随着智能手机支持的频段数从早期的18个增长到50个以上,射频前端(RFFE)作为通信芯片的核心,其技术壁垒也随之显著提升。射频前端的核心技术壁垒主要集中在滤波器、功率放大器(PA)、射频开关和低噪声放大器(LNA)等分立器件上,其中滤波器是价值量最高、国产化率最低、替代最慢的环节,堪称“得滤波器者得天下”。 多频段同步工作对器件的线性度、功耗和尺寸提出了极为苛刻的要求,驱动着射频前端从分立器件向高集成度模组演进。
射频前端四大核心器件与壁垒
射频前端包含四类关键分立器件:滤波器、功率放大器、射频开关和低噪声放大器。其中,滤波器是价值量最高的器件,其价值占比达到54%,且根据Qorvo预测,该占比还将进一步提升。滤波器的主要技术路线包括SAW、TC-SAW、BAW-FBAR和BAW-SMR,技术难度高,国产化率长期维持在个位数。功率放大器(PA)主要采用GaAs、GaN等特殊材料,其功能是从电源获取能量来放大信号功率,以满足远距离传输需求。射频开关和LNA则负责电路切换与信号放大,同样需要高线性度和低功耗设计。
多频段带来的模组化趋势
随着5G时代射频器件数量激增,手机留给射频前端的主板空间已被压缩至10%-15%。为在有限空间内实现多频段兼容,射频前端从3G时代开始就逐渐由分立器件走向模组化,通过SiP封装集成多种器件以减小面积、降低匹配难度。高端射频模组的核心正是滤波器,因此,射频厂商只有掌握滤波器技术,才能在模组化趋势中占据优势。
常见问题
为什么滤波器是射频前端中壁垒最高的器件?
滤波器用于过滤特定频率的信号,在多频段环境下需要同时处理大量频段,对频率选择性、温度稳定性和功率耐受性要求极高。其技术路线(如BAW-FBAR)工艺复杂,导致国产化率极低,SAW滤波器国产份额仅3%,BAW滤波器国产份额一度为0%。
射频前端模组化对手机有什么实际好处?
模组化通过将滤波器、PA、开关等集成在一起,能有效节省PCB面积,降低手机厂商的研发与匹配难度。在5G手机轻薄化趋势下,旗舰机留给射频前端的主板空间已非常有限,模组化是必然解决方案。
国产射频前端破局的关键是什么?
国产射频前端破局的关键在于滤波器。因为滤波器是价值量最高、替代最慢的分立器件,同时也是高端射频模组的核心。只有突破了滤波器技术,国产厂商才能在射频前端市场中占据一席之地。