射频前端芯片架构
在过去十余年间,移动通信行业经历了从2G到5G的重大产业升级,支持频段数目持续增加,双4G/全网通、五模/七模、十三频/十七频/三十频、载波聚合、MIMO、全面屏成为智能手机标配。
这导致射频前端器件数量和价值急剧增加。
数据更能直观体现出变化:
2G时代手机频段数是4个,单机射频前端器件总价值是0.8美元;
3G时代手机频段数上升到6个,单机总价值3.25美元;
然而到了4G时代,千元机频段数就达到8-20个,旗舰机频段数在17-30个,需要20-40个滤波器,10个开关,单机总价值量16-20美元;
而到了5G手机,频段数达到50个,需要80个滤波器和15个开关,单机总价值达25-40美元。
换句话说,相比于4G时代,5G时代的单机使用射频前端数量大幅增加,“5G被引入智能手机,无疑让已经很复杂的射频前端变得更加复杂”。
众所周知,在美国制裁之下,目前凡是使用到美国技术的半导体企业,不获得许可,均无法向华为供货。
在麒麟9000仍有余货的背景下,华为不再推出5G手机有两种可能:一是5G射频前端已经缺货,二是想控制5G射频前端的消耗速度。
射频前端的设计复杂度持续增加
一直未攻克的难题
射频前端,一直是华为一个未解的难题。
2020年5月,日媒拆解的华为Mate30零部件显示,海思已经实现处理器、通信半导体、天线开关的自研,但射频前端模块仍来自日本村田制作所。
图片来源:《日本经济新闻》
去年3月,在华为P40发布后,英国《金融时报》也对该机型进行了拆解。
结果显示,尽管华为在元器件方面很大程度上摆脱了对美国公司的依赖,但比例并没有降到零。P40的元器件主要采购自中国大陆和中国台湾地区、韩国、日本等地,不过高通、Qorvo和思佳讯等美国厂商仍提供必要的射频前端组件,而美光的NAND Flash已被三星的NAND Flash取代。
《金融时报》当时称,华为虽然暂时已经涉足射频前端中最主要器件——功率放大器(PA)的研发,期待5G中后期由海思自给,但射频模组的研发耗时耗力,不能一蹴而就。另外,华为也还没找到比思佳讯、Qorvo、高通等美国厂商之外更好的选择。
“华为在单个手机设计周期内更换了许多美国组件,表现出了韧性。它继续使用Qorvo和思佳讯的芯片也表明,打破对美国技术的依赖太难了。”研究公司Gavekal Dragonomics的技术分析师表示。
图片来源:《金融时报》
观察者网梳理发现,由于设计及制造工艺复杂、门槛极高,现阶段射频前端市场份额主要被美国的博通(Broadcom)、高通(Qualcomm )、思佳讯(Skyworks)、Qorvo和日本村田(Murata)、TDK公司等国外企业占据。
谈到国产落后的原因,“芯谋研究”王笑龙向观察者网分析指出,一方面,国际领先企业起步较早,底蕴深厚,在技术、专利、工艺等方面具有较强的领先性,同时通过一系列产业整合拥有完善齐全的产品线,并在高端产品的研发实力雄厚。另一方面,大部分国际企业以IDM模式经营,拥有设计、制造和封测的全产业链能力,综合实力强劲。