這幾天一直為華為高端手機(jī)Mate60Pro的推出興奮不已，其實(shí)還有一條關(guān)于芯片技術(shù)突破的消息！這就是中國(guó)移動(dòng)“破風(fēng)8676”誕生了！

中國(guó)移動(dòng)在8月30日正式發(fā)布了國(guó)內(nèi)首款可重構(gòu)5G射頻收發(fā)芯片，該芯片名為“破風(fēng)8676”。這是一項(xiàng)重要的核心自主創(chuàng)新成果，該成果實(shí)現(xiàn)了從零到一的關(guān)鍵性突破，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)5G射頻收發(fā)芯片領(lǐng)域的空白。這項(xiàng)技術(shù)的推出，有效地提升了我國(guó)5G網(wǎng)絡(luò)核心設(shè)備的自主可控度。

可重構(gòu)5G射頻收發(fā)芯片是5G技術(shù)中的重要組成部分。該芯片具有可重構(gòu)性，能夠?qū)κ瞻l(fā)頻率進(jìn)行靈活調(diào)整，從而適應(yīng)不同的工作頻段和不同的工作模式，提高了射頻收發(fā)模塊的靈活性和適用性。但在此前，我國(guó)的5G射頻收發(fā)芯片技術(shù)發(fā)展相對(duì)滯后，一直依賴進(jìn)口。

該芯片的推出填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)5G射頻收發(fā)芯片領(lǐng)域的空白，有效提高了我國(guó)5G網(wǎng)絡(luò)核心設(shè)備的自主可控度。此舉將不僅讓我國(guó)在5G技術(shù)領(lǐng)域更具競(jìng)爭(zhēng)力，同時(shí)也為我國(guó)的科技自主創(chuàng)新提供了強(qiáng)有力的支撐。相信隨著這項(xiàng)技術(shù)的成熟和應(yīng)用，我國(guó)在5G領(lǐng)域的發(fā)展將會(huì)更上一層樓。


射頻收發(fā)芯片有什么用？

5G射頻收發(fā)芯片是用于5G通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵組件之一，其作用是在設(shè)備和基站之間進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸和通信。這些芯片可以將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為射頻信號(hào)，并將其發(fā)送到接收端，同時(shí)還可以將接收到的射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理。

5G射頻收發(fā)芯片還可以支持多種不同的頻率和調(diào)制方案，以適應(yīng)不同的網(wǎng)絡(luò)要求和應(yīng)用場(chǎng)景。在5G系統(tǒng)中，高性能的射頻收發(fā)芯片是實(shí)現(xiàn)高速、低延遲、可靠通信的關(guān)鍵因素之一。

可以說5G射頻收發(fā)芯片就是基站的大腦，是5G網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中的關(guān)鍵器件，研發(fā)難度高，產(chǎn)業(yè)應(yīng)用需求迫切，被稱為5G基站上的“明珠”。


什么是可重構(gòu)架構(gòu)設(shè)計(jì)？

簡(jiǎn)單來說，就是通過軟件定義無線電（SDR）技術(shù)，使得射頻收發(fā)芯片可以根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景和需求，動(dòng)態(tài)地調(diào)整其信號(hào)帶寬、雜散抑制頻點(diǎn)和深度等重要規(guī)格參數(shù)，以及數(shù)字預(yù)失真、削峰等模塊算法和功能。這樣，就可以實(shí)現(xiàn)一顆芯片適配多種頻段、多種模式、多種站型的目標(biāo)，大大降低了芯片的設(shè)計(jì)難度和成本，提高了芯片的靈活性和通用性。

中國(guó)移動(dòng)研究院作為“破風(fēng)8676”芯片的攻關(guān)主體，充分發(fā)揮了運(yùn)營(yíng)商對(duì)網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備深度理解優(yōu)勢(shì)，基于自研業(yè)界領(lǐng)先的系統(tǒng)射頻雙級(jí)聯(lián)動(dòng)仿真平臺(tái)，“量體裁衣”制定芯片規(guī)格指標(biāo)，為芯片的規(guī)?；瘧?yīng)用奠定了重要基礎(chǔ)。同時(shí)，在芯片研發(fā)過程中，中國(guó)移動(dòng)與設(shè)備商和芯片設(shè)計(jì)公司攜手合作，通過網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備需求前置，將傳統(tǒng)的芯片設(shè)計(jì)、整機(jī)集成、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的串行研發(fā)升級(jí)為并行模式，從而縮短了從芯片到整機(jī)適配的時(shí)間近一半，并破解了應(yīng)用方“不想用、不敢用”的核心產(chǎn)業(yè)難題。

目前，“破風(fēng)8676”芯片已在多家頭部合作伙伴的整機(jī)設(shè)備中成功集成，將在以云基站、皮基站、家庭站等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備為代表的下階段5G低成本、高可控度的商用網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中發(fā)揮重要作用。據(jù)悉，“破風(fēng)8676”芯片達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，同時(shí)具備低成本、低功耗、多功能等差異化競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，為我國(guó)5G新基建底座筑牢了一塊“芯”石，助力網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)建設(shè)。

優(yōu)勢(shì)

中國(guó)移動(dòng)研究院相關(guān)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性提出可重構(gòu)技術(shù)架構(gòu)，破風(fēng)8676支持信號(hào)帶寬、雜散抑制頻點(diǎn)和深度等重要規(guī)格參數(shù)靈活匹配，數(shù)字預(yù)失真、削峰等模塊算法靈活調(diào)整，基帶成型濾波、均衡濾波等增量功能靈活加載。

利用這些架構(gòu)優(yōu)化和功能重組，以系統(tǒng)集成創(chuàng)新彌補(bǔ)單點(diǎn)性能瓶頸，打造了一款達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，同時(shí)具備低成本、低功耗、多功能等差異化競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)品。

中國(guó)移動(dòng)與設(shè)備商和芯片設(shè)計(jì)公司合作，通過網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備需求前置，將傳統(tǒng)的芯片設(shè)計(jì)、整機(jī)集成、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的串行研發(fā)模式升級(jí)為并行模式。這樣做縮短了從芯片到整機(jī)適配的時(shí)間近一半，同時(shí)也解決了應(yīng)用方面的核心產(chǎn)業(yè)難題，提升了關(guān)鍵短板芯片攻關(guān)的有效性。


意義

射頻收發(fā)器芯片是一個(gè)規(guī)模超過300億美元的大市場(chǎng)，未來隨著車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、星網(wǎng)互聯(lián)、物聯(lián)網(wǎng)等各種產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，會(huì)廣泛伴隨著大量的像4G＋、5G、6G、衛(wèi)星等無線通信應(yīng)用，未來這些應(yīng)用會(huì)爆發(fā)性地推動(dòng)射頻收發(fā)器芯片市場(chǎng)需求的快速增長(zhǎng)。國(guó)產(chǎn)化的可重構(gòu)5G射頻收發(fā)器芯片研發(fā)的成功有利于提高網(wǎng)絡(luò)通信產(chǎn)業(yè)布局。

更重要的是，此次發(fā)布的“破風(fēng)8676”芯片所探索出的創(chuàng)新攻關(guān)模式、研發(fā)經(jīng)驗(yàn)和人才積累，將為通信行業(yè)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。


國(guó)產(chǎn)企業(yè)逐步實(shí)現(xiàn)射頻產(chǎn)業(yè)鏈全替代

華為停產(chǎn)5G手機(jī)時(shí)，國(guó)產(chǎn)射頻芯片廠研發(fā)生產(chǎn)能力主要集中在4G領(lǐng)域。

其中卓勝微已布局射頻前端全產(chǎn)品線，并擁有自主產(chǎn)線；唯捷創(chuàng)芯以生產(chǎn)PA元件為主；信維通信布局射頻前端器件及模組。代加工方面，賽微電子依靠收購(gòu)瑞典Silex成功切入微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）代工領(lǐng)域，2023年繼續(xù)收購(gòu)瑞典半導(dǎo)體園區(qū)聚焦主業(yè)。

換言之，賽微電子生產(chǎn)的BAW濾波器并非其自研生產(chǎn)，背后設(shè)計(jì)廠是武漢敏聲，當(dāng)前市場(chǎng)選擇性忽略設(shè)計(jì)廠，轉(zhuǎn)而關(guān)注賽微電子這種生產(chǎn)廠，主要是因?yàn)槿A為芯片斷供之后，市場(chǎng)普遍認(rèn)為芯片生產(chǎn)環(huán)節(jié)明顯難于設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，在設(shè)計(jì)領(lǐng)域國(guó)內(nèi)已經(jīng)涌現(xiàn)出一批優(yōu)質(zhì)公司，但在生產(chǎn)領(lǐng)域與國(guó)際差距較大。

而且伴隨5G時(shí)代射頻前端所需元件迅速增量，高集成度成為射頻芯片生產(chǎn)的首要考量，芯片制造中集成度最高的MEMS加工自然成為最優(yōu)解，而賽微電子長(zhǎng)期處于全球 MEMS 晶圓代工第一梯隊(duì)，掌握業(yè)內(nèi)主流技術(shù)水平。

設(shè)計(jì)領(lǐng)域，除武漢敏聲外，中電科旗下公司是國(guó)內(nèi)較早從事SAW\BAW產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)的單位，應(yīng)用場(chǎng)景主要面向特種行業(yè)；麥捷科技2016年融資4.5億元拓展SAW業(yè)務(wù)，2017年就實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，隨后與中電科合作開發(fā)用于5G的LTCC和TC-SAW等高性能濾波器。

卓勝微、信維通信也都是主要面向SAW產(chǎn)品展開研發(fā)，同時(shí)長(zhǎng)期致力于原材料研究的立昂微近期也向下游延伸至功率器件/射頻芯片領(lǐng)域。

新玩家方面，開元通信研發(fā)覆蓋SAW\BAW產(chǎn)品，以濾波器市場(chǎng)為切入點(diǎn)布局射頻前端芯片市場(chǎng)，具備射頻無源和有源芯片核心工藝與設(shè)計(jì)技術(shù)，產(chǎn)品應(yīng)用范圍涉及4G、5G、WIFI、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域。開元通信產(chǎn)品種類多達(dá)10余種，客戶已經(jīng)包括三星、華為、小米等品牌商。

其余種類的射頻芯片中，PA元件的重要性僅次于濾波器，根據(jù)YoleDevelopment數(shù)據(jù)，手機(jī)約占國(guó)內(nèi)PA模組下游市場(chǎng)的65%，其次為Wi-Fi占比20%，基站市場(chǎng)約占10%。

2019年全球移動(dòng)終端射頻前端細(xì)分產(chǎn)品中PA模組占比最大，市場(chǎng)規(guī)模為53.76億美元，預(yù)計(jì)2025年全球移動(dòng)終端PA模組市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到89.31億美元，6年CAGR增速達(dá)到8.83%，占比35.16%。

慧智微生產(chǎn)的PA元件，為滿足5G產(chǎn)品性能需求，慧智微使用了“絕緣硅（SOI）+砷化鎵（GaAs）”混合創(chuàng)新架構(gòu)，L-PAMiF、L-PAMiD系列產(chǎn)品已經(jīng)覆蓋了2G、3G、4G、3GHz以下的5G重耕頻段、3GHz-6GHz的5G新頻段等。

截至 2023 年 5 月，慧智微可重構(gòu)射頻前端架構(gòu)的相關(guān)產(chǎn)品累計(jì)出貨已經(jīng)超過1億顆，獲得市場(chǎng)認(rèn)可。

雖然2022年慧智微手機(jī)領(lǐng)域收入僅為2.38億元，全球市占率不足1%；物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域收入為1.18億元，營(yíng)收占比亦較小，但慧智微在部分細(xì)分領(lǐng)域已取得較好市場(chǎng)份額。根據(jù)TSR數(shù)據(jù)，2021年公司手機(jī)5GL-PAMiF出貨量市占率為1.95%，在國(guó)產(chǎn)廠商中排名第二，全球物聯(lián)網(wǎng)4G Cat.1 MMMB PAM市場(chǎng)的市占率達(dá)54.3%。

目前慧智微合作品牌包括三星、OPPO、vivo、榮耀等國(guó)內(nèi)外智能手機(jī)品牌機(jī)型，聞泰科技、華勤通訊、龍旗科技等一線移動(dòng)終端設(shè)備ODM廠商和移遠(yuǎn)通信、廣和通、日海智能等頭部無線通信模組廠商。

但從5G技術(shù)發(fā)展來看，雖然目前依托GaAs制作的PA元件憑借較好的電流和襯底特性，在PA元件市場(chǎng)中占據(jù)主導(dǎo)地位，可面對(duì)8GHz以上頻段產(chǎn)品GaAs明顯無法抗衡氮化鎵（GaN）材料，根據(jù)Qorvo預(yù)測(cè)，GaN將在8GHz以上手機(jī)市場(chǎng)成為主力，慧智微若想進(jìn)一步提升市場(chǎng)份額，還需繼續(xù)拓展氮化鎵（GaN）材料PA元件，這也是大多數(shù)國(guó)產(chǎn)射頻廠共同面臨的問題。

雖然目前國(guó)產(chǎn)射頻元件廠依舊面臨研發(fā)進(jìn)展緩慢、生產(chǎn)商集中等問題，但在海外斷供的背景下，若華為5G手機(jī)能在未來上市，也足以說明國(guó)產(chǎn)射頻芯片產(chǎn)業(yè)鏈完成了國(guó)產(chǎn)替代轉(zhuǎn)型，中國(guó)5G產(chǎn)業(yè)鏈又一次突破卡脖子環(huán)節(jié)。


射頻前端市場(chǎng)規(guī)模將超萬億

在數(shù)字經(jīng)濟(jì)的大趨勢(shì)下，射頻前端芯片是成長(zhǎng)最快、最確定的方向。當(dāng)前正處于5G手機(jī)加速滲透期，射頻前端行業(yè)新一輪高速增長(zhǎng)趨勢(shì)明確。

射頻前端的應(yīng)用領(lǐng)域包括移動(dòng)終端設(shè)備、智能家居以及車聯(lián)網(wǎng)等物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，其中手機(jī)是主要的下游市場(chǎng)。近年來，隨著手機(jī)、平板電腦和筆記本電腦等移動(dòng)終端出貨量持續(xù)增長(zhǎng)，射頻前端市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)容。

根據(jù)美國(guó)數(shù)據(jù)公司QY Research的統(tǒng)計(jì)，2016年-2021年,全球射頻前端市場(chǎng)規(guī)模從125.67億美元增長(zhǎng)至204.59億美元，預(yù)計(jì)至2027年，市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)370.27億美元，2021至 2027 年的復(fù)合增長(zhǎng)率為10.39%。

根據(jù) Yole 預(yù)測(cè)，全球移動(dòng)設(shè)備的射頻前端市場(chǎng)規(guī)模將從2019年的750億元增長(zhǎng)到2026年的14000億元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率約為8.3%，高于半導(dǎo)體行業(yè)的平均增長(zhǎng)速度。