能讓三星用上這么多國產濾波器,這家國產企業(yè)有什么過人之處?
2023年秋,一款國產手機的橫空出世,引發(fā)了全球的廣泛討論。在大多數人的認知及媒體宣傳中,這款國產手機除了內存采用進口自韓國SK海力士的產品外,其余芯片皆為中國本土制造。然而據天風證券分析師郭明錤透露,該手機射頻模組中的濾波器實際還是進口自日本的村田制作所。
近年來,國產濾波器雖發(fā)展迅速,但卻仍面臨產品類型不全、高端產品缺位等問題,國內市場對進口產品的依賴度高居不下。此外,由于國內濾波器產業(yè)多點開花,同類型產品的低價競爭也成為了本土企業(yè)的發(fā)展掣肘問題。
在一些優(yōu)質國產濾波器企業(yè)的共同努力下,加之本土ODM公司在渠道上的疏通,一路砥礪前行的國產濾波器產品逐漸開始加速在國內市場滲透,甚至跨出國門走向海外。
一位產業(yè)鏈相關人士就透露,三星近日發(fā)布的一款平板電腦中采用了大量的國產濾波器,此前海外產品中從未出現過如此多用量的國產濾波器,尤其是高端雙工器的表現令人印象深刻。
ODM造船,濾波器出海
Galaxy Tab A9是三星于10月23日正式發(fā)售的全新入門級別平板電腦,配備8.7英寸LCD屏幕,搭載聯發(fā)科Helio G99芯片,提供4GB+64GB、8GB+128GB的存儲選項,此外還支持microSD擴展卡,配備8MP后攝和2MP前攝,支持Wi-Fi 5、藍牙5.3,內置5100mAh電池。
據相關供應鏈人士透露,這款產品除了CPU與存儲芯片外,其它模組采用了大量來自中國的芯片,尤其射頻模組中幾乎所有器件皆由中國廠商提供,數十顆國產濾波器在這款海外產品中的集中亮相頗具紀念意義。
經拆解并與產業(yè)鏈多位相關人士確認,三星Tab A9中射頻相關芯片數量與供貨廠商如下表所示:
在Tab A9所有射頻器件中,PA、開關以及LNA全部來自中國公司;濾波器中除1顆雙工器來自太陽誘電以外,其余濾波器均由中國廠商提供。值得一提的是,22顆國產濾波器中有14顆來自同一家名為新聲半導體的中國公司,其中包裹該公司自主研發(fā)的4顆高端雙工器。
5G浪潮推動下,如今在除濾波器以外的其他射頻芯片領域,中國廠商成績斐然。國內外大多數智能終端廠商的產品中,國產PA、LNA等器件都達到了一定程度的供貨比例,高端機型中同樣能經常見到國貨身影。
反觀射頻器件中擁有單機容量增幅最高的濾波器,中國廠商沒能在該行業(yè)高歌猛進時分得一杯羹。此次三星的Tab A9雖是中低端產品,但國產濾波器在該產品中用量之多、從低端到高端的品類之廣仍然引起了供應鏈的高度關注。
從供應鏈角度來看,本土ODM龍頭企業(yè)過去為國產手機出海提供了通路,為本土市場的國產芯片替代提供了試驗場,如今又成為了本土芯片組團出海的良性助推器。
據知情人士透露,三星Galaxy Tab A9系列包含A9和A9+兩款產品,ODM分別為華勤技術和聞泰科技。在聞泰科技作為ODM的A9+產品中,國產濾波器同樣有著亮眼表現,前文提到的新聲半導體有9款濾波器參與供貨,其中包括5款高端自研雙工器。
該知情人士還評論稱:“雖然ODM提供了幫助,但本質上還是證明了國產射頻性能,尤其是國產濾波器的進步與成功。在近年來所有海外終端產品中,Tab A9的芯片供應足以稱之為國產濾波器的里程碑時刻。隨著本土濾波器繼續(xù)縮小差距,在濾波器整個巨大增量市場中,中國廠商或將改變未來格局”。
國產BAW濾波器打破壟斷
手機要實現5G通信,不僅需要基帶芯片,還需要射頻前端模組或芯片來收發(fā)信號。其中,射頻前端芯片中的一個關鍵器件是采用MEMS工藝制造的BAW濾波器。
濾波器在射頻前端模組中扮演著至關重要的角色,它們通過特定的頻率來衰減其他頻率成分,提高信號的抗干擾性和信噪比。隨著通信技術的不斷演進,對濾波器的需求也在不斷增加,特別是在高頻段和多頻段通信中,濾波器的性能要求變得越來越高。一個5G手機通常需要大約70個以上的濾波器,而且它們的單價相對于4G濾波器來說更高。
在濾波器技術中,有兩種主要類型:表聲波濾波器和體聲波濾波器。對于中高頻段的性能要求更高的情況下,BAW濾波器具有明顯的優(yōu)勢,如更小的插入損耗和更高的帶外抑制。因此,BAW濾波器成為了5G甚至未來6G通信的關鍵技術之一。
然而,盡管濾波器在通信中至關重要,但全球濾波器市場一直由國外廠商壟斷。國內僅有少數企業(yè)能夠生產,而且絕大多數產品的性能遠不及國際巨頭的同類產品。博通、Qorvo等美國廠商在BAW濾波器領域占據著絕大多數市場份額,這一市場格局一直延續(xù)到了2023年。
為了突破這一困局,賽微電子與武漢敏聲合作攻堅BAW濾波器生產,經過兩年的合作,他們的首款國產BAW濾波器終于實現了量產。這一合作的關鍵是在北京建設了8英寸射頻濾波器大規(guī)模量產線,這將有助于推動國內BAW濾波器的技術成熟和商業(yè)量產。同時,這也將加速北京MEMS工廠的產能建設與擴張,進一步提高國內BAW濾波器的自主可控生產制造能力。
這一重要事件對中國的通信技術產業(yè)具有潛在的重大影響。它標志著中國在射頻前端技術領域取得了一項關鍵突破,有望減少對國外技術的依賴。此外,中國手機制造商有望在未來采用國產的5G和6G射頻芯片,實現更大程度的自主化和獨立化。這不僅有利于提升中國通信產業(yè)的競爭力,還有望推動整個產業(yè)的發(fā)展和創(chuàng)新。
新勢力打破市場格局
而此次濾波器占比最大的新聲半導體成立于2021年3月,聚焦于5G通信射頻前端芯片濾波器及模組的研發(fā)與銷售,致力于填補中國在高端濾波器領域的空白。團隊由美國、日本、新加坡等歸國專家組成,于2020年8月回國啟動產品研發(fā),3個月即實現了首顆芯片的成功流片與銷售。
目前,新聲半導體已實現超40款不同規(guī)格中高端濾波器產品的成功流片和量產,覆蓋BAW、TCSAW、SAW、UltraSAW全技術平臺,雙工器(DPX)、多工器(QPX HPX等)、發(fā)射接收端(TRX)全領域,支持5G NR,并進入了三星、摩托羅拉、小米、榮耀、諾基亞等品牌手機的間接或直接供應鏈。
據相關行研數據,射頻前端產品現有市場規(guī)模超200億美元, 2025年全球市場將達350億美元,其中濾波器產品的有效市場空間將達到51.4億美元,模組產品的有效市場空間將達到164.1億美元,市場空間巨大。但目前高端濾波器及模組市場由美國和日本廠商所占據,如高通收購的RF360、日本村田、美國Qorvo等,國產濾波器廠商的市場份額幾近于零。
據華經產業(yè)研究院數據,2020年全球濾波器市場前三名為村田(50%)、RF360(22%)、太陽誘電(15%),這三家美日公司的市場占比合計高達87%。由于國外品牌的市場壟斷及技術壁壘,國產濾波器公司多集中在低附加值的RX接收端濾波器產品,中高端濾波器也成為5G射頻“卡脖子”的核心技術。
為打破美日廠商對中高端濾波器的壟斷,新聲主要瞄準中高端的發(fā)射端和雙工器市場,采用BAW、TCSAW等高難度、高技術壁壘工藝?!皬漠a品上看,新聲已經成為國內濾波器龍頭,因為我們是國內少有的同時擁有自主知識產權的BAW、SAW和TCSAW量產產品的公司?!毙侣暟雽w創(chuàng)始人、CEO鄒潔博士提到。
截至目前,新聲半導體已經量產并交付了40余款產品,發(fā)布了60余款產品,其中包括多顆用于TX發(fā)射端關鍵的雙工器、多工器,以及一系列的RX接收端濾波器,SOI switch,LNA,及IPD濾波器。
“美日廠商之所以能夠壟斷中高端濾波器,主要是由于其專利以及工藝壁壘?!闭劶爸懈叨藶V波器技術壁壘,新聲半導體CTO唐供賓博士解釋,最經典的BAW器件由美國Avago公司發(fā)明,擁有兩大核心技術專利,包括下空腔(Swimming Pool)結構和Micro Cap WLP(晶圓級封裝),由于MEMS工藝的特殊性,其他公司想通過消化吸收再創(chuàng)新來制備器件的思路不可行,專利問題也成為BAW濾波器領域最難以跨越的障礙。
相比之下,新聲并未選擇采用下空腔,而是基于其他行業(yè)多年發(fā)展的MEMS量產工藝,自主研發(fā)了一套包含雙面封裝技術等的BAW技術專利體系,不管是原理還是技術路徑都與Avago公司的專利不同,形成了完全自主可控的IP?!拔覀儚膭?chuàng)立伊始就完美解決了困擾國內同行多年的專利壁壘問題。”他說。如今,新聲已申請了中美專利300多項,其中授權專利80多項,公開專利150多項。
深耕濾波器多年的創(chuàng)始團隊才是新聲快速成名的關鍵
團隊方面,新聲創(chuàng)始團隊是一批在濾波器行業(yè)深耕多年,對行業(yè)理解深刻的研發(fā)及管理人才,核心團隊還包含多位歸國聲學技術專家和龍頭晶圓廠原高管,是集成電路領域少有的強調工藝設計結合的“全MEMS”團隊。公司創(chuàng)始團隊核心是CEO鄒潔博士、CTO唐供賓博士和高級研發(fā)副總封昊博士。
新聲創(chuàng)始人、CEO鄒潔博士本科畢業(yè)于清華大學,2011至2014年在加州大學伯克利MEMS實驗室?guī)煆拿绹こ淘涸菏緼lbert P.Pisano教授,從事MEMS聲學諧振器濾波器研究并完成博士課題研究,取得電子科學及計算機科學碩士和微機電科學博士學位。畢業(yè)后她在全球頭部射頻濾波器公司Qorvo、Skyworks、Resonant、Qualcomm任職,參與及負責多款濾波器產品和高端模組的創(chuàng)新研究、設計與量產,所開發(fā)產品應用于iPhone和Galaxy S/Note等全球旗艦機型。鄒潔博士發(fā)表論文60余篇,獲公司技術獎項5個、負責研發(fā)的濾波器產品累計出貨量超過10億顆,是該行業(yè)在全球范圍內最頂尖的產品開發(fā)者之一。
新聲聯合創(chuàng)始人、CTO唐供賓博士在上海交通大學和日本千葉大學取得雙博士學位,師從國際微聲學器件權威、IEEE Fellow橋本研也教授及國際聲表面波器件專家韓韜教授,從事高性能聲學器件研究。畢業(yè)后加入位于日本大阪的Skyworks全球研發(fā)中心,是該中心第一個華人員工,參與創(chuàng)建了濾波器通用設計、分析平臺,并基于該平臺成功設計并量產了一系列高性能射頻聲學濾波器產品。他對聲學濾波器理論和應用,量產工藝平臺,以及濾波器產品的發(fā)展方向,具備極深的理解和把握能力。
新聲高級研發(fā)副總封昊博士畢業(yè)于中科院傳感技術國家重點實驗室,博士期間從事CMOS-MEMS特種制造技術及聲子晶體超微材料研究,研究成果多次在國際行業(yè)頂級學術會議獲獎,是國內MEMS工藝和器件的頂級專家。封博士畢業(yè)后擔任多個公司管理崗和技術專家,在半導體工藝、無線通信系統、MEMS傳感、聲光電拓撲、凝聚態(tài)物理都有涉獵。新聲創(chuàng)立后,他開發(fā)了國內第一套包含聲、電、熱、非線性等各項物理特性的PDK,是國內首個包含小信號、功率、可靠性的多維多階精準模擬平臺。封博士擁有幾十項國內國際發(fā)明專利授權。
