华为5G手机，能指望国产射频芯片吗
撰文 | 古 芯
编辑 | 李信马
题图 | IC Photo
华为5G手机回归的消息越来越多。
先是3月底，徐直军在业绩会上谈起5G手机时，孟晚舟和余承东的微笑被多家媒体过度解读，认为5G手机正在路上；7月份赛微电子表示，公司的体声波滤波器（BAW）已经量产，并向客户小批量供货，部分人士认定这个客户就是华为。
8月份，余承东在发布鸿蒙4.0时，一句“轻舟已过万重山”，再次加深网友对华为即将发布5G手机的猜测，社交平台上，不少博主暗指华为5G手机即将回归。
图源：微博
但截至发稿，华为方面对5G手机回归日期的回复，依旧是“取决于什么时候能采购到相应芯片”，这不禁让人好奇，华为生产5G手机到底缺少哪类芯片？该类芯片的国产程度如何，是否已经完成国产替代，并可以支持华为量产5G手机？
01.
射频芯片卡住5G手机脖子
华为5G手机停产后，华为采购的芯片其实可以支持5G信号，真正限制5G手机生产的是射频芯片。
在无线通信系统中，天线、射频前端、射频收发模块以及基带信号处理器四个部分缺一不可，根据功能不同，射频前端分为发射端Tx以及接收端Rx。其中射频前端是将数字信号向无线射频信号转化的基础部件，也是无线通信系统的核心组件。
进一步聚焦射频前端，还可细分为功率放大器PA、滤波器filter、低噪声放大器LNA、开关switch、双工器duplexer、调谐器tuner等。
射频前端市场集中程度较高，基本为头部四大厂商垄断，2019年市占率依次为美国博通占29%、美国思佳讯占28%、日本村田占22%，美国科沃占18%，其他厂商占比仅为约3%。
受制于美国贸易新规，这四家射频厂均无法向华为供货，而其他厂商又无法产出符合华为5G手机的要求。
网友将赛微电子制造的BAW滤波器和华为联系起来，是因为滤波器（Filter）为射频前端中最重要的分立器件，可以筛选信号中特定频率，并极大衰减其他频率成分，从而提高信号的抗干扰性及信噪比。
对比声表面波滤波器（SAW），BAW滤波器工艺复杂，价格较高，但是插损低，性能更好，可以适用于高频滤波，更贴合5G市场需求。
这一点也从产品市场率的变动得到佐证，2019年，滤波器全球销售额为95.2亿美元，其中SAW为53.3亿美元；BAW为41.9亿美元，占比从2015年的30%提升至19年的41%。
考虑到国内运营商4*4路MIMO（依靠PA元件实现功能）要求，使得天线数量从4根翻倍至8跟，且5G引入了NSA要求需要4G、5G同时工作，这也增加了射频开关和多工期的需求，故此5G时代射频前端滤波器需求增至80-100个，开关需求增至40-50个，未来BAW滤波器需求将持续提升。
在赛微电子产出BAW滤波器前，BAW技术基本为博通所垄断，SAW滤波器由村田主导，参考国产存储芯片上市后，存储芯片市场迅速步入“去库存周期”，多方大打价格战，未来伴随赛微电子的BAW滤波器逐渐成熟，或许有机会复制国产存储芯片的成功。
除滤波器外，射频前端芯片还包括功率放大器（PA）、双工器或多工器（Duplexer或Multiplexer）、低噪声放大器（LNA）、开关（Switch）、天线调谐模块（ASM）等多种类芯片。
但受限于起步较晚，在华为限制采购射频芯片初期，国内射频芯片自给率不足5%，且各家厂商研发生产能力主要面向4G领域。同时5G通信使用的4*4路MIMO要求也进一步提高PA元件的功率需求，生产材料需要更换为砷化镓，也进一步加大了从业公司的研发生产难度。
02.
BAW滤波器
华为停产5G手机时，国产射频芯片厂研发生产能力主要集中在4G领域。
其中卓胜微已布局射频前端全产品线，并拥有自主产线；唯捷创芯以生产PA元件为主；信维通信布局射频前端器件及模组。代加工方面，赛微电子依靠收购瑞典Silex成功切入微机电系统（MEMS）代工领域，2023年继续收购瑞典半导体园区聚焦主业。
换言之，赛微电子生产的BAW滤波器并非其自研生产，背后设计厂是武汉敏声，当前市场选择性忽略设计厂，转而关注赛微电子这种生产厂，主要是因为华为芯片断供之后，市场普遍认为芯片生产环节明显难于设计环节，在设计领域国内已经涌现出一批优质公司，但在生产领域与国际差距较大。
而且伴随5G时代射频前端所需元件迅速增量，高集成度成为射频芯片生产的首要考量，芯片制造中集成度最高的MEMS加工自然成为最优解，而赛微电子长期处于全球 MEMS 晶圆代工第一梯队，掌握业内主流技术水平。
设计领域，除武汉敏声外，中电科旗下公司是国内较早从事SAW\BAW产品研发生产的单位，应用场景主要面向特种行业；麦捷科技2016年融资4.5亿元拓展SAW业务，2017年就实现量产，随后与中电科合作开发用于5G的LTCC和TC-SAW等高性能滤波器。
卓胜微、信维通信也都是主要面向SAW产品展开研发，同时长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/射频芯片领域。
新玩家方面，开元通信研发覆盖SAW\BAW产品，以滤波器市场为切入点布局射频前端芯片市场，具备射频无源和有源芯片核心工艺与设计技术，产品应用范围涉及4G、5G、WIFI、物联网等领域。开元通信产品种类多达10余种，客户已经包括三星、华为、小米等品牌商。
其余种类的射频芯片中，PA元件的重要性仅次于滤波器，根据YoleDevelopment数据，手机约占国内PA模组下游市场的65%，其次为Wi-Fi占比20%，基站市场约占10%。
2019年全球移动终端射频前端细分产品中PA模组占比最大，市场规模为53.76亿美元，预计2025年全球移动终端PA模组市场规模将达到89.31亿美元，6年CAGR增速达到8.83%，占比35.16%。
慧智微生产的PA元件，为满足5G产品性能需求，慧智微使用了“绝缘硅（SOI）+砷化镓（GaAs）”混合创新架构，L-PAMiF、L-PAMiD系列产品已经覆盖了2G、3G、4G、3GHz以下的5G重耕频段、3GHz-6GHz的5G新频段等。
截至 2023 年 5 月，慧智微可重构射频前端架构的相关产品累计出货已经超过1亿颗，获得市场认可。
虽然2022年慧智微手机领域收入仅为2.38亿元，全球市占率不足1%；物联网领域收入为1.18亿元，营收占比亦较小，但慧智微在部分细分领域已取得较好市场份额。根据TSR数据，2021年公司手机5GL-PAMiF出货量市占率为1.95%，在国产厂商中排名第二，全球物联网4G Cat.1 MMMB PAM市场的市占率达54.3%。
目前慧智微合作品牌包括三星、OPPO、vivo、荣耀等国内外智能手机品牌机型，闻泰科技、华勤通讯、龙旗科技等一线移动终端设备ODM厂商和移远通信、广和通、日海智能等头部无线通信模组厂商。
但从5G技术发展来看，虽然目前依托GaAs制作的PA元件凭借较好的电流和衬底特性，在PA元件市场中占据主导地位，可面对8GHz以上频段产品GaAs明显无法抗衡氮化镓（GaN）材料，根据Qorvo预测，GaN将在8GHz以上手机市场成为主力，慧智微若想进一步提升市场份额，还需继续拓展氮化镓（GaN）材料PA元件，这也是大多数国产射频厂共同面临的问题。
虽然目前国产射频元件厂依旧面临研发进展缓慢、生产商集中等问题，但在海外断供的背景下，若华为5G手机能在未来上市，也足以说明国产射频芯片产业链完成了国产替代转型，中国5G产业链又一次突破卡脖子环节。