這幾天一直為華為高端手機Mate60Pro的推出興奮不已，其實還有一條關于芯片技術突破的消息！這就是中國移動“破風8676”誕生了！

中國移動在8月30日正式發(fā)布了國內(nèi)首款可重構(gòu)5G射頻收發(fā)芯片，該芯片名為“破風8676”。這是一項重要的核心自主創(chuàng)新成果，該成果實現(xiàn)了從零到一的關鍵性突破，填補了國內(nèi)5G射頻收發(fā)芯片領域的空白。這項技術的推出，有效地提升了我國5G網(wǎng)絡核心設備的自主可控度。

可重構(gòu)5G射頻收發(fā)芯片是5G技術中的重要組成部分。該芯片具有可重構(gòu)性，能夠?qū)κ瞻l(fā)頻率進行靈活調(diào)整，從而適應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，我國的5G射頻收發(fā)芯片技術發(fā)展相對滯后，一直依賴進口。

該芯片的推出填補了國內(nèi)5G射頻收發(fā)芯片領域的空白，有效提高了我國5G網(wǎng)絡核心設備的自主可控度。此舉將不僅讓我國在5G技術領域更具競爭力，同時也為我國的科技自主創(chuàng)新提供了強有力的支撐。相信隨著這項技術的成熟和應用，我國在5G領域的發(fā)展將會更上一層樓。


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)中的關鍵組件之一，其作用是在設備和基站之間進行高速數(shù)據(jù)傳輸和通信。這些芯片可以將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為射頻信號，并將其發(fā)送到接收端，同時還可以將接收到的射頻信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號進行處理。

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，以適應不同的網(wǎng)絡要求和應用場景。在5G系統(tǒng)中，高性能的射頻收發(fā)芯片是實現(xiàn)高速、低延遲、可靠通信的關鍵因素之一。

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


什么是可重構(gòu)架構(gòu)設計？

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

中國移動研究院作為“破風8676”芯片的攻關主體，充分發(fā)揮了運營商對網(wǎng)絡和設備深度理解優(yōu)勢，基于自研業(yè)界領先的系統(tǒng)射頻雙級聯(lián)動仿真平臺，“量體裁衣”制定芯片規(guī)格指標，為芯片的規(guī)模化應用奠定了重要基礎。同時，在芯片研發(fā)過程中，中國移動與設備商和芯片設計公司攜手合作，通過網(wǎng)絡和設備需求前置，將傳統(tǒng)的芯片設計、整機集成、網(wǎng)絡應用的串行研發(fā)升級為并行模式，從而縮短了從芯片到整機適配的時間近一半，并破解了應用方“不想用、不敢用”的核心產(chǎn)業(yè)難題。

目前，“破風8676”芯片已在多家頭部合作伙伴的整機設備中成功集成，將在以云基站、皮基站、家庭站等網(wǎng)絡設備為代表的下階段5G低成本、高可控度的商用網(wǎng)絡建設中發(fā)揮重要作用。據(jù)悉，“破風8676”芯片達到了國際先進水平，同時具備低成本、低功耗、多功能等差異化競爭優(yōu)勢，為我國5G新基建底座筑牢了一塊“芯”石，助力網(wǎng)絡強國建設。

優(yōu)勢

中國移動研究院相關團隊創(chuàng)新性提出可重構(gòu)技術架構(gòu)，破風8676支持信號帶寬、雜散抑制頻點和深度等重要規(guī)格參數(shù)靈活匹配，數(shù)字預失真、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)新彌補單點性能瓶頸，打造了一款達到國際先進水平，同時具備低成本、低功耗、多功能等差異化競爭優(yōu)勢的產(chǎn)品。

中國移動與設備商和芯片設計公司合作，通過網(wǎng)絡和設備需求前置，將傳統(tǒng)的芯片設計、整機集成、網(wǎng)絡應用的串行研發(fā)模式升級為并行模式。這樣做縮短了從芯片到整機適配的時間近一半，同時也解決了應用方面的核心產(chǎn)業(yè)難題，提升了關鍵短板芯片攻關的有效性。


意義

射頻收發(fā)器芯片是一個規(guī)模超過300億美元的大市場，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，會廣泛伴隨著大量的像4G＋、5G、6G、衛(wèi)星等無線通信應用，未來這些應用會爆發(fā)性地推動射頻收發(fā)器芯片市場需求的快速增長。國產(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)絡通信產(chǎn)業(yè)布局。

更重要的是，此次發(fā)布的“破風8676”芯片所探索出的創(chuàng)新攻關模式、研發(fā)經(jīng)驗和人才積累，將為通信行業(yè)奠定堅實基礎。


國產(chǎn)企業(yè)逐步實現(xiàn)射頻產(chǎn)業(yè)鏈全替代

華為停產(chǎn)5G手機時，國產(chǎn)射頻芯片廠研發(fā)生產(chǎn)能力主要集中在4G領域。

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，賽微電子依靠收購瑞典Silex成功切入微機電系統(tǒng)（MEMS）代工領域，2023年繼續(xù)收購瑞典半導體園區(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)，背后設計廠是武漢敏聲，當前市場選擇性忽略設計廠，轉(zhuǎn)而關注賽微電子這種生產(chǎn)廠，主要是因為華為芯片斷供之后，市場普遍認為芯片生產(chǎn)環(huán)節(jié)明顯難于設計環(huán)節(jié)，在設計領域國內(nèi)已經(jīng)涌現(xiàn)出一批優(yōu)質(zhì)公司，但在生產(chǎn)領域與國際差距較大。

而且伴隨5G時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，而賽微電子長期處于全球 MEMS 晶圓代工第一梯隊，掌握業(yè)內(nèi)主流技術水平。

設計領域，除武漢敏聲外，中電科旗下公司是國內(nèi)較早從事SAW\BAW產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)的單位，應用場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，2017年就實現(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)，同時長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，以濾波器市場為切入點布局射頻前端芯片市場，具備射頻無源和有源芯片核心工藝與設計技術，產(chǎn)品應用范圍涉及4G、5G、WIFI、物聯(lián)網(wǎng)等領域。開元通信產(chǎn)品種類多達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)，手機約占國內(nèi)PA模組下游市場的65%，其次為Wi-Fi占比20%，基站市場約占10%。

2019年全球移動終端射頻前端細分產(chǎn)品中PA模組占比最大，市場規(guī)模為53.76億美元，預計2025年全球移動終端PA模組市場規(guī)模將達到89.31億美元，6年CAGR增速達到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)的相關產(chǎn)品累計出貨已經(jīng)超過1億顆，獲得市場認可。

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

目前慧智微合作品牌包括三星、OPPO、vivo、榮耀等國內(nèi)外智能手機品牌機型，聞泰科技、華勤通訊、龍旗科技等一線移動終端設備ODM廠商和移遠通信、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元件市場中占據(jù)主導地位，可面對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預測，GaN將在8GHz以上手機市場成為主力，慧智微若想進一步提升市場份額，還需繼續(xù)拓展氮化鎵（GaN）材料PA元件，這也是大多數(shù)國產(chǎn)射頻廠共同面臨的問題。

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


射頻前端市場規(guī)模將超萬億

在數(shù)字經(jīng)濟的大趨勢下，射頻前端芯片是成長最快、最確定的方向。當前正處于5G手機加速滲透期，射頻前端行業(yè)新一輪高速增長趨勢明確。

射頻前端的應用領域包括移動終端設備、智能家居以及車聯(lián)網(wǎng)等物聯(lián)網(wǎng)領域，其中手機是主要的下游市場。近年來，隨著手機、平板電腦和筆記本電腦等移動終端出貨量持續(xù)增長，射頻前端市場規(guī)模不斷擴容。

根據(jù)美國數(shù)據(jù)公司QY Research的統(tǒng)計，2016年-2021年,全球射頻前端市場規(guī)模從125.67億美元增長至204.59億美元，預計至2027年，市場規(guī)模將達370.27億美元，2021至 2027 年的復合增長率為10.39%。

根據(jù) Yole 預測，全球移動設備的射頻前端市場規(guī)模將從2019年的750億元增長到2026年的14000億元，年均復合增長率約為8.3%，高于半導體行業(yè)的平均增長速度。