導讀:射頻前端是無線連接的核心,而濾波器是射頻前端市場中最大的業(yè)務板塊。特別是終端濾波器國內(nèi)市場巨大,國內(nèi)手機廠商4G滲透率高,濾波器的單機附加值相比全球更高,預計2020年國內(nèi)濾波器市場有望超500億元。
濾波器市場前景廣闊
未來的世界是一個無線連接一切的世界。根據(jù) Gartner 預測,到 2020 年,聯(lián)網(wǎng)設備將達到 250 億部,實現(xiàn)全球平均每個人 3 個聯(lián)網(wǎng)設備的規(guī)模。
作為無線連接不可缺少的基礎一環(huán),射頻前端的技術革新是推動無線連接向前發(fā)展的核心引擎之一。在無線聯(lián)網(wǎng)終端設備從 2015 年的 36 億部增加至 250 億部的大趨勢下,射頻前端器件的年產(chǎn)值將增加數(shù)倍。
濾波器是射頻前端市場中最大的業(yè)務板塊,濾波器的主要作用是對發(fā)射及接收信號的濾波,可以使信號中特定的頻率成分通過,而極大地衰減其他頻率成分,降低異頻信號的干擾。
在一個射頻電路中,濾波器的作用就是讓特定頻率的信號通過,然后盡量地抑制其他頻率的信號干擾。通常頻率在1900Mhz以下的頻率就用SAW,更高的頻段就用BAW。
SAW是聲表面波濾波器,在輸入端由壓電效應把無線信號轉(zhuǎn)換為聲信號在介質(zhì)表面?zhèn)鞑?,在輸出端由逆壓電效應將聲信號轉(zhuǎn)換為無線信號。SAW濾波器集低插入損耗和良好的抑制性能于一身,不僅可實現(xiàn)寬頻寬,其體積還比傳統(tǒng)的腔體甚至陶瓷濾波器小得多,但是由于SAW濾波器有局限性。,高于1Ghz時,其選擇性降低,在2.5Ghz時,就只能滿足對性能要求不高的應用,這時候就需要BAW了。
一般而言,手機每支持一個頻段,就需要增加兩個濾波器分別用于接收與發(fā)送信號,就目前市場上常見的5模13頻4G手機而言,除了要對2/3/4G信號的發(fā)送和接收進行濾波,還需要對Wi-Fi、藍牙、GPS信號進行濾波,因此,一款手機大約需要30個左右用于不同頻段的濾波器。因此為了在有限的手機空間里使用如此數(shù)量的濾波器,需要對這些不同工作頻段的濾波器進行集成整合。
科技巨頭高通公司預測,濾波器市場將由2015 年的50 億美金的市場規(guī)模增長至 2020 年的 130 億美金。
另據(jù) Mobile Experts 預測,到 2020 年濾波器市場將由 2015 年的 50 億美金增長至2020 年的 120 億美金。 Mobile Experts 的預測與高通基本一致,濾波器是業(yè)界普遍認可的高成長細分行業(yè)。
濾波器市場的驅(qū)動力來自于新型天線對額外濾波的需求,以及多載波聚合(CA)對更多的體聲波(BAW)濾波器的需求。
遠在 2012 年全球 3G 標準協(xié)會 3GPP 提出的 LTE R11 版本中,蜂窩通訊系統(tǒng)需要支持的頻段增加到了 41 個。在未來,射頻濾波器市場還將迎來更多增長。隨著4G的成熟和5G的來臨,3GPP版本也會升級至R16,手機支持的頻段數(shù)量大幅上升。
現(xiàn)在,手機中RF器件的成本越來越高,一個4G全網(wǎng)通手機,前端RF套片的成本已達到8-10美元,含有6-10顆濾波器。未來隨著5G到來,RF套片的成本很可能會超過手機的主芯片。而物聯(lián)網(wǎng)的爆發(fā),更是會對射頻器件特別是濾波器的需求推波助瀾。
隨著4.5G網(wǎng)絡的推進和5G網(wǎng)絡的落地,手機通信頻段將大幅增加(一般需向下兼容),帶動濾波器需求增長。具體而言:2G到4G,常用頻段從4個到近20個(需要向下兼容),每只手機濾波器個數(shù)從只需要數(shù)個到全網(wǎng)通版本IPhone6S的40個,未來5G需求還將更大。同時考慮物聯(lián)網(wǎng)接入、其他新的近場連接方式,濾波器需求還將增大。
濾波器的機遇與挑戰(zhàn)
1.機遇空前大
目前,終端濾波器市場需求成倍增長,驅(qū)動因素主要來自于幾個方面:1、4G手機在手機市場的整體滲透率提升;2、4G技術演進(包括載波聚合),相關頻段繼續(xù)增加;3、物聯(lián)網(wǎng)拓寬橫向市場;4、5G潛在頻段和接入帶來的提升。2015年僅SAW濾波器全球市場就20億美元,預計2016年超過30億美元,市場增速超過50%,考慮到還有BAW濾波器及2018年5G頻段的陸續(xù)劃分,市場空間還將成倍增長。
到2020年,濾波器單位手機的價值或超過5美元/部(目前的4G手機約3.75美元/部),對應市場近百億美元,即有望超過500億元。因此市場需求驅(qū)動成為濾波器產(chǎn)業(yè)成長的最核心邏輯,相關驅(qū)動因素未來可能逐步促進市場空間成長。
濾波器市場因為需要技術積淀和市場空間的原因,競爭格局為寡頭局面。從出貨量情況來看,美國廠商Avago,Qorvo,Skyworks和日本廠商TDK,村田,太陽誘電為主要廠商。其中美國廠商多具備提供前端模塊解決方案和提供BAW濾波器的能力,日本廠商以SAW濾波器為主。另外,2014-2016年,上述巨頭部分發(fā)生與博通、高通等芯片廠商并購其他濾波器廠商、相互合資成立子公司生產(chǎn)濾波器等事件。這恰好說明未來濾波器市場前景巨大,各大廠商皆在做相關準備。
這一市場,正在吸引巨大的資金、人才和資源,而濾波器器件基本依靠進口的現(xiàn)狀,也給了中國芯片巨大的增長空間,目前的變革,與以往年不一樣,它是由巨大需求的拉動、技術的顛覆和資本的強烈推動產(chǎn)生的。更重要的是,現(xiàn)在中國手機產(chǎn)業(yè)的地位和5-10前也完全不一樣了,這也給了中國濾波器器件供應商提供了黃金機會。
2.挑戰(zhàn)更大
全球來看,SAW濾波器的主要供應商是 TDK-EPCOS 及 Murata,兩者合計占有 60-70%市場份額; BAW 濾波器的主要供應商是 Avago 及 Qorvo,兩者占有 90%以上市場份額。
對中國廠家而言,濾波器最大的挑戰(zhàn),主要是專利和工藝。下面是可以集成在模組中幾種高性能濾波器技術前100篇專利的廠家分布情況,其中難覓中國廠家的身影。
全美一共有2329篇與BAW相關的濾波器專利:前100篇專利申請公司分布
全美一共有1349篇與TC-SAW相關的濾波器專利:前100篇專利申請公司分布
能夠量產(chǎn)的國產(chǎn)Saw濾波器,由于芯片太厚,都沒法做進集成模塊,只能外掛在芯片外面,這明顯地跟不上射頻前端集成模組化的發(fā)展趨勢,目前國產(chǎn)廠家的濾波器水平還相當于幾年前的手機PA水平。對于像GSM,2G或3G這樣的低頻通信,SAW濾波器市場中的低成本競爭者將有機會超過對手,因為高質(zhì)量的競爭對手將重點轉(zhuǎn)移到使用BAW濾波器或者FBAR濾波器的4G和5G市場,同時現(xiàn)在已經(jīng)有更好的集成技術來把所有前端通信器件集成到一個模塊中,而對國產(chǎn)廠家而言濾波器是瓶頸中的瓶頸。
終端濾波器國內(nèi)市場巨大,特別是國內(nèi)手機廠商4G滲透率高,濾波器的單機附加值相比全球更高,預計2020年國內(nèi)濾波器市場有望超500億元。
但目前國內(nèi)企業(yè),在濾波器領域的技術積累仍顯薄弱,而且濾波器技術目前仍是巨頭公司甚至國家的核心技術,西方發(fā)達國家和公司會對我國技術封鎖。
在SAW 濾波器領域,國內(nèi)主要廠商包括以中電 26 所、中電德清華瑩為代表的科研院所、無錫好達電子等廠商,科研院所的產(chǎn)品主要面向軍用通信終端設備。無錫好達電子的SAW濾波器產(chǎn)品在手機中實現(xiàn)了銷售,客戶包括中興、宇龍、金立、三星、藍寶、富士康、魅族等。
另外,A股上市公司中麥捷科技通過定增切入到SAW濾波器的生產(chǎn)中,還有部分企業(yè)可能具備相關生產(chǎn)工藝或者產(chǎn)業(yè)鏈資源,不排除未來通過外延或者自行研發(fā)的方式進入該領域。
對于中國濾波器企業(yè)來說,在設計、加工和集成等各方面,還有不少難點尚待突破,必須踏踏實實進行技術和人才積累。我們需要在設計、加工和集成等各方面力量協(xié)同起來共同攻關,加快濾波器國產(chǎn)化的進程。
小結:雖然國產(chǎn)濾波器,無論在基站側還是終端側與發(fā)達國家都有一定差距,但隨著4G時代技術的不斷創(chuàng)新和追趕以及5G通信標準帶來的變革,國內(nèi)企業(yè)有望逐步嶄露頭角。
評論