靠近天線部分的設(shè)備是射頻前端設(shè)備。 射頻前端包括發(fā)射通路和接收通路。 發(fā)射通路的器件不多，功率放大、濾波之類的。 接收通路的器件比較多一點，包括低噪聲放大器（LNA）、濾波器等器件，包括增益、靈敏度、射頻接收帶寬等指標(biāo)，要根據(jù)產(chǎn)品特點進(jìn)行設(shè)計，目的是保證有用的射頻信號能完整不失真地從空間拾取出來并輸送給后級的變頻、中頻放大等電路。
射頻前端是指在通訊系統(tǒng)中，天線和中頻（或基帶）電路之間的部分。在這一段里信號以射頻形式傳輸。對于無線接收機(jī)來說，射頻前端通常包括：放大器，濾波器，變頻器以及一些射頻連接和匹配電路。
射頻器件是無線連接的核心，凡是需要無線連接的地方必備射頻器件。在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用推動下，未來全球無線連接數(shù)量將成倍的增長。高通預(yù)計到 2020 年，全球?qū)崿F(xiàn)無線連接的終端設(shè)備數(shù)量超過 250 億個。
無線連接需求不止，射頻器件行業(yè)機(jī)會不斷。手機(jī)配臵的無線連接協(xié)議越來越多，直接驅(qū)動射頻器件行業(yè)持續(xù)成長。從早期的 2G 單一通信系統(tǒng)，到現(xiàn)在的2G、 3G、 4G、 Wifi、藍(lán)牙、 NFC、 FM，手機(jī)需要支持 7 個以上無線通信系統(tǒng)，射頻器件單機(jī)價值數(shù)倍于十年前的系統(tǒng)。
5G演進(jìn)是循序漸進(jìn)的過程，創(chuàng)新射頻器件技術(shù)有望在 4.5/4.9G得到應(yīng)用。 2G到 3G 的演進(jìn)過程中，無線通信經(jīng)歷了 UMTS、 HSPA、 HSPA+三個階段； 3G到 4G 的演進(jìn)過程經(jīng)歷了 class 1-2、 class3-4、 class5 三個階段。
我們認(rèn)為向，5G 的演進(jìn)過程同樣是一個循序漸進(jìn)的過程，會經(jīng)歷 4.5G/4.9G 等中間形態(tài)。
而在這些中間形態(tài)中（2018 年左右），就會有一些射頻技術(shù)實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。射頻器件在消費(fèi)電子及軍工產(chǎn)業(yè)都有著至關(guān)重要的應(yīng)用，產(chǎn)業(yè)資本及國家大基金的重視程度將與日俱增。在各方資本的助力下，國內(nèi)射頻器件行業(yè)將迎來新一輪行業(yè)大發(fā)展機(jī)遇。
PA 芯片領(lǐng)域：
PA 芯片行業(yè)迎來接口標(biāo)準(zhǔn)化及砷化鎵晶圓代工向國內(nèi)轉(zhuǎn)移兩大紅利，國內(nèi) PA 廠商的產(chǎn)品研發(fā)及生產(chǎn)過程更加順暢，預(yù)計在 5G 時代國產(chǎn)替代率將大幅提高。目前國內(nèi)已經(jīng)涌現(xiàn)出諸如漢天下、中普微、 RDA 等一批 PA優(yōu)秀廠商。
濾波器領(lǐng)域：
到 2020 年，頻段數(shù)量新增 50 個以上，理論上新增一個頻段需要配置2 個濾波器，頻段數(shù)量增長直接驅(qū)動濾波器數(shù)量大幅增長。
天線領(lǐng)域：
MIMO 多天線技術(shù)的應(yīng)用，單個手機(jī)及基站配臵的天線數(shù)量成倍增長。 5G 最大的變化是引入高頻率頻段，天線的設(shè)計方案將由現(xiàn)有的單體天線改為陣列天線，新型磁性材料及 LTCC 集成技術(shù)將是 5G 天線的核心技術(shù)。國內(nèi)廠商在 4G 天線已經(jīng)占據(jù)國際領(lǐng)先位臵，產(chǎn)品已進(jìn)入蘋果、三星等高端手機(jī)品牌。而在厘米波、毫米波通信領(lǐng)域，國內(nèi)科研院所積累了豐富的技術(shù)經(jīng)驗，雷達(dá)及衛(wèi)星通信的技術(shù)處于全球領(lǐng)先地位。我們看好在 5G 浪潮推動下，軍用
厘米波/毫米波技術(shù)向消費(fèi)電子領(lǐng)域的轉(zhuǎn)化邏輯。
什么是射頻器件
射頻器件是無線通訊設(shè)備的基礎(chǔ)性零部件，在無線通訊中扮演著兩個重要的角色，即在發(fā)射信號的過程中扮演著將二進(jìn)制信號轉(zhuǎn)換成高頻率的無線電磁波信號；在接收信號的過程中將收到的電磁波信號轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)字信號。
無論何種通信協(xié)議，使用的通訊頻率是高是低，配臵射頻器件模塊是系統(tǒng)必備的基礎(chǔ)性零部件。無論是使用 13.56Mhz 的信號作為傳輸載體 NFC 系統(tǒng)；抑或是使用900/1800Mhz 信號作為傳輸載體的 GSM 通訊系統(tǒng)； 還是使用 24Ghz 和 77Ghz 電磁波信號作為傳輸載體的無人駕駛毫米波雷達(dá)，均需要配臵射頻器件模塊。作為無線通
訊不可缺少的基礎(chǔ)一環(huán)，射頻器件的技術(shù)革新是推動無線連接向前發(fā)展的核心引擎之一。在聯(lián)網(wǎng)設(shè)備大規(guī)模增長的環(huán)境下，射頻器件行業(yè)是未來成長最快且最確定的方向性資產(chǎn)。
未來的世界是一個無線連接一切的世界。根據(jù) Gartner 預(yù)測，到 2020 年，聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將達(dá)到 250 億部，實現(xiàn)全球平均每個人 3 個聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的規(guī)模。而據(jù) Gartner 統(tǒng)計，在2015 年，全球消費(fèi)行業(yè)僅僅只有 29 億部聯(lián)網(wǎng)設(shè)備；工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域僅 7.36 億部聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。在無線聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備從 2015 年的 36 億部增加至 250 億部的大趨勢下，射頻器件的年產(chǎn)值將增加數(shù)倍。
射頻前端的構(gòu)成
射頻前端模塊由功率放大器（PA）、濾波器、雙工器、射頻開關(guān)、低噪聲放大器、接收機(jī)/發(fā)射機(jī)等組成。其中功率放大器負(fù)責(zé)發(fā)射通道的射頻信號放大；濾波器負(fù)責(zé)發(fā)射及接收信號的濾波；雙工器負(fù)責(zé) FDD 系統(tǒng)的雙工切換及接收/發(fā)送通道的射頻信號濾波；射頻開關(guān)負(fù)責(zé)接收、發(fā)射通道之間的切換；低噪聲放大器主要用于接收通道中的小信號放大；接收機(jī)/發(fā)射機(jī)用于射頻信號的變頻、信道選擇。
移動通信終端各個射頻器件之間的信號傳輸關(guān)系
以 iPhone 7 的配臵來看，手機(jī)配臵了 3 顆 PA 芯片（高、中、低頻段）， 2 顆濾波器組， 2 顆射頻開關(guān)， 2 顆 PA、濾波器一體化模組。
表 1: 蘋果 iPhone 7 的射頻前端芯片主要供應(yīng)商
市場規(guī)模達(dá) 110 億美金，行業(yè)保持雙位數(shù)高速成長
2015 年，全球移動終端射頻器件市場規(guī)模約有110 億美金。根據(jù)高通半導(dǎo)體的預(yù)測，移動終端的射頻前端模塊在 2015-2020 年間的復(fù)合增速在 13%以上，到 2020 年市場規(guī)模將超過 180 億美金。
射頻前端模塊市場增長強(qiáng)勁，一方面，2015年全球 4G終端出貨量占比剛剛躍過50%，滲透率的提升保證了未來 2 年的成長動能。另一方面 4G 到 5G 的演進(jìn)過程中，射頻器件的復(fù)雜度逐漸提升，射頻器件的單部手機(jī)價值量會得到提升。
而隨著終端支持的無線連接協(xié)議越來越多，從最初的 2G 網(wǎng)絡(luò)到現(xiàn)在的 NFC、2G/3G/4G網(wǎng)絡(luò)、 WiFi、藍(lán)牙、 FM 等，通信終端的射頻器件單機(jī)價值量增長了數(shù)倍。展望未來，4G 的滲透率尚未飽和，滲透率提升將繼續(xù)驅(qū)動射頻器件單機(jī)價值量增長。另外 5G通訊為射頻器件行業(yè)帶來新的增長機(jī)遇，一方面射頻模塊需要處理的頻段數(shù)量大幅增加，另一方面高頻段信號處理難度增加，系統(tǒng)對濾波器性能的要求也大幅提高。
在早期的 GSM 手機(jī)中，射頻器件的單部手機(jī)價值量不足 1 美金，而如今 4G 時代，蘋果、三星的高端旗艦機(jī)型的射頻器件單機(jī)價值量超過 12.75 美金，單機(jī)價值量在過去的十年間增長了數(shù)倍。
3G 終端轉(zhuǎn)換為 4G 終端帶來單機(jī)價值量翻倍以上增長。 根據(jù)美國射頻器件巨頭Triquent的預(yù)測， 進(jìn)入 4G 時代， 單部手機(jī)射頻器件價值從 3G 終端的 3.75 美金提升至 7.5 美金，支持全球漫游的終端設(shè)備 ASP 甚至達(dá)到了 12.75 美金。
單部手機(jī) RF器件價值量演變（美金）
單臺手機(jī) RF器件價值量
5G 三大技術(shù)升級，射頻器件迎來革新機(jī)會
5G 通信為了實現(xiàn)在通訊速率及容量上的升級， 在技術(shù)上主要有三大變化：一是使用了更多的通訊頻段；二是使用量 MIMO 多天線技術(shù)；三是使用了載波聚合技術(shù)。
（1）通訊頻段帶來的機(jī)會
在 2012 年全球 3G 標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會 3GPP 提出的 LTE R11 版本中，蜂窩通訊系統(tǒng)需要支持的頻段增加到 41 個。根據(jù)射頻器件巨頭 skyworks 預(yù)測，到 2020 年， 5G 應(yīng)用支持的頻段數(shù)量將實現(xiàn)翻番，新增 50 個以上通信頻段，全球 2G/3G/4G/5G 網(wǎng)絡(luò)合計支持的頻段將達(dá)到 91 個以上。
理論上，單個頻段的射頻信號處理需要 2 個濾波器。由于多個濾波器會集成在濾波器組中，手機(jī)配臵的濾波器器件與頻段數(shù)量之間的關(guān)系并非簡單線性比例關(guān)系。但頻段增多之后，濾波器設(shè)計的難度及濾波器數(shù)量大幅增加是確定的趨勢，相應(yīng)的價值量和銷售數(shù)量都會數(shù)倍于目前的濾波器。
就實際應(yīng)用而言，國內(nèi)市場銷售的手機(jī)普遍支持五模十三頻，即支持的頻段數(shù)量為13 個。 而在之前，國內(nèi) 2G 手機(jī)僅需要支持 4 個頻段， 3G 手機(jī)至少支持 9 個頻段，支持頻段的數(shù)量在每一代通信系統(tǒng)升級過程中都有大幅提升。
美國 FCC（聯(lián)邦通信委員會）在今年 7 月份劃定了 5G 頻段，是世界上第一個確定5G 高頻段頻譜的國家。美國 5G 通信頻段包括3.85Ghz、 7Ghz、 27.5-28.35 Ghz、37-38.6 Ghz、 38.6-40 Ghz、 64-71 Ghz。 從美國劃定的 5G 頻段來看，新增頻段集
中在 3.8-7Ghz、 27-40Ghz、 64-71Ghz 的低、中、高三大頻段，高頻率頻段對濾波器的性能要求更加苛刻，濾波器行業(yè)面臨著一場從材料到制造工藝的全新技術(shù)革命。
表2 LTE 到 5G演進(jìn)的主要技術(shù)參數(shù)
無線頻段數(shù)量的演變（ 1999 年-2012 年）
（2）MIMO技術(shù)帶來的射頻天線機(jī)會
MIMO 技術(shù)指信號發(fā)射端和接收端采用多根發(fā)射天線和接收天線的通訊技術(shù)。 MIMO技術(shù)使得通訊的速率及容量成倍的增長，是 LTE 及未來 5G 的關(guān)鍵技術(shù)之一。 MIMO技術(shù)的應(yīng)用普及為天線行業(yè)帶來巨大增量市場，基站及終端天線迎來快速增長的行業(yè)性機(jī)會。
為提升通訊速率，預(yù)計到 2020 年， MIMO64x8 將成為標(biāo)準(zhǔn)配臵，即基站端采用 64根天線，移動終端采用 8根天線的配臵模式。目前市場上多數(shù)手機(jī)僅僅支持MIMO 2x2技術(shù)，如若采用 MIMO64x8 技術(shù)，基站天線的配臵數(shù)量需要增長 31 倍，手機(jī)天線數(shù)量需要增長 3 倍。
（3）載波聚合帶來射頻開關(guān)及濾波器機(jī)會
載波聚合技術(shù)將數(shù)個窄頻段合成一個寬頻段，實現(xiàn)傳輸速率的大幅提升。載波聚合技術(shù)的引進(jìn)大大增加了對射頻器件性能的要求以及射頻系統(tǒng)的復(fù)雜度。
目前市場上的射頻器件主要采用 2 載波的載波聚合。 2017 年，國內(nèi)的三大電信運(yùn)營商將正式啟動三載波的聚合，而到 2018 年，四載波甚至五載波的載波聚合將出現(xiàn)在手機(jī)通訊應(yīng)用中。例如載波聚合技術(shù)要求射頻天線開關(guān)具有極高的線性度，以避免與其他設(shè)備發(fā)生干擾，對于濾波器及射頻開關(guān)的性能要求將更加苛刻。
隨著載波聚合的逐步普及，射頻 MEMS 開關(guān)行業(yè)將迎來快速增長。目前機(jī)遇 SOI 工藝的射頻開關(guān)正在接近技術(shù)極限，無法滿足IIP3=90dbm 的要求。能夠達(dá)到IIP3>90dbm 的射頻性能目標(biāo)的唯一一種開關(guān)是射頻 MEMS 開關(guān)，因此射頻 MEMS開關(guān)將在未來 5G 時代迎來確定性增長機(jī)會。
