一、5G网络一共29个频段,根据3GPP的划分,5G NR(5G New Radio指全新空口设计的全球性5G标准)分为两个频谱范围,FR1和FR2。具体介绍如下:
1、FR1包括从n1/n2/n3到n84等26个频段。FR1 的频率范围为 410 MHz – 7,125 MHz(因大部分频谱在 6GHz以下,通常称为 Sub-6GHz)。
FR1 中3GHz~6GHz 频段范围称为 5G 新频段。n77 、 n78 、 n79 的频率范围分别为3.3GHz~4.2GHz 、3.3GHz~3.8GHz、4.4GHz~5.0GHz。其中 n78 的频率范围包含于n77 频段,因此支持 n77/n78 频段的产品通常称为单频产品,支持n77/n78/n79 频段的产品通常称为双频产品。
3GHz 以下原 4G LTE通信的主要频段范围内应用 5G 通信技术,实现对 4G LTE 通信频段的复用,该等频段称为 5G 重耕频段。n1、n3、n71,这里的n代表new radio,相对于4G时代的B代表band。Band1,band3与n71这三个频段是第一批都进行4G重耕的频段,band1,band3可能会在中国,但是在未来哪年不是一个短期能看到的,主要的重耕可能会发生在欧洲,n71发生在美国。
n41会是未来第一个从4G重耕成5G的频段,n41在美国被做重耕,中国后面也会。n41频率范围分别是2515MHz-2675MHz和4800MHz-4900MHz , n41频段包括了目前4G在用的2.6GHz频段和高于3G的频段,所以有的把他分为重耕频段,有的说它是新频段,产品方面划分的话,把它划为重耕频段。
2、 FR2包括n257、n258、mn260三个频段,频率范围为24250 MHz-52600 MHz (毫米波)。
2、 目前国内主要使用的是Sub6GHz,包括n1/ n3/ n28/ n41/ n77/ n78/ n79共7个频段。
N1(中国联通5G和中国电信5G);
N3(未来5G频段);
N28(中国广电5G:黄金频段);
N77(日本和欧洲5G频段。N77完整包含了N78);
N78(中国联通5G和中国电信5G。全球5G主用频段);
N79(中国移动5G后期);
N41(中国移动5G)
N260(美国主要5G频段,美国还有N71频段、N41频段。国内手机用美国的4G频段就可以,用5G需要买美国运营商定制的手机。)
总之,市场发布的5G手机支持n41/ n77/n78/ n79或者n41/ n77/ n79频段就能满足使用,美国5G需要买美国运营商定制的手机。
3、 说这么些,就是要对射频前端模组进行分类:射频前端模组分为5G新频段模组和5G重耕频段模组,5G新频段有单频模组和双频模组。
3GHz 以上的新频段,频谱资源丰富,干扰频段较少,对滤波器性能的要求相对下降,而 PA 芯片的设计难度大幅提升,已成为 5G 新频段射频前端的关键瓶颈。多频段、高性能的滤波器和双工器在 3GHz 以下的重耕频段的重要性极高,而该频段商用时间较长,PA 技术已经相对成熟,已有多家国产射频前端公司在该领域实现突破。
4、 从事模组制造的上市公司有有卓胜微、唯捷创芯、麦捷科技,递交招股说明书的有慧智微、飞骧科技、好达电子,紫光展锐也启动过科创板上市,昂瑞微等。
卓胜微是先做接收模组,再做发射模组,其他厂家是先做发射模组,再做接收模组。卓胜微的接收模组在国内厂商中遥遥领先,参与国际大厂的竞争,这个没什么好讲的,接收模组价值量小,这次只说5G发射模组的国内厂商的情况。
5G发射模组主要就两种PAMiF和PAMiD,以及它们再集成LNA形成的L-PAMiF和L-PAMiD。
2021 年,L-PAMiF国产厂商最高市占率不超过9.7%。国产厂商中5G 新频段 L-PAMiF 唯捷创芯的市占率5.84%,慧智微1.96%,其他国产厂商不超过1.89%。慧智微2022年1-6月销售L-PAMiF模组587万颗,卓胜微2021年末推出L-PAMiF,2022Q1累计销售数量接近600万颗。在国产厂商中现阶段该领域主要是唯捷创芯、卓胜微和慧智微实现规模量产。这一个例子,也就概括了发射模组领域的实力对比,唯捷创芯最好,有先发优势和市场占有率优势,卓胜微、慧智微、飞骧科技、锐石创芯第二梯队,卓胜微有冲击唯捷创芯的势头。
L- PAMiD壁垒更高,市场全部为国外大厂占领,其需要在模组有限的空间内集成若干颗超小尺寸、超薄厚度、高频性能优异的滤波器、多工器,均为 SAW 滤波器或 BAW 滤波器;目前均被村田、TDK、Broadcom、Qorvo 等少数大型跨国企业所垄断及掌握。虽然该等企业对外销售 SAW 滤波器和 BAW 滤波器产品,但均系封装后的产成品,不可用于 PA 模组内部;对于可封装在 PA 模组内部的超小、超薄的 SAW或 BAW 滤波器、多工器产品,通常仅供自用。此种情况下,实质上构成了对其他射频前端企业的主要技术壁垒。
再说一组数据分析各个厂商在发射模组的情况: 慧智微、唯捷创芯、飞镶、昂瑞微、锐石创芯等厂商已在 2020-2021 年实现 5G PA 模组量产出货,分别来看:慧智微是国内第一家量产 5G PA 的公司,2020 年推出集成度较高的 S55255 5G 频段射频前端集成收发模组 L-PAMiF,已应用于 OPPO K7x、Galaxy A22 等手机;唯捷创芯是 4G PA 出货量最大的国产厂商,于 2020 年推出 5G Sub-3GHz Phase5N 产品并实现量产;锐石创芯推出了国产首颗支持 5G N41 频段全频段及 Power Class2 的 PAMiF 产品,并已在国 内手机客户端量产;昂瑞微在 5G PA 方面推出了 OM9902-11、OM9901-11 等产品(已应 用于荣耀 50 手机),在 5G PAMiD 方面则推出了 OM9085-11 等产品。
分别分析
1、 慧智微2020 年在国产厂商中率先推出 5G 新频段L-PAMiF发射模组,支持 n77/n78/n79 频段,单双频模组都有,2021年推出 n41 频段5G PAMiF 产品。重耕频段L-PAMiD处于客户送样验证阶段,中高频段 L-PAMiD 处于内部调试开发中。
高集成度模组要求射频声学滤波器满足高性能、小尺寸和模组封装的特殊需求,需要供应商不仅具备优秀的设计能力,还拥有出色的工艺能力。尽管国内已有几十家射频滤波器和多工器厂商,但目前还缺乏 L-PAMiD 用滤波器、多工器的供应能力。公司采用基于绝缘硅工艺的高度集成技术和全倒装封装工艺,提升了集成度、减小了晶圆所占用的模组面积,并降低对高品质滤波器/多工器的面积需求,有利于放宽 L-PAMiD 对高品质滤波器/多工器的选用限制。
2、卓胜微:2021年末推出5G L-PAMiF,2022Q1量产。L-PAMiD 模组处于研发阶段,同时公司研发工艺人员正在推进高端滤波器项目,包括发射端滤波器的研发,有望集成进LPAMiD 模组(需要集成多模多频PA和高性能滤波器、多工器等)。如果高端滤波器研发顺利,预计23 年将具备 LB LPAMiD的生产能力。
3、唯捷创芯,滤波器外购,2020 年,5G新频段L-PAMiF模组少量销售。当前射频前端主要差距在于小体积、大功率、高稳定性的多工器。公司滤波器合作厂商是海外厂商,合作良好,通过双方在技术上的配合,快速推出了5G重耕频段L-PAMiD,正在客户端推广,小批量生产阶段。
4、麦捷科技发射模组处于研发阶段,接收模组量产。
5、飞骧科技:Sub 6 GHz L-PAMiF,当前主要应用于 5G 通信中的 3.3GHz-4.2 GHz 频段,频段覆盖 n77/78等频段,单频模组。重耕频段L-PAMiD模组覆盖 4G LTE 频段向 5GNR的重耕频段,已完成设计并开始样品验证。
6、好达电子:射频模组处于技术开发阶段。
7、昂瑞微,原名中科汉天下,没有上市,只有笼统介绍:5G PAMiF已经实现大规模量产,全集成5G重耕频段 PAMiD产品已送往客户验证,预计2023年上半年将量产出货。
8、紫光展锐没有上市,只有笼统介绍,全球少数全面掌握 2G/3G/4G/5G、Wi-Fi、蓝牙、电视调频、卫星通信等全场景通信技术的企业之一,并具备稀缺的大型芯片集成及套片能力。产品包括移动通信中央处理器,基带芯片,AI 芯片,射频前端芯片,射频芯片等各类通信、计算及控制芯片。可以看出,射频前端是它的业务之一。
9、锐石创芯:官网介绍,2020年推出国内首款支持N41频段的PAMiF,2021年国产PA厂商唯一大批量出货PAMiD,导入物联网模块市场,不是手机。