2017年手機射頻前端模塊和組件市場報告

未來五年,手機射頻前端市場充滿活力且技術(shù)創(chuàng)新層出不窮,預(yù)計復(fù)合年增長率高達14%,2022年將達到227億美元。

手機通信技術(shù)的演進

手機射頻(RF)前端模塊和組件市場發(fā)展很快,2016年其市場規(guī)模為101億美元,預(yù)計到2022年將達到227億美元,復(fù)合年增長率為14%。這樣的高速增長,惹得其它半導(dǎo)體市場中的廠商羨慕不已。但是,各種手機射頻前端組件的增速不一,如天線調(diào)諧器(Antenna tuners)的復(fù)合年增長率為40%,濾波器(Filters)的復(fù)合年增長率為21%,射頻開關(guān)(Switches)的復(fù)合年增長率為12%,而射頻功率放大器和低噪聲放大器(PAs & LNAs)的復(fù)合年增長率僅為1%。

2016~2022年手機射頻前端模塊和組件市場

濾波器是射頻前端市場中最大的業(yè)務(wù)板塊,其市場規(guī)模將從2016年的52億美元增長至2022年的163億美元。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。

功率放大器(PA)和低噪聲放大器(LNA)是射頻前端市場中第二大的業(yè)務(wù)板塊,但是其增長乏力。高端LTE功率放大器市場的增長將被2G和3G市場的萎縮所平衡。由于新型天線的出現(xiàn)和增長,低噪聲放大器市場將穩(wěn)步前行。

PA模塊

LNA LMM和LNA RDM

開關(guān)是射頻前端市場中第三大的業(yè)務(wù)板塊,其市場規(guī)模將從2016年的10億美元增長至2022年的20億美元。該市場將主要由天線開關(guān)業(yè)務(wù)驅(qū)動而增長。

最后,天線調(diào)諧器是射頻前端市場中最小的業(yè)務(wù)板塊,2016年市場規(guī)模約為3600萬美元,預(yù)計2022年將達到2.72億美元。該市場的主要增長原因是調(diào)諧功能被添加到主天線和分集天線中。

手機射頻前端市場的兩位數(shù)增長帶來了“甜蜜的煩惱”:增加了復(fù)雜性!

部署和接入3G及4G網(wǎng)絡(luò)加速了智能手機的發(fā)展,使得人們享受了更多的網(wǎng)絡(luò)服務(wù),包括即時消息、音樂、照片、電影、視頻聊天等。高品質(zhì)的視頻下載和上傳是對增強帶寬和峰值數(shù)據(jù)速率的“無限”驅(qū)動。

iPhone智能手機支持的頻段數(shù)量

移動數(shù)據(jù)的這種持續(xù)性增長已經(jīng)導(dǎo)致需要使用更多的無線電頻譜。在移動通信中,隨著用戶數(shù)量和技術(shù)種類的激增,無線電頻譜成為稀缺資源。

為了應(yīng)對上述的這種過度需求,手機必須滿足復(fù)雜的要求,例如:

- 支持區(qū)域和全球漫游的多頻帶

- 支持多種蜂窩模式,包括2G、3G、4G、WiFi、藍牙(Bluetooth)、近場通信(NFC)、全球定位系統(tǒng)(GPS)

- 利用多輸入多輸出(MIMO)改善通信質(zhì)量,使得數(shù)據(jù)速率提高和有效范圍增加

- 利用智能天線技術(shù)(如波束成形或分集)來增強單個數(shù)據(jù)信號的性能

- 載波聚合(CA)支持更寬的帶寬,提升帶寬體驗,如提供更高的峰值數(shù)據(jù)速率、更大的總體網(wǎng)絡(luò)容量和更低的延遲等

所有這些要求(頻帶從低頻到高頻)給手機射頻前端架構(gòu)、設(shè)計和制造帶來了巨大的挑戰(zhàn)!

因此,手機射頻前端產(chǎn)業(yè)對“創(chuàng)新”求賢若渴,其創(chuàng)新主要體現(xiàn)在三個方面:

- 材料:開發(fā)新的射頻SOI襯底,如SOITEC公司的e-Si襯底,以減少襯底漏電或減小寄生電容。

- 設(shè)計:新型內(nèi)部組件設(shè)計,如ACCO公司的功率放大器,可以提高基于SOI的功率放大器性能,并可以與用于中低頻帶的砷化鎵(GaAs)功率放大器展開成本競爭。

- 架構(gòu):將三個雙工器(duplexer)集成到六工器(hexaplexer)中,或者構(gòu)建多模多帶功率放大器模塊,可以工作于所有的低頻帶、高頻帶或中頻帶。

手機射頻前端的創(chuàng)新之處

博通(Broadcom)、Skyworks、Qorvo和村田(Murata)已經(jīng)確立了在手機射頻前端市場中的領(lǐng)先優(yōu)勢。而新廠商必須能夠大批量供應(yīng)滿足手機行業(yè)需求的產(chǎn)品,同時還要獲得大客戶的支持。

另一方面,一旦新技術(shù)落地,可能在五年內(nèi)占領(lǐng)市場,并改變制造商和供應(yīng)商的產(chǎn)業(yè)格局。

舉個例子,在天線射頻開關(guān)(RF-switch)中,SOI開關(guān)從2010年的不到20%市場份額增長至2016年的95%市場份額,Peregrine等公司從藍寶石上硅(Silicon-on-Sapphire, SOS)切換至SOI。

當(dāng)創(chuàng)新發(fā)生時,整個產(chǎn)業(yè)鏈和價值鏈將改變,廠商要么努力適應(yīng),要么黯然離開。襯底供應(yīng)商和代工服務(wù)商將受到這種快速技術(shù)變革的深刻影響。

射頻前端產(chǎn)業(yè)的整合并購歷史

領(lǐng)先的廠商和潛在的“顛覆性技術(shù)”廠商

短期內(nèi),類似Cavendish Kinetics擁有低損耗RF MEMS xPxT開關(guān)的廠商可以實現(xiàn)射頻前端架構(gòu)的創(chuàng)新,且無需昂貴的雙工器和多路復(fù)用器。

從長遠來看,潛在的技術(shù)創(chuàng)新甚至可以顛覆手機射頻產(chǎn)業(yè)。例如,Seamless Waves公司正在開發(fā)基于CMOS的可調(diào)諧模數(shù)轉(zhuǎn)換器和可調(diào)諧數(shù)模轉(zhuǎn)換器,其可以主動地聚焦于特定頻率,并調(diào)整帶寬,從而僅轉(zhuǎn)換輸入信號的所需部分。如果這項技術(shù)設(shè)法實現(xiàn)智能手機所需的低功耗和小尺寸,將很有可能改變射頻前端產(chǎn)業(yè),并衍生出更多的創(chuàng)新發(fā)展!