靠近天線(xiàn)部分的設(shè)備是射頻前端設(shè)備。 射頻前端包括發(fā)射通路和接收通路。 發(fā)射通路的器件不多，功率放大、濾波之類(lèi)的。 接收通路的器件比較多一點(diǎn)，包括低噪聲放大器（LNA）、濾波器等器件，包括增益、靈敏度、射頻接收帶寬等指標(biāo)，要根據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，目的是保證有用的射頻信號(hào)能完整不失真地從空間拾取出來(lái)并輸送給后級(jí)的變頻、中頻放大等電路。
射頻前端是指在通訊系統(tǒng)中，天線(xiàn)和中頻（或基帶）電路之間的部分。在這一段里信號(hào)以射頻形式傳輸。對(duì)于無(wú)線(xiàn)接收機(jī)來(lái)說(shuō)，射頻前端通常包括：放大器，濾波器，變頻器以及一些射頻連接和匹配電路。
射頻器件是無(wú)線(xiàn)連接的核心，凡是需要無(wú)線(xiàn)連接的地方必備射頻器件。在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用推動(dòng)下，未來(lái)全球無(wú)線(xiàn)連接數(shù)量將成倍的增長(zhǎng)。高通預(yù)計(jì)到 2020 年，全球?qū)崿F(xiàn)無(wú)線(xiàn)連接的終端設(shè)備數(shù)量超過(guò) 250 億個(gè)。
無(wú)線(xiàn)連接需求不止，射頻器件行業(yè)機(jī)會(huì)不斷。手機(jī)配臵的無(wú)線(xiàn)連接協(xié)議越來(lái)越多，直接驅(qū)動(dòng)射頻器件行業(yè)持續(xù)成長(zhǎng)。從早期的 2G 單一通信系統(tǒng)，到現(xiàn)在的2G、 3G、 4G、 Wifi、藍(lán)牙、 NFC、 FM，手機(jī)需要支持 7 個(gè)以上無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)，射頻器件單機(jī)價(jià)值數(shù)倍于十年前的系統(tǒng)。
5G演進(jìn)是循序漸進(jìn)的過(guò)程，創(chuàng)新射頻器件技術(shù)有望在 4.5/4.9G得到應(yīng)用。 2G到 3G 的演進(jìn)過(guò)程中，無(wú)線(xiàn)通信經(jīng)歷了 UMTS、 HSPA、 HSPA+三個(gè)階段； 3G到 4G 的演進(jìn)過(guò)程經(jīng)歷了 class 1-2、 class3-4、 class5 三個(gè)階段。
我們認(rèn)為向，5G 的演進(jìn)過(guò)程同樣是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，會(huì)經(jīng)歷 4.5G/4.9G 等中間形態(tài)。
而在這些中間形態(tài)中（2018 年左右），就會(huì)有一些射頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。射頻器件在消費(fèi)電子及軍工產(chǎn)業(yè)都有著至關(guān)重要的應(yīng)用，產(chǎn)業(yè)資本及國(guó)家大基金的重視程度將與日俱增。在各方資本的助力下，國(guó)內(nèi)射頻器件行業(yè)將迎來(lái)新一輪行業(yè)大發(fā)展機(jī)遇。
PA 芯片領(lǐng)域：
PA 芯片行業(yè)迎來(lái)接口標(biāo)準(zhǔn)化及砷化鎵晶圓代工向國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)移兩大紅利，國(guó)內(nèi) PA 廠商的產(chǎn)品研發(fā)及生產(chǎn)過(guò)程更加順暢，預(yù)計(jì)在 5G 時(shí)代國(guó)產(chǎn)替代率將大幅提高。目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)涌現(xiàn)出諸如漢天下、中普微、 RDA 等一批 PA優(yōu)秀廠商。
濾波器領(lǐng)域：
到 2020 年，頻段數(shù)量新增 50 個(gè)以上，理論上新增一個(gè)頻段需要配置2 個(gè)濾波器，頻段數(shù)量增長(zhǎng)直接驅(qū)動(dòng)濾波器數(shù)量大幅增長(zhǎng)。
天線(xiàn)領(lǐng)域：
MIMO 多天線(xiàn)技術(shù)的應(yīng)用，單個(gè)手機(jī)及基站配臵的天線(xiàn)數(shù)量成倍增長(zhǎng)。 5G 最大的變化是引入高頻率頻段，天線(xiàn)的設(shè)計(jì)方案將由現(xiàn)有的單體天線(xiàn)改為陣列天線(xiàn)，新型磁性材料及 LTCC 集成技術(shù)將是 5G 天線(xiàn)的核心技術(shù)。國(guó)內(nèi)廠商在 4G 天線(xiàn)已經(jīng)占據(jù)國(guó)際領(lǐng)先位臵，產(chǎn)品已進(jìn)入蘋(píng)果、三星等高端手機(jī)品牌。而在厘米波、毫米波通信領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)科研院所積累了豐富的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，雷達(dá)及衛(wèi)星通信的技術(shù)處于全球領(lǐng)先地位。我們看好在 5G 浪潮推動(dòng)下，軍用
厘米波/毫米波技術(shù)向消費(fèi)電子領(lǐng)域的轉(zhuǎn)化邏輯。
什么是射頻器件
射頻器件是無(wú)線(xiàn)通訊設(shè)備的基礎(chǔ)性零部件，在無(wú)線(xiàn)通訊中扮演著兩個(gè)重要的角色，即在發(fā)射信號(hào)的過(guò)程中扮演著將二進(jìn)制信號(hào)轉(zhuǎn)換成高頻率的無(wú)線(xiàn)電磁波信號(hào)；在接收信號(hào)的過(guò)程中將收到的電磁波信號(hào)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)。
無(wú)論何種通信協(xié)議，使用的通訊頻率是高是低，配臵射頻器件模塊是系統(tǒng)必備的基礎(chǔ)性零部件。無(wú)論是使用 13.56Mhz 的信號(hào)作為傳輸載體 NFC 系統(tǒng)；抑或是使用900/1800Mhz 信號(hào)作為傳輸載體的 GSM 通訊系統(tǒng)； 還是使用 24Ghz 和 77Ghz 電磁波信號(hào)作為傳輸載體的無(wú)人駕駛毫米波雷達(dá)，均需要配臵射頻器件模塊。作為無(wú)線(xiàn)通
訊不可缺少的基礎(chǔ)一環(huán)，射頻器件的技術(shù)革新是推動(dòng)無(wú)線(xiàn)連接向前發(fā)展的核心引擎之一。在聯(lián)網(wǎng)設(shè)備大規(guī)模增長(zhǎng)的環(huán)境下，射頻器件行業(yè)是未來(lái)成長(zhǎng)最快且最確定的方向性資產(chǎn)。
未來(lái)的世界是一個(gè)無(wú)線(xiàn)連接一切的世界。根據(jù) Gartner 預(yù)測(cè)，到 2020 年，聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將達(dá)到 250 億部，實(shí)現(xiàn)全球平均每個(gè)人 3 個(gè)聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的規(guī)模。而據(jù) Gartner 統(tǒng)計(jì)，在2015 年，全球消費(fèi)行業(yè)僅僅只有 29 億部聯(lián)網(wǎng)設(shè)備；工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域僅 7.36 億部聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。在無(wú)線(xiàn)聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備從 2015 年的 36 億部增加至 250 億部的大趨勢(shì)下，射頻器件的年產(chǎn)值將增加數(shù)倍。
射頻前端的構(gòu)成
射頻前端模塊由功率放大器（PA）、濾波器、雙工器、射頻開(kāi)關(guān)、低噪聲放大器、接收機(jī)/發(fā)射機(jī)等組成。其中功率放大器負(fù)責(zé)發(fā)射通道的射頻信號(hào)放大；濾波器負(fù)責(zé)發(fā)射及接收信號(hào)的濾波；雙工器負(fù)責(zé) FDD 系統(tǒng)的雙工切換及接收/發(fā)送通道的射頻信號(hào)濾波；射頻開(kāi)關(guān)負(fù)責(zé)接收、發(fā)射通道之間的切換；低噪聲放大器主要用于接收通道中的小信號(hào)放大；接收機(jī)/發(fā)射機(jī)用于射頻信號(hào)的變頻、信道選擇。
移動(dòng)通信終端各個(gè)射頻器件之間的信號(hào)傳輸關(guān)系
以 iPhone 7 的配臵來(lái)看，手機(jī)配臵了 3 顆 PA 芯片（高、中、低頻段）， 2 顆濾波器組， 2 顆射頻開(kāi)關(guān)， 2 顆 PA、濾波器一體化模組。
表 1: 蘋(píng)果 iPhone 7 的射頻前端芯片主要供應(yīng)商
市場(chǎng)規(guī)模達(dá) 110 億美金，行業(yè)保持雙位數(shù)高速成長(zhǎng)
2015 年，全球移動(dòng)終端射頻器件市場(chǎng)規(guī)模約有110 億美金。根據(jù)高通半導(dǎo)體的預(yù)測(cè)，移動(dòng)終端的射頻前端模塊在 2015-2020 年間的復(fù)合增速在 13%以上，到 2020 年市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò) 180 億美金。
射頻前端模塊市場(chǎng)增長(zhǎng)強(qiáng)勁，一方面，2015年全球 4G終端出貨量占比剛剛躍過(guò)50%，滲透率的提升保證了未來(lái) 2 年的成長(zhǎng)動(dòng)能。另一方面 4G 到 5G 的演進(jìn)過(guò)程中，射頻器件的復(fù)雜度逐漸提升，射頻器件的單部手機(jī)價(jià)值量會(huì)得到提升。
而隨著終端支持的無(wú)線(xiàn)連接協(xié)議越來(lái)越多，從最初的 2G 網(wǎng)絡(luò)到現(xiàn)在的 NFC、2G/3G/4G網(wǎng)絡(luò)、 WiFi、藍(lán)牙、 FM 等，通信終端的射頻器件單機(jī)價(jià)值量增長(zhǎng)了數(shù)倍。展望未來(lái)，4G 的滲透率尚未飽和，滲透率提升將繼續(xù)驅(qū)動(dòng)射頻器件單機(jī)價(jià)值量增長(zhǎng)。另外 5G通訊為射頻器件行業(yè)帶來(lái)新的增長(zhǎng)機(jī)遇，一方面射頻模塊需要處理的頻段數(shù)量大幅增加，另一方面高頻段信號(hào)處理難度增加，系統(tǒng)對(duì)濾波器性能的要求也大幅提高。
在早期的 GSM 手機(jī)中，射頻器件的單部手機(jī)價(jià)值量不足 1 美金，而如今 4G 時(shí)代，蘋(píng)果、三星的高端旗艦機(jī)型的射頻器件單機(jī)價(jià)值量超過(guò) 12.75 美金，單機(jī)價(jià)值量在過(guò)去的十年間增長(zhǎng)了數(shù)倍。
3G 終端轉(zhuǎn)換為 4G 終端帶來(lái)單機(jī)價(jià)值量翻倍以上增長(zhǎng)。 根據(jù)美國(guó)射頻器件巨頭Triquent的預(yù)測(cè)， 進(jìn)入 4G 時(shí)代， 單部手機(jī)射頻器件價(jià)值從 3G 終端的 3.75 美金提升至 7.5 美金，支持全球漫游的終端設(shè)備 ASP 甚至達(dá)到了 12.75 美金。
單部手機(jī) RF器件價(jià)值量演變（美金）
單臺(tái)手機(jī) RF器件價(jià)值量
5G 三大技術(shù)升級(jí)，射頻器件迎來(lái)革新機(jī)會(huì)
5G 通信為了實(shí)現(xiàn)在通訊速率及容量上的升級(jí)， 在技術(shù)上主要有三大變化：一是使用了更多的通訊頻段；二是使用量 MIMO 多天線(xiàn)技術(shù)；三是使用了載波聚合技術(shù)。
（1）通訊頻段帶來(lái)的機(jī)會(huì)
在 2012 年全球 3G 標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì) 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 41 個(gè)。根據(jù)射頻器件巨頭 skyworks 預(yù)測(cè)，到 2020 年， 5G 應(yīng)用支持的頻段數(shù)量將實(shí)現(xiàn)翻番，新增 50 個(gè)以上通信頻段，全球 2G/3G/4G/5G 網(wǎng)絡(luò)合計(jì)支持的頻段將達(dá)到 91 個(gè)以上。
理論上，單個(gè)頻段的射頻信號(hào)處理需要 2 個(gè)濾波器。由于多個(gè)濾波器會(huì)集成在濾波器組中，手機(jī)配臵的濾波器器件與頻段數(shù)量之間的關(guān)系并非簡(jiǎn)單線(xiàn)性比例關(guān)系。但頻段增多之后，濾波器設(shè)計(jì)的難度及濾波器數(shù)量大幅增加是確定的趨勢(shì)，相應(yīng)的價(jià)值量和銷(xiāo)售數(shù)量都會(huì)數(shù)倍于目前的濾波器。
就實(shí)際應(yīng)用而言，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)銷(xiāo)售的手機(jī)普遍支持五模十三頻，即支持的頻段數(shù)量為13 個(gè)。 而在之前，國(guó)內(nèi) 2G 手機(jī)僅需要支持 4 個(gè)頻段， 3G 手機(jī)至少支持 9 個(gè)頻段，支持頻段的數(shù)量在每一代通信系統(tǒng)升級(jí)過(guò)程中都有大幅提升。
美國(guó) FCC（聯(lián)邦通信委員會(huì)）在今年 7 月份劃定了 5G 頻段，是世界上第一個(gè)確定5G 高頻段頻譜的國(guó)家。美國(guó) 5G 通信頻段包括3.85Ghz、 7Ghz、 27.5-28.35 Ghz、37-38.6 Ghz、 38.6-40 Ghz、 64-71 Ghz。 從美國(guó)劃定的 5G 頻段來(lái)看，新增頻段集
中在 3.8-7Ghz、 27-40Ghz、 64-71Ghz 的低、中、高三大頻段，高頻率頻段對(duì)濾波器的性能要求更加苛刻，濾波器行業(yè)面臨著一場(chǎng)從材料到制造工藝的全新技術(shù)革命。
表2 LTE 到 5G演進(jìn)的主要技術(shù)參數(shù)
無(wú)線(xiàn)頻段數(shù)量的演變（ 1999 年-2012 年）
（2）MIMO技術(shù)帶來(lái)的射頻天線(xiàn)機(jī)會(huì)
MIMO 技術(shù)指信號(hào)發(fā)射端和接收端采用多根發(fā)射天線(xiàn)和接收天線(xiàn)的通訊技術(shù)。 MIMO技術(shù)使得通訊的速率及容量成倍的增長(zhǎng)，是 LTE 及未來(lái) 5G 的關(guān)鍵技術(shù)之一。 MIMO技術(shù)的應(yīng)用普及為天線(xiàn)行業(yè)帶來(lái)巨大增量市場(chǎng)，基站及終端天線(xiàn)迎來(lái)快速增長(zhǎng)的行業(yè)性機(jī)會(huì)。
為提升通訊速率，預(yù)計(jì)到 2020 年， MIMO64x8 將成為標(biāo)準(zhǔn)配臵，即基站端采用 64根天線(xiàn)，移動(dòng)終端采用 8根天線(xiàn)的配臵模式。目前市場(chǎng)上多數(shù)手機(jī)僅僅支持MIMO 2x2技術(shù)，如若采用 MIMO64x8 技術(shù)，基站天線(xiàn)的配臵數(shù)量需要增長(zhǎng) 31 倍，手機(jī)天線(xiàn)數(shù)量需要增長(zhǎng) 3 倍。
（3）載波聚合帶來(lái)射頻開(kāi)關(guān)及濾波器機(jī)會(huì)
載波聚合技術(shù)將數(shù)個(gè)窄頻段合成一個(gè)寬頻段，實(shí)現(xiàn)傳輸速率的大幅提升。載波聚合技術(shù)的引進(jìn)大大增加了對(duì)射頻器件性能的要求以及射頻系統(tǒng)的復(fù)雜度。
目前市場(chǎng)上的射頻器件主要采用 2 載波的載波聚合。 2017 年，國(guó)內(nèi)的三大電信運(yùn)營(yíng)商將正式啟動(dòng)三載波的聚合，而到 2018 年，四載波甚至五載波的載波聚合將出現(xiàn)在手機(jī)通訊應(yīng)用中。例如載波聚合技術(shù)要求射頻天線(xiàn)開(kāi)關(guān)具有極高的線(xiàn)性度，以避免與其他設(shè)備發(fā)生干擾，對(duì)于濾波器及射頻開(kāi)關(guān)的性能要求將更加苛刻。
隨著載波聚合的逐步普及，射頻 MEMS 開(kāi)關(guān)行業(yè)將迎來(lái)快速增長(zhǎng)。目前機(jī)遇 SOI 工藝的射頻開(kāi)關(guān)正在接近技術(shù)極限，無(wú)法滿(mǎn)足IIP3=90dbm 的要求。能夠達(dá)到IIP3>90dbm 的射頻性能目標(biāo)的唯一一種開(kāi)關(guān)是射頻 MEMS 開(kāi)關(guān)，因此射頻 MEMS開(kāi)關(guān)將在未來(lái) 5G 時(shí)代迎來(lái)確定性增長(zhǎng)機(jī)會(huì)。
