5G射频前端发展有这3大趋势，射频氮化镓 (GaN)正走向主流

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随着电信技术向5g代的发展，频率增加、带宽增加是一种趋势，这促进了射频的重要性增加，并且单个射频芯片的价格持续增加。根据skyworks的数据，4g高端旗舰机型的每部射频的价格是28美元，而5g旗舰机型的价格则提高到了40美元。

另一方面，5g基站采用massivemimo技术，也需要大量小型基站进行加固，这使得基站的数量和单个基站的射频呈现双升。

根据yole的预测，从2018年到2025年，射频前端的全球市场规模将从150亿美元增长到258亿美元，复合年增长率为8%，其中增长最大的是射频前端调谐器部分，市场规模将从2018年的5亿美元增长到2025年的12亿美元，复合年增长率为13%。

全球射频前端市场高度集中，主要由日本和美国制造商垄断。前四大制造商占据了全球市场份额的85%，即skyworks的24%、qorvo的21%、avago的20%和Murata的20%。

在5g发展初期，中国、日本、韩国和欧洲选择了低于6ghz的方案，而美国则从毫米波方案转向低于6ghz的方案。由于毫米波技术不成熟，组件成本高，即使高通公司的下一代5g解决方案兼容，技术也不成熟，通信质量也不够稳定。另一方面，毫米波基础设施成本很高，如果不能完全覆盖，就无法达到5g的理想状态，这也是世界各国暂时发展低于6ghz的主要原因之一。

射频趋势1:模块化

首先是模块化。射频前端模块化是行业发展的趋势，苹果等旗舰机型使用了大量模块化射频组件。独立制作各种射频前端部件相对容易。一旦集成到单个芯片中，制造商必须具备强大的射频设计能力。

然而，射频模块化将带来诸多优势，如解决多频段带来的射频复杂性挑战，提供全球载波聚合模块化平台，减小射频组件尺寸，加快手机产品上市时间。

特别是毫米波模块化采用aip模块方案，使得射频前端模块集成了天线和射频前端的功能。Aip是一种将天线和芯片与封装材料和工艺相结合，实现系统级无线功能的技术。AIP具有缩短路径损耗、高性价比和符合小型化趋势的优点。从aip产业链结构来看，模块设计解决方案的主要厂商是高通和三星，主要厂商是、孙月光等。

目前，模块化在高端旗舰车型中很常见。大多数中低端手机都是独立生产的，只有少数几个部分是集成的。然而，随着成本下降，射频模块也将开始渗透到中低端手机。

射频趋势2: pa材料改为氮化镓(gan)

第二个趋势是将pa材料变成氮化镓(gan)。目前，射频功率放大器材料可分为cmos、gaas和gan。cmos早在2000年就出现了，并在2g时代进入手机市场。目前，电子产品中的大部分部件都是采用基于硅的标准cmos技术制造的，技术成熟，生产能力稳定，但已不能满足当今通信传输的需求。

Gaas材料可应用于超高速和超高频电子元件，比硅零件更适合大功率应用。目前，移动通信3g/4g主要采用gaas材料制作pa。与第三代半导体材料gan相比，gaas技术成熟、稳定、可靠，仍然是民用商业市场的主流。

然而，作为第三代半导体原材料，gan可以实现更高的电压、降低损耗、提高效率并进一步减小芯片尺寸。目前，最大的缺点是成本高。因此，gan已经成为大型基站的主流。随着技术发展的加速，未来gan将有机会打入手机市场，成为高频大功率应用的主流解决方案。

射频趋势3:滤波器将从金属腔变为陶瓷介质

第三个趋势是过滤器将从金属腔变成陶瓷介质。2g、3g和4g时代基站滤波器的主流主要是金属腔体滤波器。金属腔体滤波器由金属整体切割而成，结构坚固，但缺点是体积大、损耗高。

然而，在5g时代，为了应对日益复杂的无线干扰环境，金属腔受到了限制，陶瓷介质滤波器应运而生。陶瓷材料具有较低的损耗、较高的介电常数、较小的频率温度系数和热膨胀系数，因此可以承受较高的功率。就结果而言，陶瓷介质滤波器体积小，损耗低，目前最大的缺点是成本高。然而，随着新建5g基站数量的增加，3g/4g基站的数量趋于饱和，金属腔体滤波器的比例将会降低，陶瓷介质滤波器的渗透预计会加快。

随着频段从2g增加到5g，技术的发展给pa和滤波器行业带来了新的挑战。为了满足5g的需求，射频前端正在向模块化方向发展。目前，日美制造商有skyworks、qorvo、avago、Murata等。仍然有这种技术力量。这种趋势很难在短时间内改变。这些大工厂周围的相关企业有望在这一波5g射频开发中首先受益。