5G热门 盘点从半导体转身的企业

　　5G给整个产业链带来了全新的挑战，当中有一些提早布局的公司会从中受益。处理器、内存、显示、电源、连接器这些厂商自然会获得受益，但一些与5G密切相关的材料、制造、封装和射频相关的厂商，从5G获取的好处是自不然更多的。先说一下射频方面。

　　从现在的市场现状分析，目前全球的RF前端主要被海外巨头垄断，市场呈寡头之势。如在滤波器领域，日企Murata、TDK和TaiyoYuden占据SAW双工器85%以上。BAW双工器市场基本被博通垄断，博通占据87%的市场份额;

　　功率放大器市场基本被Skyworks、Qorvo、Broadcom三家企业占据，三家企业市场份额达93%;

　　天线领域市场相对较为分散，也是国内企业有所参与的领域：华为占据全球天线市场约23%的市占率，是全球第二大天线供应商。全球最大的天线供应商是Kathrein，占据25%的市场份额(此处仅统计基站天线);PAmiDs整合模块(包括PA、双工器和天线开关)环节，Skyworks、Qorvo、Broadcom三家企业占据99%的市场份额。

　　由于篇幅有限，我们不能每个都分析，就从最具代表性的技术和公司进行分析。首先就谈一下射频这块。

　　目前，射频器件中的功率放大器主要采用基于硅的横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS)技术。

　　但是硅基技术在高频应用领域存在局限性：LDMOS功率放大器的带宽会随着频率的增加而大幅减少，LDMOS仅在不超过约3.5GHz的频率范围内有效。

　　随着通讯频段向高频迁移，基站和通信设备需要支持高频性能的功率放大器。如今，GaN是有可能满足这些要求的唯一普及的技术：GaN功率放大器已经能处理50GHz或以上的毫米波频率。另外，GaN功率放大器支持更高的带宽，即使在较高的频率也是如此。虽然目前从性价比考虑，LDMOS将仍然会是中低端频率的主流，但是在在10GHz以上的频段，GaN的优势非常大。我们认为5G时代GaN功率放大器将成为超高频通信领域的首选，Qorvo算是最先切入的厂商之一。

　　(1)Qorvo

　　作为全球知名的射频方案提供商，Qorvo在5G方面的布局是非常领先的。这首先体现在GaAs器件的布局上。Qorvo表示，由于毫米波的应用。对新型器件就有了强烈的需求，与砷化镓和硅等材料相比，GaN在有高频率需求小型基站需求的5G中优势是非常明显，而5G也会驱动很多技术的进步。

　　GaN拥有更高的功率密度，将会带来小尺寸、低电流损耗和高系统效率等优势。

　　除了基站外，Qorvo也推动GaN器件在手持设备上的普及。

　　Qorvo表示，GaN器件一开始是被应用在如军事雷达等军事用途，逐渐则被推进到了商业基站和有线电视中继等领域，但这些应用的工作电压基本上都是处于28V到48V之间。但我们知道移动手持设备的工作电压都是2.7到5V，为了推动这些GaN器件在手机上应用，Qorvo正在应用替代材料，适配相关的电压。

　　而Qorvo目前也推出了一些GaN器件，以满足5G的应用。当中包括了一些高压低频率和高频率的器件。

　　(2)英飞凌

　　介绍英飞凌之前，首先说一下，在今年7月，英飞凌以以8.5亿美金的价格将wolfspeed功率和射频部收归囊中，其中包括功率碳化硅衬底业务、射频和宝石应用。这对其GaNonSiC射频解决方案是一个很好的补充。

　　而据英飞凌介绍，从之前隶属于其母公司西门子公司时开始，英飞凌就一直是移动通信中射频器件的领导者。早在2014年，他们就认识到了使用LTELNA的必要性并推出业界第一款产品。如今英飞凌仍然是全球最大的LNA供应商。

　　此外，英飞凌还引领了LTE射频前端和天线调谐的性能优化，并向客户提供全新的构架方案和高品质现场支持。展望未来，我们已经成为在未来的Pre-5G和5G应用的领先者。

　　目前英飞凌提供世界一流的SiGe:C技术，可使LNA具有最低噪声系数、最高线性度和最低功耗;130nmRFCMOS技术使射频开关尺寸小巧且插入损耗低;2层导线架封装适用于复杂系统，可提供设计灵活性;致力于投资创新技术，已经在毫米波应用取得领先。

　　(3)NXP

　　NXP认为，在向5G演变过程中，需要更高的频率带宽，SiLDMOS在目前的网络中还处于主力位置，但在大雨3.5GHZ之后，GaN和GaAs会成为主力，更大的寄生效应就会引致更高的集成化需求;而MIMO和小型蜂窝则会带来更低发射功率的需求，这就要求更低的供电电压;更小尺寸的PA封装需求和高集成度;在这过程中也会产生信号带宽的持续增长。

　　(4)Skyworks

　　Skyworks的技术方案主管StephenKovacic曾表示，5G跟以往标准的不同之处，在于新一代的标准，吸引了Intel和Google这样的厂商参与到标准的制定中来。他认为5G离普及还有一段很长的路要走。业界会围绕空中接口的定义和通信链路频率的不确定性展开讨论。他认为对于移动前段来说，将会面临一个前所未有的挑战，而这些不会再在系统层级上讨论。

　　他还认为对于前端来说，SiP封装，会带来很大的好处。他指出，将基于GaAsHBT

　　制造的PA和SOIRF开关融合在一起是未来最佳的选择。而SAW/FBAR滤波器，CMOS的PA控制也是不错的选择。

　　从硬件看，5G提出要全频段覆，所以景对射频器件的性能(功率、工作频率、可靠性等)有极高的要求。以PA功率附加效率(PAE)为例，最低要求60%。skyworks的GaAsPA芯片可以做到78%，而最好的硅基CMOS产品仅能做到57%。

　　其次是制造。

　　TowerJazz高级战略市场总监AmolKalburge表示，“在6GHz频率以下的应用中，SOI工艺的开关将继续是主流，但SOI开关在毫米波频率的应用研究还不充分，其可发挥的作用与可能遇到的问题还是个未知数。波束成型天线可以支持不同的收发通道，所以在毫米波中有可能不需要天线开关也能实现两个通道的完全隔离。如果毫米波应用仍然需要模拟开关，现在的SOI工艺开关由于插入损耗高，很有可能不可用。SOI工艺的不足将给MEMS工艺开关或其他新技术带来机会。”

　　另外，硅锗采用8英寸晶圆的标准CMOS制造流程，晶圆代工厂也在持续提高硅锗工艺的性能。例如，GlobalFoundries最近推出的130nm硅锗工艺，其工作频率最高可达340GHz，比旧工艺提高了25%。此外，TowerJazz最近也推出了130nm硅锗工艺。

　　除了GaAs，业界也在尝试其他的三五价材料来制造PA，例如硅锗。“与制造PA所使用的其他工艺相比，GaAs在效率、线性度和频率范围等方面都有优势，”StrategyAnalytics分析师EricHigham说，“与硅基工艺相比，GaAs工艺的缺点是成本比较高，不易集成。”

　　Higham表示，GaAs代工厂大部分还采用4英寸晶圆来生产，但是为了降低成本，很多厂商开始把产线升级到6英寸。

　　在低频段，GaAsHBT的栅极长度通常在0.25至0.5微米之间，“要做到毫米波频率，多数器件厂商会选用栅极长度在0.1至0.15微米的工艺，”Higham说，“Qorvo推出了90nm的GaAs工艺，不过90nm已经是现在量产GaAs工艺的极限尺寸了。”

　　另外包括但不限于高通、博通、Avago、Intel、展讯、联发科、三星、矽品、日月光、TowerJazz、是德和NI等厂商，还有半导体材料、制造、封装产业都是未来5G的重要参与者，受篇幅所限，并没能一一列出，大家最看好谁成为其中最大的受益者?