在當(dāng)今的通信技術(shù)領(lǐng)域，射頻前端設(shè)計(jì)至關(guān)重要，它是實(shí)現(xiàn)無線信號(hào)收發(fā)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其性能直接影響著通信設(shè)備的質(zhì)量和用戶體驗(yàn)。射頻前端設(shè)計(jì)公司由于產(chǎn)品具有技術(shù)密集、更新?lián)Q代快等特性，需要持續(xù)的高研發(fā)投入來保持競(jìng)爭(zhēng)力。

射頻前端芯片產(chǎn)品涉及多種復(fù)雜技術(shù)，如濾波器、功率放大器、低噪聲放大器等的設(shè)計(jì)與制造工藝。這些技術(shù)不僅要滿足不斷提升的通信標(biāo)準(zhǔn)，如從4G 到 5G 乃至未來 6G 的演進(jìn)，還要適應(yīng)各類終端設(shè)備小型化、多功能化的需求。每一次技術(shù)的升級(jí)和應(yīng)用場(chǎng)景的拓展，都要求對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和優(yōu)化，需要不斷投入開發(fā)新的芯片設(shè)計(jì)方案以滿足變化的市場(chǎng)需求，這無疑需要大量的研發(fā)資源投入。

國(guó)內(nèi)外射頻前端廠商研發(fā)投入存在巨大差距

然而，目前國(guó)內(nèi)射頻前端設(shè)計(jì)廠商在研發(fā)投入水平上與國(guó)外領(lǐng)先廠商存在顯著差距。像Skyworks、Qorvo、Murata 等海外巨頭，長(zhǎng)期以來都將大量資金投入到研發(fā)中，可以說，在研發(fā)投入層面，海外老牌射頻前端廠商展現(xiàn)出壓倒性優(yōu)勢(shì)。例如，Skyworks、Qorvo、Murata等海外老牌射頻前端廠商，每年研發(fā)投入在40億~60億人民幣，是國(guó)內(nèi)射頻前端廠商投入的10倍還多，這個(gè)水平的投入動(dòng)輒已經(jīng)超過國(guó)內(nèi)最頂尖射頻廠商卓勝微的營(yíng)業(yè)收入規(guī)模。如此巨額資金，為其技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)品迭代構(gòu)筑堅(jiān)實(shí)根基。相較而言，國(guó)內(nèi)廠商受限于資金規(guī)模與營(yíng)收體量，研發(fā)投入捉襟見肘。這使得國(guó)內(nèi)廠商在前沿技術(shù)探索、基礎(chǔ)研究突破方面面臨重重困難，技術(shù)追趕之路漫長(zhǎng)而艱辛。

此外，不同定位射頻廠商的研發(fā)支出占比也存在一些規(guī)律性差異。據(jù)筆者統(tǒng)計(jì)，主攻發(fā)射側(cè)的Qorvo和唯捷創(chuàng)芯的研發(fā)支出占營(yíng)收的比重常年在15%以上，慧智微更是達(dá)到50%以上，猜測(cè)在國(guó)際一線品牌客戶大規(guī)模出貨的昂瑞微這一比例也不低。而相比之下，差異化定位于開關(guān)、接收側(cè)產(chǎn)品的卓勝微，其2017-2022年研發(fā)比重基本在10%以下，直到近兩年才逐步加大投入，這種轉(zhuǎn)變或許與其開始將側(cè)重點(diǎn)從接收側(cè)往發(fā)射側(cè)轉(zhuǎn)移，從Fabless向IDM模式轉(zhuǎn)移有關(guān)。同樣的，聚焦較單一產(chǎn)品類別的濾波器龍頭廠商村Murata，其研發(fā)支出占營(yíng)收的比重也常年保持在7%上下的水平。

長(zhǎng)期以來，海外廠商通過持續(xù)的高研發(fā)投入進(jìn)行前瞻性的技術(shù)和產(chǎn)品開發(fā)，搶占射頻前端技術(shù)和產(chǎn)品制高點(diǎn)。

以 Qorvo 為例，其研發(fā)投入側(cè)重于射頻前端基礎(chǔ)領(lǐng)域的創(chuàng)新，包括材料、軟件、半導(dǎo)體工藝技術(shù)、仿真和建模、系統(tǒng)架構(gòu)、電路設(shè)計(jì)、器件封裝、模塊集成和測(cè)試能力，開發(fā)了多代砷化鎵(“GaAs”)、氮化鎵(“GaN”)、BAW和表面聲波(“SAW”)工藝技術(shù)，提高器件性能，減小芯片尺寸和降低制造成本。Qorvo還與主要供應(yīng)商合作采購(gòu)技術(shù)，包括用于LNA、開關(guān)和調(diào)諧器的絕緣體上硅(SOI)、用于放大器和LNA的硅鍺(SiGe)，并將這些技術(shù)與專有設(shè)計(jì)方法、知識(shí)產(chǎn)權(quán)等相結(jié)合，以提高性能，增加集成度，降低產(chǎn)品的尺寸和成本。除此之外，Qorvo投入重金開發(fā)并驗(yàn)證先進(jìn)封裝技術(shù)，投資于大規(guī)模模塊組裝和測(cè)試能力，以減小組件尺寸，提高性能并降低封裝成本，加快將新產(chǎn)品新技術(shù)大量推向市場(chǎng)的速度。

近年來，Qorvo推出的RF Fusion20?射頻前端產(chǎn)品系列通過將砷化鎵功率放大器、先進(jìn)體聲波(BAW)多路復(fù)用技術(shù)和集成射頻屏蔽技術(shù)結(jié)合起來，極大地提高了產(chǎn)品的集成度和性能，涵蓋所有主要5G 和 4G 頻段，提供了完整的、高度集成的射頻前端解決方案，榮獲 GTI 移動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新突破獎(jiǎng)。該產(chǎn)品系列的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)步包括接收路徑和低噪聲放大器的集成，在節(jié)省寶貴的電路板空間的同時(shí)，提高了接收性能和連接性，以及在模塊中采用了 Qorvo 創(chuàng)新的 MicroShield? 射頻屏蔽技術(shù)，將射頻前端組件之間不良相互作用的可能性降至最低，能夠在一整套完整的配置中實(shí)現(xiàn)完整的發(fā)射和接收覆蓋，以匹配不同地區(qū)的市場(chǎng)需求，使終端客戶能夠簡(jiǎn)化開發(fā)過程并加快產(chǎn)品上市時(shí)間，已被多家領(lǐng)先的終端客戶廠商采用。

此外，Skyworks在 5G 通信技術(shù)興起時(shí)，即投入巨額研發(fā)資金用于開發(fā)適用于 5G 基站和終端設(shè)備的高性能射頻前端模塊。通過不斷的技術(shù)攻關(guān)，成功推出了一系列具有高功率效率、低損耗等特性的產(chǎn)品，滿足了 5G 網(wǎng)絡(luò)大帶寬、高速率傳輸?shù)男枨蟆urata 在射頻前端的研發(fā)投入同樣不遺余力，不斷創(chuàng)新陶瓷材料和制造工藝，提升射頻器件的性能和集成度，其研發(fā)的多層陶瓷電容器(MLCC)在射頻電路中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，被眾多電子設(shè)備制造商所采用。

上述海外廠商前瞻性的研發(fā)投入幫助其在洞察、滿足市場(chǎng)需求方面走在前列，能第一時(shí)間推出終端客戶需要的產(chǎn)品。

值得注意的是，國(guó)內(nèi)射頻廠商盡管研發(fā)投入量級(jí)與海外巨頭有很大差距，但經(jīng)過數(shù)年來的努力和堅(jiān)定投入，已有廠商取得了不錯(cuò)的技術(shù)突破，如唯捷創(chuàng)芯和昂瑞微在2023年已實(shí)現(xiàn)L-PAMiD模組芯片量產(chǎn)出貨，在Tier1手機(jī)客戶的旗艦手機(jī)中大規(guī)模應(yīng)用。

持續(xù)的研發(fā)投入保障足夠的技術(shù)積累與產(chǎn)品線的完整性

技術(shù)積累如同企業(yè)發(fā)展的深厚底蘊(yùn)，海外廠商憑借幾十年的行業(yè)深耕，積累了豐富的技術(shù)訣竅與研發(fā)經(jīng)驗(yàn)。從早期模擬通信時(shí)代起步，歷經(jīng)數(shù)字通信變革，再到如今 5G、物聯(lián)網(wǎng)蓬勃發(fā)展，他們一路沉淀，對(duì)射頻前端各組件技術(shù)理解深刻入微。

如 Murata在濾波器領(lǐng)域，憑借多年聲學(xué)技術(shù)研究與工藝優(yōu)化，其生產(chǎn)的 SAW 濾波器性能卓越，在高端智能手機(jī)市場(chǎng)占據(jù)主導(dǎo)地位;Skyworks 歷經(jīng)通信技術(shù)多輪迭代，產(chǎn)品線從最初單一射頻放大器逐步拓展，如今已涵蓋功率放大器、濾波器、低噪聲放大器等全系列產(chǎn)品，能為客戶提供一站式射頻前端解決方案，滿足不同終端設(shè)備復(fù)雜多樣的需求。

反觀國(guó)內(nèi)廠商，普遍成立僅十年出頭，雖有少數(shù)企業(yè)在特定領(lǐng)域嶄露頭角，但整體技術(shù)儲(chǔ)備薄弱，產(chǎn)品線完整性不足。多數(shù)企業(yè)仍聚焦于個(gè)別產(chǎn)品領(lǐng)域，如部分國(guó)產(chǎn)廠商僅擅長(zhǎng)射頻開關(guān)或低端功率放大器生產(chǎn)，在高端濾波器、高集成度模組等方面技術(shù)突破困難，難以獨(dú)立構(gòu)建完整且高性能的射頻前端產(chǎn)品體系，在與海外巨頭全方位競(jìng)爭(zhēng)中處于劣勢(shì)。

國(guó)產(chǎn)廠商面臨的兩難困境：一邊是必須增加的研發(fā)投入，一邊是捉襟見肘的盈利能力

海外廠商成立時(shí)間久，經(jīng)過幾十年的技術(shù)和市場(chǎng)積累，已經(jīng)取得規(guī)模效應(yīng)，資源投入成本被充分?jǐn)偙。懈鼜?qiáng)的賺錢效應(yīng)。而國(guó)內(nèi)廠商普遍成立時(shí)間十年出頭，在中美貿(mào)易戰(zhàn)打開的口子里找到機(jī)會(huì)，奮起追趕的時(shí)間也就五六年，在巨頭包圍的情況下展開激烈廝殺，想要把這場(chǎng)仗打贏，需要長(zhǎng)期而持續(xù)、精準(zhǔn)而高效的研發(fā)投入，以產(chǎn)出有競(jìng)爭(zhēng)力、符合市場(chǎng)需求的芯片產(chǎn)品。

然而，一個(gè)擺在國(guó)產(chǎn)射頻廠商面前的現(xiàn)實(shí)情況是，國(guó)內(nèi)廠商整體起步晚，自身積累的家底不夠厚，還處于攻城略地的階段，需要外部投資來加速追趕外資大廠的進(jìn)程。一方面，國(guó)產(chǎn)供應(yīng)鏈如晶圓代工也是剛起步，尚處于發(fā)展初期，產(chǎn)能有限且工藝穩(wěn)定性有待提升，無法像海外那樣為射頻廠商提供低成本、高效率的代工服務(wù)，還不足以對(duì)射頻廠商的生產(chǎn)制造端提供足夠的助力，短期內(nèi)生產(chǎn)制造成本居高不下;另一方面，國(guó)產(chǎn)射頻廠商遭到海外成熟廠商的圍追堵截，海外廠商不惜加入價(jià)格戰(zhàn)血拼搶市場(chǎng)份額，即使是過往傳統(tǒng)高利潤(rùn)的產(chǎn)品線，在激進(jìn)的定價(jià)策略下也開始紛紛降價(jià)，產(chǎn)品短期內(nèi)很難賣得起高價(jià)。例如，筆者從市場(chǎng)上了解到，Qorvo等海外廠商近兩年在國(guó)內(nèi)和海外市場(chǎng)上與國(guó)內(nèi)廠商直接競(jìng)爭(zhēng)，不惜大幅降價(jià)，以犧牲盈利的代價(jià)試圖維持其市場(chǎng)份額。

在這樣的上下游環(huán)境下，國(guó)內(nèi)廠商收入和成本兩端承壓，這種情況下還要求發(fā)展，持續(xù)投入大量的研發(fā)和市場(chǎng)資源，勢(shì)必需要外部資本的加持。以最近較主流的L-PAMiD Phase 8為例，此代復(fù)雜模組產(chǎn)品包含了數(shù)個(gè)針對(duì)不同區(qū)域、功能的版本，每個(gè)版本中又集成了PA、開關(guān)、濾波器及低噪聲放大器等多個(gè)物料，由GaAs、SOI、CMOS等不同工藝的晶粒及不同頻段的濾波器組成。每個(gè)晶粒的投片費(fèi)用都在數(shù)十萬到上百萬，每個(gè)濾波器也有相應(yīng)的開發(fā)費(fèi)用，加上相應(yīng)的開發(fā)、驗(yàn)證、生產(chǎn)夾具、測(cè)試設(shè)備等投入，新一代復(fù)雜模組產(chǎn)品的研發(fā)生產(chǎn)投入都在億元級(jí)別以上。

筆者大概看了一下幾家主流射頻廠商的凈利率，從2021年到現(xiàn)在，海外幾家大廠都經(jīng)歷了不同程度的下滑，國(guó)內(nèi)外差距整體在持續(xù)收窄，這或許說明射頻賽道的競(jìng)爭(zhēng)即將迎來拐點(diǎn)，國(guó)內(nèi)射頻廠商再鉚足勁堅(jiān)持一段時(shí)間即能迎來曙光，不過在這個(gè)過程中想要維持高研發(fā)投入，在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出，可能仍需要借助外部資本的力量。某種程度上而言，射頻前端尤其是高集成度復(fù)雜模組這樣一個(gè)技術(shù)壁壘高、開發(fā)周期長(zhǎng)、上游波動(dòng)大、下游市場(chǎng)變化快的賽道，高投入是必然的，從海外巨頭的發(fā)展歷史可見一斑。

國(guó)產(chǎn)崛起，未來可期

盡管當(dāng)前國(guó)產(chǎn)射頻前端芯片廠商與海外巨頭研發(fā)投入方面存在顯著差距，但展望未來，前景依然充滿希望。隨著 5G 通信技術(shù)的深度普及、物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的蓬勃興起，全球?qū)τ谏漕l前端芯片的需求正呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。據(jù)市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，到 2025 年，全球 5G 手機(jī)銷量有望突破 10 億部，這將為射頻前端芯片市場(chǎng)注入強(qiáng)勁動(dòng)力，帶來前所未有的廣闊商機(jī)。與此同時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的海量涌現(xiàn)，從智能家居、智能穿戴到工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星通信等各個(gè)領(lǐng)域，都離不開射頻前端芯片作為無線通信的關(guān)鍵支撐，其市場(chǎng)需求的增長(zhǎng)空間幾乎無可限量。

未來，射頻前端賽道的競(jìng)爭(zhēng)將會(huì)成為全方位、多維度的綜合競(jìng)爭(zhēng)，射頻前端廠商們不僅要打好自己的鐵，提升盈利能力，也要學(xué)會(huì)借助資本的力量和市場(chǎng)的力量，進(jìn)一步加大研發(fā)投入，持續(xù)增強(qiáng)、夯實(shí)技術(shù)和產(chǎn)品實(shí)力。期待我國(guó)射頻廠商全方位崛起、助力半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)國(guó)際地位大幅提升。