2017年手机射频前端模块和组件市场报告

手机通信技术的演进

2016年至2022年手机射频前端市场规模翻番有余

手机射频（RF）前端模块和组件市场发展很快，2016年其市场规模为101亿美元，预计到2022年将达到227亿美元，复合年增长率为14%。这样的高速增长，惹得其它半导体市场中的厂商羡慕不已。但是，各种手机射频前端组件的增速不一，如天线调谐器（Antenna tuners）的复合年增长率为40%，滤波器（Filters）的复合年增长率为21%，射频开关（Switches）的复合年增长率为12%，而射频功率放大器和低噪声放大器（PAs & LNAs）的复合年增长率仅为1%。

2016~2022年手机射频前端模块和组件市场

滤波器是射频前端市场中最大的业务板块，其市场规模将从2016年的52亿美元增长至2022年的163亿美元。滤波器市场的驱动力来自于新型天线对额外滤波的需求，以及多载波聚合（CA）对更多的体声波（BAW）滤波器的需求。
功率放大器（PA）和低噪声放大器（LNA）是射频前端市场中第二大的业务板块，但是其增长乏力。高端LTE功率放大器市场的增长将被2G和3G市场的萎缩所平衡。由于新型天线的出现和增长，低噪声放大器市场将稳步前行。

PA模块

LNA LMM和LNA RDM

开关是射频前端市场中第三大的业务板块，其市场规模将从2016年的10亿美元增长至2022年的20亿美元。该市场将主要由天线开关业务驱动而增长。

最后，天线调谐器是射频前端市场中最小的业务板块，2016年市场规模约为3600万美元，预计2022年将达到2.72亿美元。该市场的主要增长原因是调谐功能被添加到主天线和分集天线中。

手机射频前端是一个高度复杂的产业

手机射频前端市场的两位数增长带来了“甜蜜的烦恼”：增加了复杂性！

部署和接入3G及4G网络加速了智能手机的发展，使得人们享受了更多的网络服务，包括即时消息、音乐、照片、电影、视频聊天等。高品质的视频下载和上传是对增强带宽和峰值数据速率的“无限”驱动。

iPhone智能手机支持的频段数量

移动数据的这种持续性增长已经导致需要使用更多的无线电频谱。在移动通信中，随着用户数量和技术种类的激增，无线电频谱成为稀缺资源。

为了应对上述的这种过度需求，手机必须满足复杂的要求，例如：
- 支持区域和全球漫游的多频带
- 支持多种蜂窝模式，包括2G、3G、4G、WiFi、蓝牙（Bluetooth）、近场通信（NFC）、全球定位系统（GPS）
- 利用多输入多输出（MIMO）改善通信质量，使得数据速率提高和有效范围增加
- 利用智能天线技术（如波束成形或分集）来增强单个数据信号的性能
- 载波聚合（CA）支持更宽的带宽，提升带宽体验，如提供更高的峰值数据速率、更大的总体网络容量和更低的延迟等

所有这些要求（频带从低频到高频）给手机射频前端架构、设计和制造带来了巨大的挑战！

因此，手机射频前端产业对“创新”求贤若渴，其创新主要体现在三个方面：
- 材料：开发新的射频SOI衬底，如SOITEC公司的e-Si衬底，以减少衬底漏电或减小寄生电容。
- 设计：新型内部组件设计，如ACCO公司的功率放大器，可以提高基于SOI的功率放大器性能，并可以与用于中低频带的砷化镓（GaAs）功率放大器展开成本竞争。
- 架构：将三个双工器（duplexer）集成到六工器（hexaplexer）中，或者构建多模多带功率放大器模块，可以工作于所有的低频带、高频带或中频带。

手机射频前端的创新之处

四家厂商垄断90%的手机射频前端市场，新厂商如何进入？

博通（Broadcom）、Skyworks、Qorvo和村田（Murata）已经确立了在手机射频前端市场中的领先优势。而新厂商必须能够大批量供应满足手机行业需求的产品，同时还要获得大客户的支持。

另一方面，一旦新技术落地，可能在五年内占领市场，并改变制造商和供应商的产业格局。

举个例子，在天线射频开关（RF-switch）中，SOI开关从2010年的不到20%市场份额增长至2016年的95%市场份额，Peregrine等公司从蓝宝石上硅（Silicon-on-Sapphire, SOS）切换至SOI。

当创新发生时，整个产业链和价值链将改变，厂商要么努力适应，要么黯然离开。衬底供应商和代工服务商将受到这种快速技术变革的深刻影响。

射频前端产业的整合并购历史

领先的厂商和潜在的“颠覆性技术”厂商

短期内，类似Cavendish Kinetics拥有低损耗RF MEMS xPxT开关的厂商可以实现射频前端架构的创新，且无需昂贵的双工器和多路复用器。

从长远来看，潜在的技术创新甚至可以颠覆手机射频产业。例如，Seamless Waves公司正在开发基于CMOS的可调谐模数转换器和可调谐数模转换器，其可以主动地聚焦于特定频率，并调整带宽，从而仅转换输入信号的所需部分。如果这项技术设法实现智能手机所需的低功耗和小尺寸，将很有可能改变射频前端产业，并衍生出更多的创新发展！