射頻芯片十年龍虎斗

遠(yuǎn)川科技評(píng)論近日從產(chǎn)業(yè)鏈人士處獨(dú)家獲悉，中芯集成電路（寧波）有限公司（以下簡(jiǎn)稱“中芯寧波”）的全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)體聲波諧振器工藝技術(shù)平臺(tái)SASFR?，已支持多家設(shè)計(jì)公司實(shí)現(xiàn)射頻前端中高頻體聲波濾波器（BAW）量產(chǎn)，客戶產(chǎn)品性能已達(dá)到國(guó)內(nèi)最優(yōu)、業(yè)界先進(jìn)水平，可開(kāi)始向高端5G手機(jī)供貨。

這標(biāo)志著，此前據(jù)傳被博通BAW濾波器卡脖子的華為5G手機(jī)，或許有了一線生機(jī)。

這也標(biāo)志著，中國(guó)射頻芯片行業(yè)在經(jīng)歷了十年的奮斗后，終于補(bǔ)上了最后一塊短板。

射頻，在芯片行業(yè)中是一個(gè)看起來(lái)不起眼、卻位置尊崇的角色，它就像基帶芯片的四肢，是實(shí)現(xiàn)手機(jī)通訊功能的核心執(zhí)行者。

技術(shù)難度從低往高，這類芯片細(xì)分為：switch，即開(kāi)關(guān)，選擇信號(hào)通路；LNA，即低噪聲放大器，接收微弱信號(hào)；PA，即功率放大器，把手機(jī)發(fā)出的微弱信號(hào)放大****出去；filter，即濾波器，接收特定頻段信號(hào)并過(guò)濾干擾信號(hào)，其中，SAW濾波器主要用于中低頻段，BAW濾波器主要用于中高頻段，尤其是5G通信場(chǎng)景。

中國(guó)射頻芯片行業(yè)起步于十年前智能機(jī)爆發(fā)的歷史性機(jī)遇，在天時(shí)、地利、人和共同作用之下，在switch、LNA，PA和濾波器領(lǐng)域，先后誕生了卓勝微、唯捷創(chuàng)芯和中芯寧波三個(gè)代表性企業(yè)，本文以此為樣本，試圖梳理中國(guó)射頻芯片行業(yè)的發(fā)展脈絡(luò)。

本文以公司為研究樣本，分為三個(gè)部分：

1. 卓勝微：開(kāi)局者的無(wú)限戰(zhàn)爭(zhēng)

2. 唯捷創(chuàng)芯：紅海競(jìng)爭(zhēng)的囚徒困境

3. 中芯寧波：搶占戰(zhàn)略高位

01 開(kāi)局者的無(wú)限戰(zhàn)爭(zhēng)

中國(guó)射頻芯片的開(kāi)局者，當(dāng)屬卓勝微，從一開(kāi)始切入這個(gè)領(lǐng)域，到上市后一年一個(gè)臺(tái)階，可以說(shuō)，在國(guó)內(nèi)的射頻玩家中，卓勝微一路打的都是“神仙仗”，是中國(guó)芯片工業(yè)史上絕佳的商業(yè)案例。

但是卓勝微的開(kāi)局，卻是十分慘淡。創(chuàng)始人許志翰早在2002年回國(guó)創(chuàng)業(yè)，在杭州中天微工作四年后創(chuàng)立卓勝微。成立伊始，公司選擇進(jìn)軍地面電視和移動(dòng)電視芯片領(lǐng)域，以失敗告終。

最難的時(shí)候，公司從紅杉等投資方那里融來(lái)的錢都燒光了，公司工資發(fā)不出來(lái)，他和另外兩個(gè)合伙人每個(gè)月借100萬(wàn)，熬了將近一年，直到有新的投資人加入。這段時(shí)間，三個(gè)合伙人每個(gè)月只領(lǐng)8000元的工資。

許志翰反思后認(rèn)為，客觀原因是選擇錯(cuò)誤，對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)缺乏了解，不接地氣。

其后，在智能機(jī)風(fēng)潮中，卓勝微在射頻芯片賽道中沒(méi)有隨大流選擇當(dāng)時(shí)看來(lái)技術(shù)更高、價(jià)值也更高的PA，而是選擇了看似邊緣化的switch和LNA。

這個(gè)選擇馬上驗(yàn)證了其正確性。2012年，蘋果手機(jī)全球爆紅，連帶著把傳統(tǒng)的射頻芯片大廠Skyworks、英飛凌、Qorvo等廠商的產(chǎn)能都給占了，三星等安卓廠商根本沒(méi)有射頻芯片可用。

幾毛錢的射頻芯片，這時(shí)拿捏住幾千元手機(jī)的命門。相比于歐美傳統(tǒng)IDM，卓勝微是典型的Fabless，只負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)，將制造外包給晶圓代工廠，這個(gè)經(jīng)營(yíng)模式靈活，能夠快速上線當(dāng)期盈利能力強(qiáng)的產(chǎn)品。卓勝微拿到三星的訂單，找到臺(tái)積電聯(lián)合研發(fā)出基于RF CMOS工藝的GPS LNA，滿足了三星無(wú)數(shù)嚴(yán)苛的供應(yīng)鏈要求，解了三星的燃眉之急，一舉在嚴(yán)密的韓國(guó)電子供應(yīng)鏈站穩(wěn)腳跟。此后，不斷有眼紅的中國(guó)公司前來(lái)挑戰(zhàn)這一位置，但無(wú)一例外歸于失敗。

掌握了switch和LNA的核心know-how，卓勝微乘勝追擊，先后進(jìn)入小米、vivo、華為和oppo的供應(yīng)鏈。安卓陣營(yíng)的主要玩家，撐起了卓勝微在射頻芯片的國(guó)際地位。

但是，當(dāng)卓勝微在switch領(lǐng)域做到全球第五，再想前進(jìn)一個(gè)位次，就是老牌的國(guó)際射頻大廠，而做PA，那時(shí)競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)太慘烈。因此，在2019年上市時(shí)，卓勝微明智的選擇了用募投資金去做濾波器、射頻模組和工廠，其后的一輪定增也沿著這個(gè)思路繼續(xù)布局。

總的來(lái)說(shuō)，卓勝微在相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)，起到了射頻芯片領(lǐng)頭羊的角色，開(kāi)局很難，但一路升級(jí)打怪，由低往高打，創(chuàng)造了芯片工業(yè)史上少有的奇跡，總能令人刮目相看。不過(guò)，要繼續(xù)往上走，就還有很難的仗要打。

02 紅海競(jìng)爭(zhēng)的囚徒困境

2019年，當(dāng)卓勝微上市的時(shí)候，中國(guó)的PA行業(yè)終于角逐出了一個(gè)被聯(lián)發(fā)科選定的參與者：唯捷創(chuàng)芯。

說(shuō)到唯捷創(chuàng)芯，就不得不提頗具傳奇色彩的創(chuàng)始人榮秀麗。她2002年創(chuàng)辦天宇手機(jī)，5年間將其打造為國(guó)產(chǎn)手機(jī)第一品牌，一時(shí)風(fēng)頭無(wú)兩。但好景不長(zhǎng)，天語(yǔ)很快被智能機(jī)的一眾玩家擊潰。手機(jī)是越來(lái)越難搞了，但榮秀麗嗅到了另一個(gè)機(jī)遇——射頻芯片，于是在2010年成立唯捷創(chuàng)芯，扎進(jìn)了當(dāng)時(shí)中國(guó)的PA芯片設(shè)計(jì)大潮里。

憑借繼承自老牌射頻芯片大廠RFMD的研發(fā)人員，以及靈敏的商業(yè)嗅覺(jué)，唯捷創(chuàng)芯在國(guó)產(chǎn)PA中一馬當(dāng)先，帶著頭和中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手絡(luò)達(dá)打起了價(jià)格戰(zhàn)。兩方你來(lái)我往，都是做虧本買賣，最后絡(luò)達(dá)的股東——手機(jī)SoC芯片廠商聯(lián)發(fā)科受不了，決定終結(jié)這場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)。2019年4月，聯(lián)發(fā)科戰(zhàn)略投資唯捷創(chuàng)芯并成為大股東，同時(shí)解散絡(luò)達(dá)旗下PA部門。

聯(lián)發(fā)科這一舉動(dòng)，基本宣告了唯捷創(chuàng)芯在PA市場(chǎng)中的勝利。對(duì)于聯(lián)發(fā)科這種大芯片公司來(lái)說(shuō)，市場(chǎng)較小、但仍需大量投入的周邊芯片，如射頻芯片等，投入產(chǎn)出比低，對(duì)巨頭們來(lái)說(shuō)，自研并不劃算。所以，一般的玩法，是像養(yǎng)蠱一樣培植一批小公司，死了就死了，勝出的吃一點(diǎn)肉，用這種辦法，能夠篩選出最有競(jìng)爭(zhēng)力的公司，享受贏家通吃的紅利。借著在大陸手機(jī)公司極強(qiáng)的號(hào)召力，聯(lián)發(fā)科又為唯捷創(chuàng)芯招來(lái)華米OV這四家整機(jī)廠的投資，從而實(shí)現(xiàn)與其供應(yīng)鏈的強(qiáng)綁定。

雖說(shuō)如此，唯捷創(chuàng)芯的主營(yíng)業(yè)務(wù)——4G PA的毛利率卻只有20%左右，遠(yuǎn)低于卓勝微switch和LNA的50%。

技術(shù)難度與毛利率竟然反著來(lái)，這背后有三個(gè)原因：

一，對(duì)代工端和封測(cè)端沒(méi)有議價(jià)權(quán)。作為Fabless公司，唯捷創(chuàng)芯產(chǎn)品的原料成本劣勢(shì)不可避免地被攥在了晶圓代工廠的手里，PA用GaAs（砷化鎵）工藝，晶圓主要從中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)廠商穩(wěn)懋采購(gòu)，占了總采購(gòu)成本的四分之一以上，而且GaAs不具有硅基的優(yōu)勢(shì)，成本一時(shí)半會(huì)降不下來(lái)。同時(shí)，大陸PA的封測(cè)供應(yīng)商集中在長(zhǎng)電、蘇州日月新等少數(shù)廠家。對(duì)于制造、封測(cè)兩個(gè)大頭，唯捷的議價(jià)能力差。

二，PA模組化意味著射頻采購(gòu)短板。在手機(jī)小型化、輕薄化的趨勢(shì)下，主機(jī)廠更愿意在中高端產(chǎn)品中采用高集成度模組，最好是集成了濾波器，但濾波器偏偏研發(fā)難度最大，唯捷創(chuàng)芯的核心優(yōu)勢(shì)不在于此，因而只能外部采購(gòu)，如此便要受制于人。

三，國(guó)產(chǎn)PA廠商已有六七家之多，價(jià)格戰(zhàn)停不下來(lái)。

為了突破毛利率困境，唯捷創(chuàng)芯有兩個(gè)舉措：

一，往5G高端產(chǎn)品做。2021年上半年，唯捷創(chuàng)芯5G PA模組占總營(yíng)收的比重，從去年的10%提升到了25%，5G PA模組毛利率超過(guò)40%，是成熟產(chǎn)品4G PA模組的近兩倍。

二，完善測(cè)試端布局。隨著高端5G產(chǎn)品出貨占比增加，通用測(cè)試設(shè)備難以滿足要求，同時(shí)成本抬升、擠占利潤(rùn)空間。因此，唯捷創(chuàng)芯計(jì)劃將一半以上的上市募投資金投入到測(cè)試業(yè)務(wù)線中。

03 搶占戰(zhàn)略高位

在國(guó)內(nèi)公司先后攻克switch、LNA和PA后，濾波器成為擺在中國(guó)射頻芯片業(yè)的最后一關(guān)。國(guó)內(nèi)能夠做中低端SAW濾波器的廠商不在少數(shù)，甚至已經(jīng)開(kāi)打價(jià)格戰(zhàn)。但是適用于5G高頻段的BAW濾波器，則是鳳毛麟角。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，高端BAW濾波器面臨三大難關(guān)：

一，要求工廠能力很強(qiáng)，搞出來(lái)設(shè)計(jì)，但是國(guó)內(nèi)沒(méi)人幫著造出來(lái)，便只是紙上談兵，造一個(gè)晶圓廠是需要很多稟賦的；二，專利墻，博通、Qorvo兩大美商壟斷了這一領(lǐng)域，新進(jìn)入者幾乎無(wú)法觸碰這一禁臠，只要一碰便是大棒；三，沒(méi)有使用者，5G市場(chǎng)剛開(kāi)始發(fā)展，BAW濾波器極為關(guān)鍵，只要美國(guó)公司還在供，國(guó)內(nèi)整機(jī)公司便缺乏應(yīng)用的動(dòng)力。

面對(duì)三大難關(guān)，中芯寧波開(kāi)始了嘗試。

這里要先介紹一下背景，首先說(shuō)中芯寧波創(chuàng)始人黃河，他早在2002年回國(guó)加入中芯國(guó)際，是早期跟隨張汝京創(chuàng)業(yè)的元老之一?，F(xiàn)在我們看到的中芯被賦予了追逐制程的使命，但其實(shí)一直以來(lái)，當(dāng)年張汝京創(chuàng)建的團(tuán)隊(duì)是各有所長(zhǎng)的，重要的芯片產(chǎn)品線均有布局，其中就包括黃河從事的特種工藝。

2016年，中芯寧波成立，黃河帶著幾十名核心人員遷居寧波，主攻高壓模擬、光電集成等產(chǎn)品，8英寸N1產(chǎn)線早于2018年11月投產(chǎn)。身處長(zhǎng)三角，中芯寧波的主營(yíng)產(chǎn)品本來(lái)就有廣闊的市場(chǎng)前景。到了2019年，面對(duì)美國(guó)的打壓，華為開(kāi)始自救，大量國(guó)產(chǎn)芯片公司迎來(lái)市場(chǎng)機(jī)遇，黃河敏銳地發(fā)現(xiàn)其中的機(jī)遇，決定上馬BAW射頻芯片產(chǎn)品。

首先，對(duì)于在國(guó)內(nèi)晶圓代工界戰(zhàn)斗了十幾年的團(tuán)隊(duì)來(lái)說(shuō)，建廠和工藝是一貫的優(yōu)勢(shì)。2019年開(kāi)始，中芯寧波快速覆蓋了BAW濾波器從晶圓制造到封裝測(cè)試的全流程，良率和可靠性快速提升。

真正難的在于兩點(diǎn)：一，如何做出一個(gè)干凈的、沒(méi)有專利糾紛的芯片；二，如何大批量進(jìn)入5G市場(chǎng)。

針對(duì)專利問(wèn)題，中芯寧波獨(dú)辟蹊徑，避開(kāi)傳統(tǒng)的技術(shù)路線，在BAW濾波器的核心難點(diǎn)薄膜工藝結(jié)構(gòu)和諧振器器件設(shè)計(jì)上創(chuàng)新，開(kāi)發(fā)了具備全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的SASFR工藝技術(shù)平臺(tái)。在此期間，公司研發(fā)投入從不到一個(gè)億上升到今年接近4億元，申請(qǐng)專利總量也達(dá)到700件，現(xiàn)在公司約800名職工，算下來(lái)幾乎是人均一件。

針對(duì)市場(chǎng)拓展問(wèn)題，中芯寧波選擇了一條明智的道路：培育生態(tài)。一般來(lái)說(shuō)，晶圓代工廠與下游的終端廠商還是有較長(zhǎng)的距離，許多事情自己下場(chǎng)干是忙不過(guò)來(lái)的，但是國(guó)內(nèi)BAW濾波器設(shè)計(jì)業(yè)基礎(chǔ)孱弱。

于是，中芯寧波搭建了一個(gè)在國(guó)內(nèi)極具特色的商業(yè)模式——特種晶圓代工加設(shè)計(jì)服務(wù)，大力扶持新興的芯片設(shè)計(jì)公司，其中就包括今年剛成立的主攻BAW濾波器設(shè)計(jì)的新聲半導(dǎo)體，雙方合作無(wú)間，短時(shí)間內(nèi)迅速達(dá)成量產(chǎn)里程碑。

至此，圍繞國(guó)內(nèi)幾近空白的BAW濾波器，中芯寧波構(gòu)筑起了兩個(gè)核心壁壘：一個(gè)是制造工藝上的全流程突破，一個(gè)是嚴(yán)守代工邊界，以設(shè)計(jì)服務(wù)吸引新選手做大生態(tài)。

可以說(shuō)，站在現(xiàn)在的時(shí)點(diǎn)上，任何一家實(shí)現(xiàn)BAW濾波器自主量產(chǎn)的國(guó)內(nèi)芯片公司，一上來(lái)就把最硬的骨頭啃下來(lái)，注定要站在射頻芯片行業(yè)極高的戰(zhàn)略位置上，主機(jī)廠的產(chǎn)品驗(yàn)證，只是一個(gè)時(shí)間的問(wèn)題，一旦放量，其營(yíng)收曲線將會(huì)非常陡峭。

04 尾聲

十年前，中國(guó)的射頻芯片行業(yè)幾乎是一片空白，智能機(jī)爆發(fā)的時(shí)代機(jī)遇，吸引了一群國(guó)內(nèi)選手。這十年是國(guó)內(nèi)射頻物種爆發(fā)的“寒武紀(jì)”時(shí)代，盡管他們?cè)谠缙谑挚部?，但到了今天已?jīng)有很多選手修成正果。

總結(jié)這十年，中國(guó)射頻芯片可以分為三個(gè)階段：

一，找市場(chǎng)。放在十年前，國(guó)產(chǎn)手機(jī)廠是斷然不敢用國(guó)產(chǎn)射頻芯片的，因?yàn)檫@個(gè)小物件直接決定著手機(jī)通訊功能正常與否，用新選手的產(chǎn)品，對(duì)于采購(gòu)負(fù)責(zé)人可能是致命的，沒(méi)人敢用烏紗帽打****。沒(méi)辦法，國(guó)產(chǎn)芯片根本沒(méi)人要，國(guó)內(nèi)的射頻選手反而在三星那里找到了入場(chǎng)券，不過(guò)，這一階段，賣的只是最便宜的品類——LNA和switch。

二，國(guó)產(chǎn)化替代。華為事件敲響了警鐘，這個(gè)中國(guó)最強(qiáng)的主機(jī)廠開(kāi)始了大規(guī)模國(guó)產(chǎn)芯片驗(yàn)證，小米OV跟在后面，膽子也大了起來(lái)。這一階段，射頻芯片有更多品類完成國(guó)產(chǎn)化替代，大批PA公司涌現(xiàn)。

三，解決卡脖子元器件難題，完成全面布局。在這一階段，關(guān)系5G推廣的濾波器成為兵家必爭(zhēng)之地，尤其是被博通拿捏的死死的BAW濾波器，成為華為5G手機(jī)的阿喀琉斯之踵。不僅如此，隨著射頻芯片的集成度越來(lái)越高，能否集成進(jìn)難度最高的射頻器件——濾波器，成了最大的難題，誰(shuí)能解決濾波器，誰(shuí)就站在了射頻產(chǎn)業(yè)的制高點(diǎn)。

經(jīng)歷三個(gè)階段，中國(guó)射頻芯片行業(yè)逐漸形成氣候。但有一個(gè)隱憂需要注意：

人才挖角帶來(lái)擠兌式競(jìng)爭(zhēng)。

當(dāng)下，國(guó)內(nèi)各射頻廠商多為設(shè)計(jì)商，還沒(méi)有一家能夠形成全系列射頻產(chǎn)品，而且他們幾乎是共用極為有限的幾家代工和封測(cè)廠商，其中最為核心的代工廠商還都在大陸地區(qū)之外。

這樣的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，相比于國(guó)外幾大家全面整合的IDM，競(jìng)爭(zhēng)起來(lái)是非常弱勢(shì)的，更難以承受人才挖角大戰(zhàn)。

因?yàn)椋漕l芯片產(chǎn)業(yè)成功的關(guān)鍵，在于成百上千位工程師緊密協(xié)作的連續(xù)性know-how，這里面有三點(diǎn)很關(guān)鍵：1、首先是上百號(hào)人；2、然后是上下游產(chǎn)業(yè)鏈緊密協(xié)作，大家都在一塊搞研發(fā)；3、長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)研發(fā)，know-how沒(méi)有中斷。如果只是有許多研發(fā)人員不足百的小公司、人才四處分散、每家公司的工程師平均工齡都很短，肯定無(wú)法成事。

在這個(gè)背景下，中國(guó)需要更多能夠擔(dān)當(dāng)?shù)闷鹬圃炷芰ㄔO(shè)和生態(tài)搭建的有責(zé)任感的射頻選手。