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射频前端

射频器件主要包括功率放大器、射频开关、低噪声放大器。此外，射频前端中的滤波器是无源器件（被动元器件），半导体属于有源器件。

射频前端和射频芯片有着紧密的关系，两者密不可分。射频芯片的关键任务是将从射频前端输入的微弱射频信号进行放大和解调。射频芯片的实现与设计和射频前端密不可分。

射频前端（Radio Frequency Front-End，RFFE）是无线通信模块的核心组件。无线通信模块主要包含天线、射频前端、主芯片三部分，用于信号发射、信号接收过程中二进制信号和无线电磁波信号的相互转换：在发射信号的过程中将二进制信号转换成高频率的无线电磁波信号；在接收信号的过程中将收到的电磁波信号转换成二进制数字信号。

按照下游来分，民用射频前端下游主要为移动终端（手机为主）、通信基站，其中手机是主要的下游市场。根据 Yole 的预测，2020 年手机射频前端市场规模约 185 亿美元，2020 年通信基站射频前端市场约为 27 亿美元。随着4G/5G 在手机中渗透率的提升，2020-2025 年手机射频前端市场规模不断增长至 258 亿美元。而通信基站的射频前端市场规模主要和运营商的资本开支有关，2020 年基站射频前端市场规模约为 27 亿美元，预计在本轮 5G 基建周期中，基站射频前端市场将在 2023 年达到 42 亿美元市场规模顶峰，之后逐渐回落至 2025 年的 36 亿美元。

无线通信技术升级带动射频前端需求增长，5G 和 WiFi6 是近几年主要增长点。无线通信传输包含众多技术，按照传输距离可以分为近距离和远距离无线通信技术，手机支持的近距离无线通信技术包含 WiFi、蓝牙、GPS、NFC/RFID、UWB、Zigbee 等；远距离无线通信技术包含 2G、3G、4G、5G 等蜂窝移动通信技术。

蜂窝（2G~5G）与 WiFi 的射频前端价值量占比高，从内部构造来看，蜂窝无线通信（4G/5G）射频前端电路比WiFi 要复杂得多。根据 Yole 对蜂窝、WiFi、GNSS 对应的射频前端市场空间的统计，2020 年蜂窝移动通信（2G~5G）射频前端市场空间占比高达 84%，2025 年进一步上涨到 85%；2020 年 WiFi 射频前端市场空间占比为14%，2025 年下降到 13%；而 GNSS（全球导航卫星系统）射频前端市场空间仅占 1~2%。

射频前端对手机无线通信性能至关重要。射频前端决定了移动终端可以支持的通信模式、接收信号强度、通话稳定性、发射功率等重要性能指标，直接影响终端用户体验。除通信系统以外，手持设备中的无线连接系统（WiFi、GPS、Bluetooth、FM 和 NFC 等）对射频前端芯片也有较强的需求。

不同通信制式对应的射频前端互相独立，5G 射频前端是新增市场。信号传输分为接收、发射、分集接收三条通路，蜂窝移动通信（3G/4G/5G）、WiFi、蓝牙、GPS 等都具备独立的无线通信模组和信号传输路径。也就是说，5G 与WiFi 的射频前端、天线不能公用、是两块独立的市场。其次，4G 与 5G 之间也有独立的射频前端和天线，未来很长一段时间 5G 手机都将会兼容 4G，因此 5G 射频前端及天线是一块独立的新增市场。

➢ 主集发射通路 TX：用于手机信号向外部的发送，信号传输路径为“主芯片→射频前端→天线”

➢ 主集接收通路 RX：用于外部信号向手机内部的接收，信号传输路径为“天线→射频前端→主芯片”

➢ 分集接收通路 DRX：本质上也属于接收通路，用于辅助主集 RX 进行信号接收。

射频前端产业链从上游到下游依次为：原材料、射频前端分立器件、射频前端模组、移动通信设备，射频前端模组普遍外包给 SiP 封装厂商进行封装。

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射频前端构成

射频前端主要由滤波器（Filter）、功率放大器（PA）、射频开关（Switch/Tuner）、低噪声放大器（LNA）四类器件组成。

➢ 滤波器（包含双工器、三工器等）：在发射及接收通路中都有应用，用于滤除特定频率的信号，得到一个特定频率的电源信号，或消除一个特定频率后的电源信号。

双工器由两个不同频率的带阻滤波器组成，因为频分复用（FDD），接收和发射通道会同时运作，双工器用来防止接收信号被发射信号干扰，随着下行载波聚合要求（三载波、四载波甚至五载波聚合）的增加，三工器、四工器等多工器的需求也逐渐增加；

➢ 功率放大器PA：应用于发射通道中，用于将射频信号放大。

➢ 开关（包含 Switch 和 Tuner）：传导开关（Switch）用于实现电路的切换功能，包含接收电路和发射电路的切换、不同频段间的切换等。天线调谐器（Tuner）主要由开关和被动元件组成，也叫做天线调谐开关，用于提升天线效率。

➢ 低噪声放大器LNA：是一种噪声系数微弱的放大器，应用于接收通道中，用于将接收通路中的小信号放大。

滤波器与功率放大器的价值量占比高。滤波器和功率放大器是射频前端的两大核心元件，滤波器、功率放大器各占射频前端总市场 47%、32%，而射频开关和低噪声放大器分别占 13%、8%。

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射频前端海外对比

海外龙头主要采取 IDM 模式，国内企业早期以 Fabless 模式为主。射频前端器件采用特殊制造工艺，如化合物半导体、SOI、表面声波、体声波等，工艺壁垒较高。海外龙头历史悠久，主要采用 IDM 模式（实际上 SOI、GaAs 也开始转向委外代工），实现设计与制造的紧密结合。而国内厂商成立时间较短，不具备建设产线的实力，早期主要采用Fabless+Foundry 模式，积累了一定的资本实力后，部分国内厂商也开始自建产线，走向 IDM 或者虚拟 IDM 模式。

国内厂商与海外龙头的差距体现在设计、工艺两方面：

1）设计壁垒：广义上来说，射频前端属于模拟器件，在设计过程中涉及大量 know-how，不同频段的产品需要大量时间研发和调试。同时射频前端的产品种类繁多，不同器件之间差异很大，比如滤波器分为 SAW 滤波器、BAW 滤波器、LTCC 滤波器等，PA 工艺分为 CMOS、GaAs 等，开关分为 SOI、SiGe 等，种类繁多，为国内厂商形成完整产品带来很高的壁垒。

2）工艺壁垒：一方面，射频前端器件性能需要设计与工艺紧密结合，工程师对工艺的深刻理解对产品品质至关重要。另一方面，滤波器采用特殊工艺，下游代工业并不成熟；PA 与开关采用化合物半导体、SOI 工艺，虽然下游代工业比较成熟，但是产能比较有限，特殊时期可能面临产能不足问题。

工艺壁垒大小与对应代工工艺的成熟度相关。对 PA、开关、LNA 来说，主流使用化合物半导体、SOI 工艺，代工厂工艺已经很成熟，所以 Fabless+Foundry 模式可以很好的运行，只要与下游代工厂维持良好的关系以保持特殊时期的产能供应。但对于滤波器来说，高端滤波器主要采用 SAW、BAW 特殊工艺，由于滤波器龙头都具备自己的产线，市场上并无优秀的代工厂，所以 IDM 模式或者虚拟 IDM 模式是当前高端滤波器的必经之路。

综合来看，难度从大到小分别是：SAW/BAW 滤波器、功率放大器、开关/LNA。