半导体行业深度专题之十一：射频前端篇射频前端千亿蓝海国产化东风渐起-210913（122页）.pdf

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1、滤波器：由于发射和接收通路都必须含有滤波器，因此新增频段、4*4 MIMO 都带动滤波器需求增长。同时载波聚合技术亦会带动多工器需求、性能显著提升。预计 2020 年 5G 手机滤波器单机用量从 4G 手机的 35 颗增长到 75 颗，单机价值量从 4G 高端机的7.5 美元提升到15 美元。功率放大器：PA 是发射通路的必备元件，但由于一颗 PA 可以在多个频段复用，所以用量增速较平缓，平均从 4G手机 6 颗增长到 5G 手机 9 颗。但是载波聚合、高阶调制等技术对 PA 的线性度、功耗指标提出更高的要求，PA 的性能明显提升。预计 2020 年5G 手机PA 单机价值量从4G 高端机的6

2、 美元提升到9 美元。天线调谐开关 Tuner：4G 手机 Tuner 用量很少，单机用量仅 34 颗，5G 频段数量增长、4*4 MIMO、载波聚合技术、都将驱动 Tuner 用量显著增加至 810 颗。同时 5G 对 Tuner 性能提出更高要求，价值量也将显著提升，预计2020 年 5G 手机 Tuner 单机价值量从 4G 高端机的 0.8 美元提升到 2 美元，单机价值增速在所有射频前端器件中是最快的。传导开关 Switch：频段数增长、载波聚合等技术都将使射频前端电路越来越复杂，需要更多 Switch，预计 5G 手机Switch 用量将从10 颗增长到16 颗，2020 年5G

3、手机Switch 单机价值量从4G 高端机的 2.4 美元提升到4 美元。低噪声放大器 LNA：由于 4*4MIMO 技术的应用，新增的接收通路的数量比发射通路更多，LNA 是接收通路的标配元件，所以 LNA 用量增长较快。预计 2020 年5G 手机LNA 单机价值量从4G 高端机的 0.6 美元提升到1 美元。综合来看，2020 年 5G 手机射频前端 ASP 约为 30 美元，考虑到 2020 年 5G 主要应用在高端机中，预计未来 5G手机射频前端平均 ASP 约 25 美元(参考 Qorvo、Skyworks 数据)，和 4G 全球通手机 1718 美金相比，大约增长40%。由于高传

4、输损耗，毫米波手机天线数量大幅增加，将采用阵列天线。随着频率的上升，毫米波段单个天线的尺寸可缩短至毫米级别，由于毫米波的自由空间路损更大，气衰、雨衰等特性都不如低频段，毫米波的覆盖将受到严重的影响，终端侧大规模天线阵列将会是毫米波得以商用的关键因素之一。毫米波终端的天线数可达到 16 根甚至更多，所有的天线将集成为一个毫米波天线模组。终端侧使用大规模天线阵列可获得更多的分集增益，提高毫米波终端的接收和发射性能，能够在一定程度弥补毫米波覆盖不足的缺点。封装天线(Antenna in Package，AiP)是基于封装材料与工艺，将天线与芯片(主要是前端芯片)集成在模块内，实现系统级无线功能的一门技术。AiP 技术顺应了硅基半导体工艺集成度提高的潮流，为系统级无线芯片提供了良好的天线与封装解决方案。AiP 技术很好地兼顾了天线性能、成本及体积，与传统分立式天线架构比较，AiP 具有电路排布面积小的优势，另外，天线到 RF 端口传输路径短，减少信号传输损耗，有助于提升发射端效能及改善接收端的信号质量，亦能有效降低组装成本与加速产品上市时间。几乎所有的 60GHz 无线通信和手势雷达芯片都采用了 AiP 技术，毫米波 AiP 模组内部集成了阵列天线、射频前端、射频收发器及电源管理芯片(PMIC)，几乎涵盖了除基带芯片外所有的通信元件。