手机射频前端器件市场规模在快速增长
日前有调查研究机构发布报告称手机射频前端（RFFE）的市场规模将达到227亿美元，远超过2016年101亿美元的市场规模（https://www.i-micronews.com/category-listing/product/rf-front-end-modules-and-components-for-cellphones-2017.html#description）
研究机构称2022智能手机射频前端的市场规模将超过227亿美元（数据来源：Yole）
无独有偶，而此前高通发布的数据是到2020年智能手机射频前端器件的市场规模是180亿美金：
2020年智能手机射频前端器件的市场规模是180亿美金
移动数据的指数增长推动了更多无线频谱的需求。由于需要在设备上支持从低到高的多样化和分散的射频频段，因此对手机RF前端设计和架构提出了巨大的挑战。为了进一步应对这一挑战，市场力量也在推动手机满足以下复杂要求：多频段（国内和国际漫游）和多模式（2G （GSM）/ 3G （UMTS）/ 4G（LTE）/4.5G（LTE－Advanced）/4.9G（LTE－Advanced Pro），辅助全球定位系统（A－GPS），WiFi /蓝牙（BT），近场通信（NFC）），多输入多输出（MIMO）和载波聚合（carrier aggregation），小尺寸（更薄的ID，更大的显示屏等），同时需要平衡成本竞争力，更好的性能，更长的电池寿命和监管要求（即比吸收率（SAR：Specific Absorption Rate））。而这些需求直接与RF前端的设计相关，因此RF前端必须进行优化，以便满足利益相关者和最终客户的要求。
但是，实际的可实现方法有一些限制。在手机中每个接收或发射链路至少需要一些物理器件，并且要使用一些相当大的功率。射频前端（RFFE：Radio Frequency Front-End）可以支持的路径数量存在上限。这个上限受手机的大小，成本和性能的限制。目前和可预见的未来已经达到了可用技术的限制，RFFE的设计和优化仍然是一个重大挑战。
射频前端定义
UE中的RFFE由许多关键组件组成：
?天线和天线调谐器
?频段选择，双工器：用于频率控制的滤波器，双工器，多工器和开关
?发射机和射频功率放大器（Tx / PA）
?接收器和低噪声放大器（Rx / LNA）
基带和RF（混频器，下变频器等）部分是整个UE的关键部件，而不是RFFE的一部分。
射频前端(RFFE)的简化框图定义如下：
射频前端(RFFE)的简化框图
射频前端器件的集成可以带来的好处包括减小器件所占的空间预留更多的空间给天线，屏幕以及电池，或者更好地支持更多的频段；同时集成可以降低射频系统的插入损耗，改善手机的性能，如下面的图示：
为了处理所有主要的蜂窝频率，智能手机将PA，开关和滤波器集成到覆盖低（a）中（b）以及高（c）频段
集成的前端模块（a）与在PCB板上的分离器件相比可以减少高达0.5 dB的插入损耗（b）
射频前端的集成的主流方式是有源器件与开关和滤波器（或者双工器）集成，发射和接收的集成方式如下图所示：
发射射频前端的集成方式
接收射频前端的集成方式
无论是Yole的研究数据还是高通的数据来看未来集成射频模组是前端模块的发展趋势，而实际应用中手机OEM厂家也倾向于采用集成的射频前端器件，下面对比华为支持全球漫游的高端旗舰机P9和魅族的中低端机MX6，高端机射频前端的集成度明显高于低端机：
华为P9的射频前端器件（绿框）
魅族的MX6
P9和MX6所采用的器件对比
P9中使用的器件SKY78114已经集成了PA，双工器和开关了
另外，从上面高通和Yole的分析数据可知未来射频前端的滤波器用量会越来越大，滤波器的年复合增长率高达21%，原因是先进的移动通信采用MIMO（多输入多输出）和CA（载波聚合：carrier aggregation）来实现，业界技术人员希望通过更多的收发通道数以及汇聚更多的频段数来提升系统的速率，而这技术将显著增加射频滤波器的用量：
未来移动通信的数据速率越来越高
运营商希望汇聚多个频段的信号来提升网络速率
日前高通宣布推出一整套射频元件，提高射频元件组合的性能和灵活性，高通此举意在提升其相对市场上其他射频前端供应商的竞争力。这样高通的射频产品组合中就增加了一套砷化镓（GaAs）功率放大器模块（PA）射频前端集成双工器（FEMiD）的模块和分集接收模块。此外，高通还宣布推出新一代天线调谐解决方案，通过利用现代智能和系统级的设计进行优化。
去年高通与TDK成立合资公司（RF360控股）后，高通公司已经加强了对过滤器，双工器，开关和模块等专业知识的了解，并与许多一线手机OEM厂商（包括三星，苹果和华为三大智能手机厂商）进行了接触。从技术角度来看，TDK的业务是表面声波（SAW），温度补偿（TC）SAW和体声波（BAW）滤波器等，它将使合资企业聚焦手机RF滤波器能够满足全球OEM的任何需求。这些滤波器和模块能力强化了高通RF器件产品组合的吸引力，不仅适用于智能手机，还包括其他应用，就像Qualcomm的QCT（高通的CDMA技术）业务一样，TDK的射频功能超越了智能手机，并支持其他设备和应用，包括平板电脑，可穿戴设备和汽车产品等。也就是说与TDK的合资公司增强了高通射频产品的能力，使高通可以与Skyworks Solutions，Qorvo和Broadcom等其他RF前端供应商更好地竞争。
目前手机中的主要核心器件都国产化了，唯独有射频器件，目前的国内射频器件厂家的射频器件大多存在于低端机中，主要是“山寨”年代的残留实力；对中国厂家而言，滤波器才是最大的挑战，这里面主要是专利和工艺。下面是可以集成在模组中几种高性能滤波器技术前100篇专利的厂家分布情况，其中难觅中国厂家的身影：
全美一共有2329篇与BAW相关的滤波器专利：前100篇专利申请公司分布
全美一共有1547篇与FBAR滤波器相关的滤波器专利：前100篇专利申请公司分布
全美一共有1349篇与TC－SAW相关的滤波器专利：前100篇专利申请公司分布
即将到来的5G通信技术预计会在通信市场创造新的订单。所有主要的RF前端的竞争者们正在努力提供可集成在智能手机中的器件。并不是所有的技术都能满足5G的要求，但是其中每个玩家都有可能赢得胜利，只要早作准备就有机会，
目前能够量产的国产Saw滤波器，由于芯片太厚，都没法做进集成模块，只能做外挂在芯片外面，这明显地更不上射频前端集成模组化的发展趋势，目前国产厂家的滤波器水平还相当于10年前的手机PA水平。对于像GSM，2G或3G这样的低频通信，SAW滤波器市场中的低成本竞争者将有机会超过对手，因为高质量的竞争对手将重点转移到使用BAW滤波器或者FBAR滤波器的4G和5G市场，同时现在已经有更好的集成技术来把所有前端通信器件集成到一个模块中，而对国产厂家而言滤波器是瓶颈中的瓶颈。
全国政协委员、中国中信集团有限公司董事长常振明此前表示中国每年进口芯片花费外汇远超石油，他认为最重要的工作就是创新，“用科技手段来补这个短板”。
日前，以芯片产业并购闻名的紫光集团获得1500亿元投融资金的支持，分别来自国家开发银行和华芯投资，即近日，国家开发银行、华芯投资管理有限责任公司分别与紫光集团签署了《“十三五”开发性金融合作协议》和《战略合作协议》。根据协议，在“十三五”期间，国家开发银行将为紫光集团提供各类金融产品及服务，意向支持紫光集团融资总量1000亿元;华芯投资拟对紫光集团意向投资不超过500亿元人民币，重点支持紫光集团发展集成电路相关业务板块。
无论是用“科技手段”还是采用“并购方式”，我们期待着尽快补齐“红色供应链”上最关键的一环－－射频器件尤其是射频滤波器这个致命的短板！
（完）
