本文來自格隆匯專欄： 半導體行業觀察，作者：鍾林

獲悉射頻芯片廠家唯捷創芯完成科創板上市輔導，即將成為第一家上市的國產PA公司。

國產射頻PA新歷史，從此拉開序幕。

回望這條國產射頻芯片之路，不能忘記鋭迪科（RDA），開創了2G PA的先河；不能忘記昂瑞微，成功研發2G CMOS PA，第一次打敗國外公司；不能忘記唯捷創芯，讓行業看到國產4G PA也能做的很好；不能忘記慧智微，走了一條連國外公司都不敢走的技術創新路線，構建起產品和技術的雙重競爭力，從4G PA走到5G PA，第一次在產品和技術上追平國外公司。

更多的國產射頻PA公司正趕在上市的路上，有慧智微，有昂瑞微，還會有很多……。

從2004年起，國產射頻PA走過了16個年頭，一路艱辛，一路收穫，從2G PA走到了5G PA。2006年，國產2G PA量產；2011年，國產3G PA量產；2016年，國產4G PA量產；2020年是5G元年，國產5G PA量產，慧智微成為第一家與Skyworks和Qorvo同步推出產品的國產射頻PA公司。

從2G PA到5G PA，產品集成度越來越高，技術難度越來越高。國產射頻PA公司要在5G PA上完全追上國外公司還是有難度的，難在哪裏呢？

技術研發難

對於射頻PA來講，頻率越高，帶寬越寬，芯片設計難度越大；集成度越高，技術研發難度也就越高。可以從頻段和器件集成度來看射頻5G PA技術研發難度。

一、從頻段來看5G PA技術研發難度

GSMA是全球運營商的聯盟，每年MWC的組織方，是最有權威價值的移動通信統計機構。GSMA的數據顯示，3.5GHz是5G通訊最主流的選擇。

3.5GHz頻段包含在5G的Sub-6GHz 5G新頻段中。Sub-6GHz的5G新頻段，通常又被稱作UHB（Ultra High Band，超高頻）頻段。截止2021年3月31日，全球運營商發佈的5G頻段可使用數目為196個，其中UHB頻段數目為112個，佔所有發佈的5G頻段數目的57%，為5G部署的主要選擇。供使用的毫米波頻段數目只有11個，主要是美國、韓國運營商在推廣。短期來看，毫米波只是一個小範圍的應用，難以普及。此外，還有未公佈的頻段數目有76個。

從上圖能看到，UHB頻段是為5G新開的頻段，不是原來的4G頻段升級，具有更大的帶寬，更適合5G協議應用。

通過頻段對比，可以看到射頻PA芯片設計難易程度不同：

1、位於Sub-3GHz的n41/n3/n1/n8/n5等，是在原來4G頻段上做的重耕，帶寬窄。

帶寬最大的n41也只有194M，只有n79頻段是1/3，n77頻段的1/4.5。所以，n41 PA相對n77/78/79的UHB頻段PA，技術研發難度要低很多。

2、n77/78/79 PA頻率更高，帶寬更寬，設計難度更大。

要求更高的功率：

在相同天線增益和傳輸距離的情況下，信號的衰減與信號的頻率成正比。對於n77/78/79 頻段，更高的頻率意味着更大的損耗。為了保證信號覆蓋問題，5G 終端的發射功率等級從PC3提升至PC2，即提升了3dB。對於射頻PA設計來説，每提升1dB線性功率都是極大的挑戰。

要求更大的帶寬：

n77的帶寬/載波頻率比達到24%，遠高於n41的7.5%。對於高集成度的L-PAMiF方案，需要兼顧各個功能子模塊的帶寬和匹配。

要求更高的散熱要求：

採用相同的製造工藝， 通常PA的效率會隨着頻率的升高而下降。特別是在n79頻段，PAE的提升受到很多限制。5G NR定義了終端要求支持上行佔空比30%甚至更高，在PC2的發射功率要求下，PA的散熱問題變得非常重要。

二、從器件集成度來看5G PA技術研發難度

5G UHB頻段的L-PAMiF集成度最高，也是最具挑戰的5G PA模組。無法在原有4G PA模組上來做優化和提升。UHB頻段的5G PA模組需要全新設計，非常考驗射頻芯片公司的綜合設計能力，根本就不是在原來基礎上小修小改就可以實現的。

下表列出了常見的收發模組對比，4G LTE方案中常用的是PAM和PAMiD，分別對應高性價比方案和高性能方案。而n77/78/79雙頻L-PAMiF是目前5G NR集成度最高的商用芯片之一。

目前國產廠商所發佈的5G PA主要也可以大致分為三類：UHB L-PAMiF、n41 PAMiF、Phase5N分立。

產品量產難

國內5G手機推出已經一年多了，哪些國產5G PA進入客户端量產了？

早在2019年，多家國產射頻PA公司都宣吿自己推出了5G PA。時至今日，從媒體報道和行業瞭解的信息，看到三家國產5G PA公司正式進入手機客户端量產。

慧智微

2020年3月，搭載慧智微5G PA模組的首批手機終端批量生產。根據拆解機構eWisetech的報吿顯示，OPPO K7x手機首次採用了國產5G射頻前端器件。K7x採用慧智微電子S55255 5G頻段射頻前端集成收發模組L-PAMiF，覆蓋5G UHB 新頻段n77/78/79頻段，是集成度最高的5G射頻前端模組。這也是拆解5G手機以來，首次見到國產5G射頻芯片在手機上面應用。

唯捷創芯

於2020年推出5G Sub-3GHz Phase5N產品，覆蓋4G重耕頻段。據瞭解，2021年開始唯捷創芯的Phase5N產品已經在OPPO、vivo等廠商實現量產。

鋭石創芯

鋭石創芯推出支持n41頻段的射頻功放濾波器模組(PAMiF)RR58041-11，並已在國內手機客户端量產。5G n41頻段模塊中內置功率放大器、收發開關、CMOS控制器及高性能濾波器。

從樣品到量產，國產5G PA模組至少歷經一年的時間。相比4G PA，5G PA模組量產難表現在兩個方面：

1、產品集成度高，高性能模組需要用到Flipchip技術

FlipChip的優勢主要在於：小尺寸，性能增強（互聯短，寄生效應好），散熱能力高（芯片正面通過銅柱與基板直接互聯），高可靠性（相較於打線工藝更穩定）。

Qorvo、高通、Broadcom均採用Flipchip技術來做高性能射頻前端產品，而目前Skyworks只有在SOI器件部分採用Flipchip技術，HBT PA部分沒有，通過自己特有的技術和工藝來實現高性能射頻5G PA模組。據瞭解，真正掌握Flipchip技術的國內射頻公司很少，在5G PA模組量產上遇到很大挑戰，也會花費很長時間。

之前，國內射頻PA公司還是分立為主或者通過基板綁定打線的方式，沒有Flipchip的技術和經驗積累，更沒有全集成模組的量產經驗。因此，5G PA模組能否真正進入量產將成為國內射頻PA公司的分水嶺。

2、需要專業的質量和生產交付團隊做支撐

5G PA模組面對的都是國內頭部的手機客户，他們對產品性能、可靠性、供應鏈等的要求很高，量產交付質量要求是100ppm以下。對於數字芯片來講，100ppm以下這個要求很低，但對於射頻PA來説，是很有挑戰的，更何況是5G PA模組產品，這道坎，不是所有射頻PA公司都能跨過去的。

要服務好這些手機大公司，必須有一個專業的質量和生產團隊來支持。這個團隊的規模需要幾十人，分工很細，專業性很強。

國產射頻PA公司正在從過去幾十人的規模，增加到現在200人的規模。不管是產品、銷售額，還是公司員工規模，國產射頻PA公司這幾年發展迅速。在未來的2~3年，國產射頻PA公司還會進入一個高速成長期，公司員工規模將達到500人，各部門配套更加完善和專業。未來2年，國產射頻PA格局將形成，半導體投資熱也將吿一段落。

客户導入難