4月12日，唯捷創(chuàng)芯(688153.SH)在上交所科創(chuàng)板上市，公開發(fā)行股份4008萬股，占本次公開發(fā)行后總股本的10.02%，發(fā)行價為66元/股，計劃募集資金24.87億元。

唯捷創(chuàng)芯主要從事射頻前端芯片的研發(fā)、設計和銷售，是我國射頻前端領(lǐng)域的先行者。根據(jù)公司招股書資料顯示，公司創(chuàng)立的時間并不長，但公司的產(chǎn)品已經(jīng)成功導入國內(nèi)智能手機四大廠“華米OV”之中，同時，這些知名智能機廠商還是公司的股東。

招股書顯示，華為旗下哈勃投資持股為3.57%，OPPO移動持股為3.39%，小米基金持股為1.74%，昆唯管理持股為1.5%。此外，中芯海河、華芯投資也是股東。

射頻的千億市場

射頻芯片有“模擬芯片皇冠上的明珠”之稱，因為其技術(shù)難度高、研發(fā)時間長，尤其是射頻PA技術(shù)，長時間被國外所壟斷。

據(jù)Yole Development數(shù)據(jù)，2018年全球移動終端射頻前端市場規(guī)模為150億美元，預計2025年有望達到258億美元，7年CAGR達到8%。

據(jù)Yole Development的統(tǒng)計與預測，分立器件與射頻模組共享整個射頻前端市場。2018年射頻模組市場規(guī)模達到105億美元，約占射頻前端市場總?cè)萘康?0%。到2025年，射頻模組市場將達到177億美元，年均復合增長率為8%。

射頻前端主要用于不同頻率的信號收發(fā)，主要器件有功率放大器、濾波器、低噪聲放大器和射頻開關(guān)等。

功率放大器(PA，PowerAmplifier)，是各種無線發(fā)射機的重要組成部分，將調(diào)制振蕩電路所產(chǎn)生的射頻信號功率放大，以輸出到天線上輻射出去。據(jù)Yole Development預測，預計功率放大器模組市場空間將從2018年的60億美元增長到2025年的104億美元，年均復合增長率為8%。

濾波器的作用是保留特定頻段內(nèi)的信號，將特定頻段外的信號濾除，從而提高信號的抗干擾性及信噪比。通過輸入電信號被輸入叉指換能器轉(zhuǎn)換成同頻率聲波，經(jīng)過輸出叉指能換器轉(zhuǎn)換成電信號，實現(xiàn)頻率選擇。據(jù)Yole Development預測，從2018年至2025年，濾波器從約17億美元增長至27億美元，年均復合增長率為7%。

低噪聲放大器的功能是把天線接收到的微弱射頻信號放大，盡量減少噪聲的引入，在移動智能終端上實現(xiàn)信號更好、通話質(zhì)量和數(shù)據(jù)傳輸率更高的效果。據(jù)Yole Development數(shù)據(jù)，伴隨5G逐漸普及，市場規(guī)模將從2018年的約3億美元，增長至2025年的8億美元，年均復合增長率將達到16%。

射頻開關(guān)的作用是將多路射頻信號中的任一路或幾路通過控制邏輯連通，以實現(xiàn)不同信號路徑的切換，包括接收與發(fā)射的切換、不同頻段間的切換等，以達到共用天線、節(jié)省終端產(chǎn)品成本的目的。據(jù)Yole Development預測，分立射頻開關(guān)的市場規(guī)模將從2018年的6億美元增長至2025年的9億美元，年均復合增長率為5%。

射頻是5G的咽喉？

相比于4G，5G有著增強型移動寬帶、高效地處理數(shù)據(jù)流、固定無線接入、無線基礎(chǔ)設施，低延遲以及物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)和應用。這些增量式的改進依靠于射頻前端的跨越式進步。

射頻前端是移動通信設備的的重要部件。射頻前端電路需要適應更高的載波頻率、更寬的通信帶寬，更高更有效率和高線性度的信號功率輸出，自身需要升級以適應5G的變化，在整體結(jié)構(gòu)、材質(zhì)以及器件數(shù)量方面都需要巨大的革新。

射頻對于5G的重要性距我們最近的一次，體現(xiàn)在華為事件上。

美國對華為的制裁讓華為消費者業(yè)務大受影響，造成有市無貨的局面。國內(nèi)外有許多射頻芯片廠商，在頻芯片產(chǎn)業(yè)鏈中占據(jù)重要的市場地位。但是并非所有的技術(shù)都能自如供應，或是不符合華為合作要求，或是使用了來自美國的技術(shù)。

今年3月份華為申請的射頻芯片專利名稱為“射頻芯片、基帶芯片及WLAN設備”的專利公開，這項專利對應的就是射頻芯片技術(shù)，也正是華為5G手機所缺失的關(guān)鍵技術(shù)芯片。

然而華為輪值董事長郭平在華為年報發(fā)布會上表示，華為手機業(yè)務在射頻芯片供給方面仍有困難。

射頻芯片的設計難點

射頻芯片的設計面臨諸多難點，其中較為突出的是：器件射頻精確建模、版圖寄生參數(shù)提取準確性、電磁仿真的建模精度以及封裝。

射頻電路隨著頻率的升高，對寄生參數(shù)會越來越敏感。較大的寄生電阻、電容會使電路性能降低，因為如何準確的評估寄生參數(shù)的量就變得尤為重要。因此需要對器件進行精確射頻建模和對寄生參數(shù)的精確提取。

器件的射頻精確模型是業(yè)內(nèi)的一大難題，頻率越高偏差會越大，還有一些器件特性難以建模，例如亞閾值區(qū)域特性，大信號條件下的高階非線性特性，各類噪聲特性的準確建模，這些模型的問題都會帶來仿真結(jié)果與實際產(chǎn)品之間的差異。

另外一個難題就是版圖寄生參數(shù)提取的準確性和電磁仿真的建模精度問題，版圖寄生參數(shù)通常只是提取寄生的電阻和耦合電容，精度也非常有限，這些寄生參數(shù)對電路有著非常大的影響，可能會使高頻增益嚴重降低，噪聲急劇惡化，匹配完全偏離設計，甚至帶來穩(wěn)定性問題；而且工作頻率升高以后分布寄生參數(shù)對電路影響的評估變得極不準確，電磁耦合干擾的問題會很嚴重，這時就需要電磁仿真工具來進行評估。

電磁仿真嚴重依賴于晶圓上各層材料的建模，這個模型非常難建的準確，特別是襯底的模型，通常都會簡化很多因素來建立一個相對簡單實用的模型，其次電磁仿真本身就存在精度問題，這都導致了版圖對電路性能影響的評估存在偏差。

5G射頻芯片一方面頻率升高導致電路中連接線的對電路性能影響更大，封裝時需要減小信號連接線的長度；另一方面需要把功率放大器、低噪聲放大器、開關(guān)和濾波器封裝成為一個模塊,才能減小體積并且方便下游終端廠商使用。

在射頻前端領(lǐng)域，國際前五大廠商占據(jù)了全球超過80%的份額。特別在5G高端市場，目前國際廠商占據(jù)了全球90%以上的市場份額。

華為5G射頻芯片瓶頸能否被打破？

近日，對于射頻芯片能否實現(xiàn)自主供給問題眾說紛紜。

3月4日，富滿微在互動平臺上明確表示：公司5G射頻芯片完全自主研發(fā)，具有完整的自主知識產(chǎn)權(quán)，正在加快建廠進度，從而為更多的用戶供貨。

3月9日，卓勝微也在互動平臺上表態(tài)：公司研發(fā)的5G射頻芯片，完全自主研發(fā)，并將進一步提升公司的抗風險能力。

4月上旬華為商城上架了缺貨已久的HUAWEI P40 Pro。而這部手機所搭載的芯片，是7nm的麒麟9905G。

所以大家紛紛猜測麒麟9905G是華為原有的麒麟990庫存，加上國產(chǎn)廠商的射頻5G芯片。

在一系列信息鏈條中，不少網(wǎng)友猜測5G射頻芯片已完成國產(chǎn)化，華為5G射頻芯片瓶頸即將被突破。

部分網(wǎng)友所持意見則與之相悖，原因是：富滿微的5G射頻芯片能否完成自主量產(chǎn)，以及5G射頻芯片對工藝的需求較高，能否搭載主流智能手機中使用？

華為究竟能否通過5G射頻芯片的國產(chǎn)替代實現(xiàn)王者歸來，目前看來還難下定論。

通過此次的“缺芯”潮讓我們深刻意識到只有真正的完全自主可控，才能將公司的未來掌握在自己手中。為形成更強競爭力“華米OV”加入“射頻之戰(zhàn)”均在加大對射頻前端如：濾波器、PA、射頻開關(guān)、LNA等器件、模組廠商等方面的投資，將產(chǎn)業(yè)鏈上下游緊密聯(lián)系在一起。

5G射頻芯片的發(fā)展趨勢

隨著蜂窩通信從2G、3G、4G發(fā)展到5G，射頻前端的重要性不斷攀升，包括器件的用量，設計和工藝的要求都隨之大幅提升。到了6G時代，射頻前端的需求和重要性還將進一步提升，可以預見，市場在很長一段時間都有較大增長空間。

集成化需求推動全產(chǎn)品線布局

從3G時代開始，出于節(jié)省PCB面積、降低手機廠商研發(fā)難度的考慮，射頻前端逐漸由分立器件走向模組。該時期以日本廠商主導的無源器件集成化產(chǎn)品FEMiD（FEMiD指把濾波器組、開關(guān)組和雙工器通過SIP封裝在一枚芯片中。）為主流（主要集成濾波器、開關(guān)），而歐美廠商繼續(xù)鉆研有源器件PA產(chǎn)品，兩者涇渭分明。但4G時代的到來，OEMs廠商產(chǎn)生了對PA和FEMiD進一步集成的需要，即PAMiD模組（PAMiD把PA和FEM一起打包封裝，使得射頻前端的集成度再一次提高。），推動了有源廠商與無源廠商的并購融合，擁有PA、濾波器及開關(guān)全產(chǎn)品線的四大射頻前端巨頭Qorvo、Skyworks、Broadcom(Avago)、Murata也由此誕生。

從2G到5G，射頻前端經(jīng)歷了從分立器件到FEMiD，再到PAMiD的演變，整個射頻前端的集成化趨勢愈加明顯。

高頻趨勢勢不可擋，新技術(shù)應運而生

高頻資源的不斷解鎖，需要射頻前端不斷推出新技術(shù)以保證性能。其中，值得重點關(guān)注射頻前端的兩大“兵家必爭之地”，有源器件PA和無源器件濾波器：

PA的性能提升主要通過新材料于新工藝的結(jié)合，而非微縮制程。

存儲芯片、處理器等數(shù)字芯片的發(fā)展規(guī)律大致遵從摩爾定律，即每18個月芯片的性能提高一倍，但射頻前端作為模擬芯片，其特征尺寸的縮小并不能帶來性能的提升和成本的下降：（1）擊穿電壓隨尺寸縮小降低，而對于PA而言，需要高工作電壓才能提供高輸出功率。（2）模擬電路的整體尺寸并不隨著特征尺寸縮小而等比例縮?。ㄈ珉姼校?，因此先進制程下，單位芯片成本不降反升。觀察過去幾代技術(shù)更迭，我們可以看到PA的主流發(fā)展路徑為（1）終端：從SiCMOS到GaAsHBT/GaAsHEMT；（2）基站：從SiLDMOS到GaNHEMT。

SiGe對應的CMOS工藝兼顧Si工藝集成度、良率和成本優(yōu)勢和第三代半導體速度優(yōu)勢，目前已經(jīng)較為成熟，適用于在6GHz以下低頻帶。但是CMOS功放版圖面積較大，設計復雜因此面臨的研發(fā)成本也并不低，在線性度、輸出功率、擊穿電壓等性能上仍不及GaAs。

而射頻材料低頻段以GaAs主導，高頻段GaN占優(yōu)。比較GaAs與GaN，低頻領(lǐng)域GaAs可以承受較高工作電壓，且GaN目前制造成本依然較高，5GSub-6GHz頻段最適用的工藝方案是GaAs。

高頻段下，濾波器由SAW技術(shù)遷移至BAW技術(shù)。

與PA面臨的挑戰(zhàn)類似，濾波器也同樣需要在高更頻段、更大帶寬下保持高性能。在2G時代，SAW濾波器為主流技術(shù)，以Murata為業(yè)界標準；而從3G時代開始，Qorvo和Broadcom為代表的歐美廠商則通過高頻段仍能保持高性能的BAW濾波器一舉登上舞臺。

SAW的頻率與速率成正比，與IDT電極間間距成反比。當間距越小是，電流密度大會產(chǎn)生電遷移和發(fā)熱等問題，因此SAW濾波器不太適合2.5GHz以上的頻率。

BAW濾波器適用于高頻（1.5GHz以上有優(yōu)勢），且尺寸會隨頻率升高而縮小，對溫度變化不敏感，擁有極低損耗與陡峭的濾波器裙邊。其工藝與成本比SAW/TC-SAW復雜，價格也更高昂。

國產(chǎn)芯片突出重圍

與數(shù)字/邏輯電路不同，射頻前端器件通常具有較高的技術(shù)、經(jīng)驗、資金等各種壁壘，國產(chǎn)射頻前端整體起步較晚，與國際先進水平仍存在一定的差距。但隨著國內(nèi)市場需求不斷增長、國家對集成電路產(chǎn)業(yè)日益重視，來自中國公司的射頻芯片公司也涌現(xiàn)出了一批佼佼者如：卓勝微、唯捷創(chuàng)芯、富滿微、飛驤科技等企業(yè)為實現(xiàn)5G射頻自主供應貢獻力量。

2021年卓勝微推出了適用于5GNR頻段的L—PAMiF產(chǎn)品，這是一款純國產(chǎn)射頻5G芯片，包含了：主集發(fā)射模組，還有集成射頻功率放大器、射頻開關(guān)，以及濾波器和低噪聲放大器等器件。

飛驤科技也宣布正式發(fā)布一套完整的5G射頻前端方案，實現(xiàn)了兩個第一：第一套完整支持所有5G頻段的國產(chǎn)射頻前端解決方案，第一套采用國產(chǎn)工藝實現(xiàn)5G性能的射頻前端模塊。

唯捷創(chuàng)芯也表示，其將對現(xiàn)有產(chǎn)品進行技術(shù)升級，包括應用于5G移動終端設備的高功率、高效率的線性功率放大器、低功耗的低噪聲放大器模組，完善公司在射頻前端的產(chǎn)品布局，為客戶提供完整的射頻解決方案，滿足客戶對高性能、高集成度的5G射頻前端解決方案的需求。

5G射頻芯片的突圍，只是一個時間問題。

中國半導體企業(yè)發(fā)展正在加快步伐，即使在未來很長一段時間，我們中國的芯片企業(yè)勢必還會面臨很多的困難，但是國家的重視力度和大力發(fā)展集成電路的決心與日俱增，就連微軟公司的創(chuàng)始人比爾蓋茨則都說：“老美的做法只會加速中國芯片產(chǎn)業(yè)的自給自足?！彼晕覀兊膰a(chǎn)芯片定能夠突破當時市場技術(shù)壁壘，芯片國產(chǎn)化的趨勢也會越來越強，行業(yè)的景氣度也會越來越高，進一步推動市場的發(fā)展，助力我國科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展