王雷
目前,對智能手機產(chǎn)品性能的宣傳中,主要集中在架構、CPU、GPU、基帶、ISP(圖形信號處理)等方面,其實手機的射頻芯片才是影響智能手機性能的關鍵部件。
智能手機使用感受很重要的兩點,都決定于射頻芯片的性能:一個就是手機的信號好壞,射頻是直接負責信號的收發(fā);另一個是手機的待機時間,手機上耗電最大的部件就是功率放大器(PA),其效率將直接影響智能手機的待機情況。
隱藏的藍海市場
手機的射頻部分中的關鍵元件主要包括:RF收發(fā)信機、功率放大器 (PA)、天線開關模塊(ASM)、前端模塊(FEM)、雙工器、RF SAW濾波器等。4G手機的快速發(fā)展拉動了射頻芯片市場的發(fā)展,一臺標準2G手機的射頻芯片部分只有大約0.55美元的成本,3G手機達2.75美元,4G手機達8美元,全球標準的4G手機達13美元以上。
2014年射頻芯片市場規(guī)模大約75.16億美元,2015年市場規(guī)模則達到100.80億美元,比2014年增長34.1%。預計到2016年仍然能夠保持17.3%的增幅。據(jù)INTERNATIONAL BUSINESS STRATEGIES分析,預計到2020年,射頻芯片產(chǎn)品的市場份額達到466億美元,收發(fā)信機和功率放大器將占有射頻芯片市場的51%。
截止到2015年,全球移動智能終端射頻芯片相關專利申請共3.6萬余項。針對電路設計做出的專利申請3.2萬項,涉及器件工藝的4000余項。這同目前行業(yè)內設計公司數(shù)量眾多,而代工廠家較少的現(xiàn)狀吻合。
無論在總申請量排名還是近十年、近五年申請量排名中,村田、三星和博通三家企業(yè)均處于前五名,是目前行業(yè)內專利實力最為雄厚的企業(yè);華為、太陽誘電和RFMD三家企業(yè)盡管在總申請量排名中沒有進入前十位,不過在近十年、近五年這三家公司的申請量較為可觀,分別位列第六、第七、第十和第四、第八、第六;NEC、東芝、京瓷、三菱、LG在專利申請量排名中均進入了前十位,但反觀近十年和近五年的申請量排名,這幾家公司已經(jīng)不見蹤影。
這里要特別關注一家企業(yè)美國Skyworks公司。這是一家從事射頻技術研發(fā)和模擬半導體的公司,于2010年成立。Skyworks公司是蘋果公司的主要射頻芯片提供商,其主要產(chǎn)品有功率放大器、濾波器、振蕩器等射頻前端模塊以及集成的射頻前端。Skyworks公司的客戶除了蘋果以外,還有三星、華為、LG、中興等廠商。
中國的智能手機市場非常巨大,Skyworks的主要營收來源于中國,因此,作為除本土外最大的目標市場,該公司對中國進行了明確的專利布局。
崛起的FBAR勢力
目前智能手機產(chǎn)品的設計要求可在全球多個頻段工作,在射頻前端電路的相同空間內加入更多的濾波器藉助Microcap微型封裝技術,F(xiàn)BAR濾波器可以通過芯片級封裝滿足絕大多數(shù)的空間受限應用。同時FBAR濾波器可以支持高挑戰(zhàn)性頻段分配的陡峭濾波曲線以及具有非常好的帶外抑制能力。
業(yè)界普遍認為未來幾年無線通信技術的發(fā)展是圍繞LTE-A和4.5G技術的,而最早在2020年,將迎來5G技術的時代,移動通信頻帶將達到驚人的6GHz~60GHz,在如此高頻,如此寬帶的頻帶上,現(xiàn)有的技術中最有可能被采用的濾波器件就是FBAR器件,現(xiàn)有實驗室中制造的FBAR濾波器已經(jīng)可以在20GHz以上的頻帶實現(xiàn)高性能的濾波。
可以預計在未來的幾年內,將有大量的人力物力投入到相關的研究和產(chǎn)品開發(fā)工作中去,也一定會再一次掀起FBAR的熱潮。
對于FBAR技術的專利要特別關注Avago公司,Avago作為FBAR技術的原創(chuàng)者,在這一領域一直處于世界領先地位,Avago在中國共有涉及FBAR的專利申請29篇。這29篇申請中有5篇待審,其余24篇全部授權,有2件專利在2015年因費用終止,22件專利申請仍在保護期內;這29件申請全部享有美國優(yōu)先權。
Avago的這些申請質量非常高,進入中國的申請幾乎每一件都是重要專利。重要專利如“CN01142499制造薄膜體聲諧振器的改進方法和以該法實現(xiàn)的薄膜體聲諧振器結構空氣隙結構”、“CN01122139聲波諧振器基于空氣隙結構”、“CN03825078無晶體振蕩器的收發(fā)器基于FBAR振蕩器的RF收發(fā)器”、“CN200480029947具有可控制通帶寬的解耦層疊體聲諧振器帶通濾波器疊層FBAR,疊層間形成聲解耦器”、“CN200480029992穩(wěn)固安裝的層疊體聲諧振器Bragg反射器”等。
同時要看到的是國內企業(yè)目前在FBAR的市場產(chǎn)品和專利儲備同時比較薄弱。我國尚沒有一家企業(yè)可以提供商業(yè)化的FBAR諧振器、濾波器或者雙工器。
移動智能終端射頻芯片領域技術發(fā)展迅速,市場前景巨大,競爭格局多變。芯片市場屬于技術高度密集產(chǎn)業(yè),國內申請人可以結合專利信息和產(chǎn)業(yè)信息,通過收購、合作等方式來提升研發(fā)實力。不斷關注重點領域的技術分布、技術路線演進、研發(fā)團隊形成模式,繼續(xù)攻堅,積極布局,在跟隨中謀求發(fā)展。