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慧智微CEO李阳:5G时代将来,国产射频芯片如何破局

发布时间:2019-07-05 11:45:03  来源:半导体投资联盟    背景:

  集微网消息,近期,随着5G牌照的相继颁发,5G即将迎来大规模商用。

  在5G即将到来的大背景下,5G的通信标准更是在驱动着持续不断演进的芯片市场,尤其是“射频前端芯片”。但“射频前端”这个作为芯片四大之一的领域,目前中国所占的市场份额仅仅达到了2%。

  然而,从另一个角度来看,5G时代对国内射频前端公司来说也是个难得的机遇。5G市场的快速放量,给国内射频前端公司带来了新的市场机会。

  在新的市场机会面前,国产射频芯片该如何破局,找到自己的出路?近日,在2019未来论坛·南京峰会上,慧智微电子创始人兼CEO李阳以“5G推动射频芯片发展”为主题,着重介绍了当前射频芯片的市场前景以及未来发展要面临的关卡,更为重要的是,他还给国产射频芯片的发展指出了一条明路。

慧智微CEO李阳:5G时代将来,国产射频芯片如何破局

  射频芯片市场广阔

  李阳认为,与“爆发型”需求芯片不同,射频芯片属于“长跑型”芯片。

  他提到,一方面,通信标准驱动着持续不断演进的芯片市场。在演进的过程中,标准从4G向5G变化时,很多芯片都会出新的规格,比如AP或者是SOC芯片、内存芯片、射频芯片等。其他芯片只是规格升级,数量不会变化不同,而射频前端在协议演进中,会是×N叠加的过程,因为要支持多种协议,并且有多频多模的问题。在这个过程中,无论是PA、天线还是滤波器,射频的器件数目在快速增加,这推动了市场的增长。当前,通信协议演进到5G,射频芯片更会是直接受益者。

  另一方面,在芯片4000多亿美元的市场当中,前四大市场大概是内存、桌面和服务器处理器,移动处理器还有射频前端。射频前端也是四大市场之一,而且在过去十年中一直以两位数的比率在成长,实际上从3G到5G移动终端数目并没有非常大的增加,但是同一个终端里所用的射频的路数在快速增加,这推动了它不断地高速成长。

  在移动终端市场,中国厂商基本上占有了半壁以上的江山,对应移动终端相关的芯片市场,应用处理器和基带市场,大陆和台湾基本上接近40%的数量,比60%略少,这还是一个合理的分布。但是射频前端,面对的是同样的移动终端市场,前几名找不到中国公司,而是Skyworks、Qorvo、Broadcom等美国公司为主,日本公司占一部分。大陆+台湾其实只占到2%。

  这不禁让人疑惑,为何射频芯片有如此广阔的市场,国内厂商所占的份额却如此低,造成一种“别人吃肉我们只能喝汤”的局面?李阳接着给我们解开了这个疑惑。

  发展射频芯片面临三大关卡

  面对这样一个价值千亿人民币、每年以两位数在增长的市场,国外厂商必然要想方设法地守住这块肥肉。

  李阳提到,具体来说,国外龙头企业主要设置了三大关卡来阻挡后来者。

  一是性能关。射频前端的市场当前主要的工艺是砷化镓(GaAs),这个工艺在20年前开始走向成熟,并持续主导了这个行业将近20年的时间。这20年,实际上主要的进步是在外延层上的进步,而在工艺节点本质上的进步并不多。第二个行业的特点是没有办法通过仿真的方法获得好的结果,这里需要大量的经验积累。这两个因素导致结果就是,这个行业在技术上的积累效应很明显。

  这导致这个行业形成领先地位的厂商有很强的马太效应,它有很好的技术积累,有成规模的技术团队,大量的工程师都是20年经验的、10年经验的,这使他们的产品面向新的客户需求时,可以做得又快又好。

  二是成本关。在射频前端领域,因为用的是特殊工艺,规模和成本关系大于标准工艺,所以厂商间的成本差别是蛮大的。目前来看,大体上当前无论是大陆还是台湾企业,和行业的龙头企业比起来,同样的设计成本差别都超过20%。国际龙头企业就可以采取这样的策略,如果这个国际厂商自己运营的成本在整个的销售额当中是20%以下,那实际上他把毛利降到30%依然有10%的净利,但是由于对竞争者来讲,规模差了20%,同时由于品牌的原因差了15%,当国际大厂把毛利率降了30%的时候其实新的竞争者是无利可图的,这就是成本关要过的关口。

  三是专利关。这个行业的龙头企业,每一家都是几千项的专利,并且他们又有20年的积累,而这个领域在技术上根本变革不多,这样他们在射频前端设计的各个角落基本上完成了封锁。

  这就是国外厂商压制新的竞争对手的方式。

  国产射频芯片厂商如何破局?

  面对三重大关卡,国内厂商是否就没有出路了?这20年的差距是否就永远无法追赶?

  在李阳看来,国内厂商是可以闯过这三关的,并且还给国内厂商指出了一条明路。

  “我们认为同样的技术架构和工艺下突破三关非常难,因此我们做了一个不同的架构,可重构架构,采用不同工艺,通过技术创新来过这三关。”李阳说到。

  首先,他先着重介绍了可重构架构是什么,可重构如何做的问题。

  可重构架构是什么样的东西?传统的方案基本上是分立的方法,就是不同的频段,不同的模式组合就要用不同的器件。但这个显然在移动终端越做越小的情况下是面积放不下的。为解决这个问题大家开始做宽带,尽量使器件覆盖宽一点的频段,少采用一些射频器件。但是频带越宽,性能越差,这样带宽到了一定程度就没办法用了,所有要多用几套器件复用不同频段,而后封装在一起,这种技术叫宽带共封。不过还是高成本、大尺寸、性能比较弱,而且功能是固定的。

  可重构的做法是什么呢?就是用软件的方式来定义硬件,这个硬件同一时间只是覆盖一个频段,其他频段通过软件调谐的方式来实现。通过这种方式可以获得比较低的成本、比较小的尺寸、性能就可以优化、功能可以升级。

  回到“过三关”的问题,慧智微是如何尝试来过这三关的?性能关的做法也是换道超车,如果还是做与国际大厂相同的砷化镓HBT,性能关很难突破。我们换了一个赛道,用可重构的方式设计射频前端,用软件来优化硬件,突破了性能关。并且,利用软件定义硬件的方式,减少了硬件通路,从技术上减少硬件成本,在规模起步阶段,就可以突破成本关。对于最后一关专利关,我们较为核心的基础专利2013年、2014年已经获得授权,这个领域慧智微电子是第一家,我们专利关也可以突破。

  面对通信行业这个持续演进的市场,国内射频芯片厂商还是有很大的机会的。正如李阳所说,“这种市场的赢家不仅仅在于你是否是第一个,而在于你是否有持续演进的核心竞争力。”而在这个过程中,国产射频厂商需要以创新的技术突破性能、成本和专利壁垒。(校对/Jurnan)

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