遠(yuǎn)川科技評論近日從產(chǎn)業(yè)鏈人士處獨(dú)家獲悉，中芯集成電路（寧波）有限公司（以下簡稱“中芯寧波”）的全自主知識產(chǎn)權(quán)體聲波諧振器工藝技術(shù)平臺SASFR®，已支持多家設(shè)計公司實現(xiàn)射頻前端中高頻體聲波濾波器（BAW）量產(chǎn)，客戶產(chǎn)品性能已達(dá)到國內(nèi)最優(yōu)、業(yè)界先進(jìn)水平，可開始向高端5G手機(jī)供貨。
這標(biāo)志著，此前據(jù)傳被博通BAW濾波器卡脖子的華為5G手機(jī)，或許有了一線生機(jī)。
這也標(biāo)志著，中國射頻芯片行業(yè)在經(jīng)歷了十年的奮斗后，終于補(bǔ)上了最后一塊短板。
射頻，在芯片行業(yè)中是一個看起來不起眼、卻位置尊崇的角色，它就像基帶芯片的四肢，是實現(xiàn)手機(jī)通訊功能的核心執(zhí)行者。
技術(shù)難度從低往高，這類芯片細(xì)分為：switch，即開關(guān)，選擇信號通路；LNA，即低噪聲放大器，接收微弱信號；PA，即功率放大器，把手機(jī)發(fā)出的微弱信號放大發(fā)射出去；filter，即濾波器，接收特定頻段信號并過濾干擾信號，其中，SAW濾波器主要用于中低頻段，BAW濾波器主要用于中高頻段，尤其是5G通信場景。
中國射頻芯片行業(yè)起步于十年前智能機(jī)爆發(fā)的歷史性機(jī)遇，在天時、地利、人和共同作用之下，在switch、LNA，PA和濾波器領(lǐng)域，先后誕生了卓勝微、唯捷創(chuàng)芯和中芯寧波三個代表性企業(yè)，本文以此為樣本，試圖梳理中國射頻芯片行業(yè)的發(fā)展脈絡(luò)。
本文以公司為研究樣本，分為三個部分：
1. 卓勝微：開局者的無限戰(zhàn)爭
2. 唯捷創(chuàng)芯：紅海競爭的囚徒困境
3. 中芯寧波：搶占戰(zhàn)略高位
開局者的無限戰(zhàn)爭
中國射頻芯片的開局者，當(dāng)屬卓勝微，從一開始切入這個領(lǐng)域，到上市后一年一個臺階，可以說，在國內(nèi)的射頻玩家中，卓勝微一路打的都是“神仙仗”，是中國芯片工業(yè)史上絕佳的商業(yè)案例。
但是卓勝微的開局，卻是十分慘淡。創(chuàng)始人許志翰早在2002年回國創(chuàng)業(yè)，在杭州中天微工作四年后創(chuàng)立卓勝微。成立伊始，公司選擇進(jìn)軍地面電視和移動電視芯片領(lǐng)域，以失敗告終。
最難的時候，公司從紅杉等投資方那里融來的錢都燒光了，公司工資發(fā)不出來，他和另外兩個合伙人每個月借100萬，熬了將近一年，直到有新的投資人加入。這段時間，三個合伙人每個月只領(lǐng)8000元的工資。
許志翰反思后認(rèn)為，客觀原因是選擇錯誤，對國內(nèi)市場缺乏了解，不接地氣。
其后，在智能機(jī)風(fēng)潮中，卓勝微在射頻芯片賽道中沒有隨大流選擇當(dāng)時看來技術(shù)更高、價值也更高的PA，而是選擇了看似邊緣化的switch和LNA。
這個選擇馬上驗證了其正確性。2012年，蘋果手機(jī)全球爆紅，連帶著把傳統(tǒng)的射頻芯片大廠Skyworks、英飛凌、Qorvo等廠商的產(chǎn)能都給占了，三星等安卓廠商根本沒有射頻芯片可用。
幾毛錢的射頻芯片，這時拿捏住幾千元手機(jī)的命門。相比于歐美傳統(tǒng)IDM，卓勝微是典型的Fabless，只負(fù)責(zé)設(shè)計，將制造外包給晶圓代工廠，這個經(jīng)營模式靈活，能夠快速上線當(dāng)期盈利能力強(qiáng)的產(chǎn)品。卓勝微拿到三星的訂單，找到臺積電聯(lián)合研發(fā)出基于RF CMOS工藝的GPS LNA，滿足了三星無數(shù)嚴(yán)苛的供應(yīng)鏈要求，解了三星的燃眉之急，一舉在嚴(yán)密的韓國電子供應(yīng)鏈站穩(wěn)腳跟。此后，不斷有眼紅的中國公司前來挑戰(zhàn)這一位置，但無一例外歸于失敗。
掌握了switch和LNA的核心know-how，卓勝微乘勝追擊，先后進(jìn)入小米、vivo、華為和oppo的供應(yīng)鏈。安卓陣營的主要玩家，撐起了卓勝微在射頻芯片的國際地位。
但是，當(dāng)卓勝微在switch領(lǐng)域做到全球第五，再想前進(jìn)一個位次，就是老牌的國際射頻大廠，而做PA，那時競爭已經(jīng)太慘烈。因此，在2019年上市時，卓勝微明智的選擇了用募投資金去做濾波器、射頻模組和工廠，其后的一輪定增也沿著這個思路繼續(xù)布局。
總的來說，卓勝微在相當(dāng)一段時間內(nèi)，起到了射頻芯片領(lǐng)頭羊的角色，開局很難，但一路升級打怪，由低往高打，創(chuàng)造了芯片工業(yè)史上少有的奇跡，總能令人刮目相看。不過，要繼續(xù)往上走，就還有很難的仗要打。
紅海競爭的囚徒困境
2019年，當(dāng)卓勝微上市的時候，中國的PA行業(yè)終于角逐出了一個被聯(lián)發(fā)科選定的參與者：唯捷創(chuàng)芯。
說到唯捷創(chuàng)芯，就不得不提頗具傳奇色彩的創(chuàng)始人榮秀麗。她2002年創(chuàng)辦天宇手機(jī)，5年間將其打造為國產(chǎn)手機(jī)第一品牌，一時風(fēng)頭無兩。但好景不長，天語很快被智能機(jī)的一眾玩家擊潰。手機(jī)是越來越難搞了，但榮秀麗嗅到了另一個機(jī)遇——射頻芯片，于是在2010年成立唯捷創(chuàng)芯，扎進(jìn)了當(dāng)時中國的PA芯片設(shè)計大潮里。
憑借繼承自老牌射頻芯片大廠RFMD的研發(fā)人員，以及靈敏的商業(yè)嗅覺，唯捷創(chuàng)芯在國產(chǎn)PA中一馬當(dāng)先，帶著頭和中國臺灣地區(qū)的競爭對手絡(luò)達(dá)打起了價格戰(zhàn)。兩方你來我往，都是做虧本買賣，最后絡(luò)達(dá)的股東——手機(jī)SoC芯片廠商聯(lián)發(fā)科受不了，決定終結(jié)這場戰(zhàn)爭。2019年4月，聯(lián)發(fā)科戰(zhàn)略投資唯捷創(chuàng)芯并成為大股東，同時解散絡(luò)達(dá)旗下PA部門。
聯(lián)發(fā)科這一舉動，基本宣告了唯捷創(chuàng)芯在PA市場中的勝利。對于聯(lián)發(fā)科這種大芯片公司來說，市場較小、但仍需大量投入的周邊芯片，如射頻芯片等，投入產(chǎn)出比低，對巨頭們來說，自研并不劃算。所以，一般的玩法，是像養(yǎng)蠱一樣培植一批小公司，死了就死了，勝出的吃一點(diǎn)肉，用這種辦法，能夠篩選出最有競爭力的公司，享受贏家通吃的紅利。借著在大陸手機(jī)公司極強(qiáng)的號召力，聯(lián)發(fā)科又為唯捷創(chuàng)芯招來華米OV這四家整機(jī)廠的投資，從而實現(xiàn)與其供應(yīng)鏈的強(qiáng)綁定。
雖說如此，唯捷創(chuàng)芯的主營業(yè)務(wù)——4G PA的毛利率卻只有20%左右，遠(yuǎn)低于卓勝微switch和LNA的50%。
技術(shù)難度與毛利率竟然反著來，這背后有三個原因：
一，對代工端和封測端沒有議價權(quán)。作為Fabless公司，唯捷創(chuàng)芯產(chǎn)品的原料成本劣勢不可避免地被攥在了晶圓代工廠的手里，PA用GaAs（砷化鎵）工藝，晶圓主要從中國臺灣地區(qū)廠商穩(wěn)懋采購，占了總采購成本的四分之一以上，而且GaAs不具有硅基的優(yōu)勢，成本一時半會降不下來。同時，大陸PA的封測供應(yīng)商集中在長電、蘇州日月新等少數(shù)廠家。對于制造、封測兩個大頭，唯捷的議價能力差。
二，PA模組化意味著射頻采購短板。在手機(jī)小型化、輕薄化的趨勢下，主機(jī)廠更愿意在中高端產(chǎn)品中采用高集成度模組，最好是集成了濾波器，但濾波器偏偏研發(fā)難度最大，唯捷創(chuàng)芯的核心優(yōu)勢不在于此，因而只能外部采購，如此便要受制于人。
三，國產(chǎn)PA廠商已有六七家之多，價格戰(zhàn)停不下來。
為了突破毛利率困境，唯捷創(chuàng)芯有兩個舉措：
一，往5G高端產(chǎn)品做。2021年上半年，唯捷創(chuàng)芯5G PA模組占總營收的比重，從去年的10%提升到了25%，5G PA模組毛利率超過40%，是成熟產(chǎn)品4G PA模組的近兩倍。
二，完善測試端布局。隨著高端5G產(chǎn)品出貨占比增加，通用測試設(shè)備難以滿足要求，同時成本抬升、擠占利潤空間。因此，唯捷創(chuàng)芯計劃將一半以上的上市募投資金投入到測試業(yè)務(wù)線中。
搶占戰(zhàn)略高位
在國內(nèi)公司先后攻克switch、LNA和PA后，濾波器成為擺在中國射頻芯片業(yè)的最后一關(guān)。國內(nèi)能夠做中低端SAW濾波器的廠商不在少數(shù)，甚至已經(jīng)開打價格戰(zhàn)。但是適用于5G高頻段的BAW濾波器，則是鳳毛麟角。
簡單來說，高端BAW濾波器面臨三大難關(guān)：
一，要求工廠能力很強(qiáng)，搞出來設(shè)計，但是國內(nèi)沒人幫著造出來，便只是紙上談兵，造一個晶圓廠是需要很多稟賦的；二，專利墻，博通、Qorvo兩大美商壟斷了這一領(lǐng)域，新進(jìn)入者幾乎無法觸碰這一禁臠，只要一碰便是大棒；三，沒有使用者，5G市場剛開始發(fā)展，BAW濾波器極為關(guān)鍵，只要美國公司還在供，國內(nèi)整機(jī)公司便缺乏應(yīng)用的動力。
面對三大難關(guān)，中芯寧波開始了嘗試。
這里要先介紹一下背景，首先說中芯寧波創(chuàng)始人黃河，他早在2002年回國加入中芯國際，是早期跟隨張汝京創(chuàng)業(yè)的元老之一�，F(xiàn)在我們看到的中芯被賦予了追逐制程的使命，但其實一直以來，當(dāng)年張汝京創(chuàng)建的團(tuán)隊是各有所長的，重要的芯片產(chǎn)品線均有布局，其中就包括黃河從事的特種工藝。
2016年，中芯寧波成立，黃河帶著幾十名核心人員遷居寧波，主攻高壓模擬、光電集成等產(chǎn)品，8英寸N1產(chǎn)線早于2018年11月投產(chǎn)。身處長三角，中芯寧波的主營產(chǎn)品本來就有廣闊的市場前景。到了2019年，面對美國的打壓，華為開始自救，大量國產(chǎn)芯片公司迎來市場機(jī)遇，黃河敏銳地發(fā)現(xiàn)其中的機(jī)遇，決定上馬BAW射頻芯片產(chǎn)品。
首先，對于在國內(nèi)晶圓代工界戰(zhàn)斗了十幾年的團(tuán)隊來說，建廠和工藝是一貫的優(yōu)勢。2019年開始，中芯寧波快速覆蓋了BAW濾波器從晶圓制造到封裝測試的全流程，良率和可靠性快速提升。
真正難的在于兩點(diǎn)：一，如何做出一個干凈的、沒有專利糾紛的芯片；二，如何大批量進(jìn)入5G市場。
針對專利問題，中芯寧波獨(dú)辟蹊徑，避開傳統(tǒng)的技術(shù)路線，在BAW濾波器的核心難點(diǎn)薄膜工藝結(jié)構(gòu)和諧振器器件設(shè)計上創(chuàng)新，開發(fā)了具備全自主知識產(chǎn)權(quán)的SASFR工藝技術(shù)平臺。在此期間，公司研發(fā)投入從不到一個億上升到今年接近4億元，申請專利總量也達(dá)到700件，現(xiàn)在公司約800名職工，算下來幾乎是人均一件。
針對市場拓展問題，中芯寧波選擇了一條明智的道路：培育生態(tài)。一般來說，晶圓代工廠與下游的終端廠商還是有較長的距離，許多事情自己下場干是忙不過來的，但是國內(nèi)BAW濾波器設(shè)計業(yè)基礎(chǔ)孱弱。
于是，中芯寧波搭建了一個在國內(nèi)極具特色的商業(yè)模式——特種晶圓代工加設(shè)計服務(wù)，大力扶持新興的芯片設(shè)計公司，其中就包括今年剛成立的主攻BAW濾波器設(shè)計的新聲半導(dǎo)體，雙方合作無間，短時間內(nèi)迅速達(dá)成量產(chǎn)里程碑。
至此，圍繞國內(nèi)幾近空白的BAW濾波器，中芯寧波構(gòu)筑起了兩個核心壁壘：一個是制造工藝上的全流程突破，一個是嚴(yán)守代工邊界，以設(shè)計服務(wù)吸引新選手做大生態(tài)。
可以說，站在現(xiàn)在的時點(diǎn)上，任何一家實現(xiàn)BAW濾波器自主量產(chǎn)的國內(nèi)芯片公司，一上來就把最硬的骨頭啃下來，注定要站在射頻芯片行業(yè)極高的戰(zhàn)略位置上，主機(jī)廠的產(chǎn)品驗證，只是一個時間的問題，一旦放量，其營收曲線將會非常陡峭。
尾聲
十年前，中國的射頻芯片行業(yè)幾乎是一片空白，智能機(jī)爆發(fā)的時代機(jī)遇，吸引了一群國內(nèi)選手。這十年是國內(nèi)射頻物種爆發(fā)的“寒武紀(jì)”時代，盡管他們在早期十分坎坷，但到了今天已經(jīng)有很多選手修成正果。
總結(jié)這十年，中國射頻芯片可以分為三個階段：
一，找市場。放在十年前，國產(chǎn)手機(jī)廠是斷然不敢用國產(chǎn)射頻芯片的，因為這個小物件直接決定著手機(jī)通訊功能正常與否，用新選手的產(chǎn)品，對于采購負(fù)責(zé)人可能是致命的，沒人敢用烏紗帽打賭。沒辦法，國產(chǎn)芯片根本沒人要，國內(nèi)的射頻選手反而在三星那里找到了入場券，不過，這一階段，賣的只是最便宜的品類——LNA和switch。
二，國產(chǎn)化替代。華為事件敲響了警鐘，這個中國最強(qiáng)的主機(jī)廠開始了大規(guī)模國產(chǎn)芯片驗證，小米OV跟在后面，膽子也大了起來。這一階段，射頻芯片有更多品類完成國產(chǎn)化替代，大批PA公司涌現(xiàn)。
三，解決卡脖子元器件難題，完成全面布局。在這一階段，關(guān)系5G推廣的濾波器成為兵家必爭之地，尤其是被博通拿捏的死死的BAW濾波器，成為華為5G手機(jī)的阿喀琉斯之踵。不僅如此，隨著射頻芯片的集成度越來越高，能否集成進(jìn)難度最高的射頻器件——濾波器，成了最大的難題，誰能解決濾波器，誰就站在了射頻產(chǎn)業(yè)的制高點(diǎn)。
經(jīng)歷三個階段，中國射頻芯片行業(yè)逐漸形成氣候。但有一個隱憂需要注意：
人才挖角帶來擠兌式競爭。
當(dāng)下，國內(nèi)各射頻廠商多為設(shè)計商，還沒有一家能夠形成全系列射頻產(chǎn)品，而且他們幾乎是共用極為有限的幾家代工和封測廠商，其中最為核心的代工廠商還都在大陸地區(qū)之外。
這樣的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，相比于國外幾大家全面整合的IDM，競爭起來是非常弱勢的，更難以承受人才挖角大戰(zhàn)。
因為，射頻芯片產(chǎn)業(yè)成功的關(guān)鍵，在于成百上千位工程師緊密協(xié)作的連續(xù)性know-how，這里面有三點(diǎn)很關(guān)鍵：1、首先是上百號人；2、然后是上下游產(chǎn)業(yè)鏈緊密協(xié)作，大家都在一塊搞研發(fā)；3、長時間的連續(xù)研發(fā)，know-how沒有中斷。如果只是有許多研發(fā)人員不足百的小公司、人才四處分散、每家公司的工程師平均工齡都很短，肯定無法成事。
在這個背景下，中國需要更多能夠擔(dān)當(dāng)?shù)闷鹬圃炷芰ㄔO(shè)和生態(tài)搭建的有責(zé)任感的射頻選手。
