG,YEJIETONGCHANGJIANG4GPINDUANHUAFENWEIDIPIN(698~960Mhz)、ZHONGPIN(1710~2200MHz)HEGAOPIN(2400~3800MHz),XIANGYINGDE,DUIYINGSHEPINQIANDUANQIJIANKEYIXINGCHENGDIPINMOZU、ZHONGPINMOZUHEGAOPINMOZU。

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▲4G手机射频架构

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▲5G手机射频架构

二、射频芯片市场

据YoleDevelopment数据,2018年全球移动终端射频前端市场规模为150亿美元,预计2025年有望达到258亿美元,7年CAGR达到8%。

由于5G增加了新频段,支持新频段就需要增加配套的射频前端芯片。

JIANHUALAIKAN,SHEPINFASHETONGLUZHUYAOSHIPAHELVBOQI,JIESHOUTONGLUZHUYAOSHILNAHELVBOQI,QITARUSHEPINKAIGUAN、RFIC、DIANZU、DIANRONG、DIANGANJUNWEIHEXINXINPIANDEPEITAO。

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▲2018~2025NIANSHEPINQIANDUANXINPIANSHICHANGKONGJIAN(SHIYIMEIYUAN)

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▲市场空间扩大来自于单机价值量提升

射频开关(Switch)。射频开关的作用是将多路射频信号中的任一路或几路通过控制逻辑连通,以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、节省终端产品成本的目的。射频开关的主要产品种类有移动通信传导开关、WiFi开关、天线调谐开关等,广泛应用于智能手机等移动智能终端。

以智能手机为例,由于移动通信技术的变革,智能手机需要接收更多频段的射频信号。2011年及之前智能手机支持的频段数不超过10个,而随着4G通信技术的普及,至2016年智能手机支持的频段数已经接近40个。5G应用支持的频段数量将新增50个以上,全球2G/3G/4G/5G网络合计支持的频段将超过91个。因此,移动智能终端中需要不断增加射频开关的数量以满足对不同频段信号接收、发射的需求。


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