Mate60重回5G的背後 國產射頻芯片的二十年

2023-09-01 18:22:43    編輯: robot
導讀 如果你關注近期的新聞,就會發現關於國產5G的好消息不少,先是華爲Mate60系列突然开售,拿到產品的用戶紛紛發現其在使用中可以提供5G級別的網速。隨後中國移動發布了可重構5G射頻收發芯片“破風867...

如果你關注近期的新聞,就會發現關於國產5G的好消息不少,先是華爲Mate60系列突然开售,拿到產品的用戶紛紛發現其在使用中可以提供5G級別的網速。隨後中國移動發布了可重構5G射頻收發芯片“破風8676”,填補了該領域的國內空白,有效提升了我國5G網絡核心設備的自主可控度。而在這些成就的背後,國產芯片廠商在射頻芯片領域的努力至關重要。

作爲模擬芯片皇冠上的明珠,射頻芯片技術難度高,研發時間長,尤其是射頻PA技術,長時間被國外所壟斷。曾幾何時,中國射頻芯片研發人才幾乎一片空白,國內資本對射頻芯片沒有概念,也沒有興趣。中國射頻芯片在艱難中一步一步走來,成爲國產芯片中的典範。通過十幾年的奮鬥與堅持,國產射頻芯片在技術上,從落後國外廠商到齊頭並進,無疑是中國芯片人奮鬥的最好縮影。

1 從2G到5G 國產射頻芯片步步緊追

隨着中國移動在1995年正式开通GSM網絡,2G通訊時代开始。但直到2004年,銳迪科(RDA)的成立才標志着國產射頻2GPA設計的啓程,也是國產射頻前端芯片零的突破,銳迪科也成爲了中國射頻前端芯片的黃埔軍校。

2008年中國發放3G牌照,恰逢運營商整合剛剛結束,發放的3張3G牌照採用三個不同標准,新中國移動獲得TD-SCDMA牌照,新中國電信獲得CDMA2000牌照,中國聯通獲得WCDMA牌照。

2010年6月,無錫中普微電子有限公司推出了國內第一顆量產3GPA產品,中普微通過3GPA產品在2014年實現銷售額近一億元,成爲國內當時最大的射頻芯片公司。後來,很多射頻前端芯片研發人才從這裏走出。

同樣是2010年6月,唯捷創芯在天津成立,主要研發中心放在上海。投資人是天語手機公司的董事長榮秀麗,也是唯捷創芯的最大股東和實控人。早些年前,手機行業每年都面臨射頻PA緊缺,做過手機的人都知道射頻前端芯片的重要性,因此榮秀麗投資了當時資本市場並不看好的射頻前端芯片賽道,專注於2G,TD-SCDMA,WCDMA射頻PA芯片設計研發。

2013年11月,中國移動正式發售4G手機;距離在2010年的美國無线通信展上,HTC正式宣布其第一款4G手機——HTCEvo 4G,已經是3年以後。

2011年11月,慧智微電子有限公司在廣州成立,研發中心放在廣州和上海。慧智微採用自主技術的可重構架構設計射頻前端,开創了技術創新的先河。

2012年8月,江蘇卓勝微在無錫成立,通過射頻开關和LNA正式進入到射頻前端芯片領域。2012年9月,昂瑞微的前身貴州中科漢天下電子有限公司成立,早期主要從事COMS射頻功率放大器(PA)和MEMS射頻濾波器/雙工器的研發,後面進入到砷化鎵射頻PA研發。

2015年5月,上市公司國民技術有限公司的無线射頻事業部拆分出來,成立深圳飛驤科技有限公司,正式成爲一家專注射頻前端芯片和解決方案的公司。

2017年4月,銳石創芯在深圳成立。創始人從美國Skyworks歸來,從事4G射頻PA研發。

據當時的行業統計,2017年中國射頻前端芯片銷售額僅20億左右,約佔中國市場的10%,僅佔全球市場的4%,國產射頻前端芯片發展依然任重而道遠。

2019年10月31日,三大運營商公布5G商用套餐,並於11月1日正式上线5G商用套餐。同年,國產5G射頻PA正式進入市場。

2019年,慧智微第一個推出國產5GUHB 高集成模組,2020年3月,搭載慧智微5GPA模組的首批OPPOK7x手機批量出貨。

2021年,唯捷創芯、昂瑞微、飛驤科技的Sub-3GHz分立Phase5NPA陸續在品牌手機上量產出貨。

2023年7月,賽微電子宣布,BAW濾波器實現量產,代表我國攻克5G高端濾波器這一組件,實現對射頻前端技術的全覆蓋。

2023年8月,中國移動正式發布國內首款可重構5G射頻收發芯片“破風8676”,可廣泛商業應用於雲基站、皮基站、家庭基站等5G網絡核心設備,填補了該領域的國內空白,有效提升了我國5G網絡核心設備的自主可控度。

國產2GPA晚了國外近十年,國產3GPA比國外廠商晚6年,國產4GPA比國外廠商晚5年,而國產5GPA幾乎與國外廠商同年推出,這也標志着國產芯片廠商在射頻前端領域從追趕者變爲齊頭並進。不僅如此,在射頻收發、濾波器等方面,中國芯片產業也進步神速,5G關鍵技術的一個個短板,正在被迅速補齊。

以華爲來說,從2019年美國开始制裁華爲,到現在依然沒有松口的意思。而在最新發布的Mate60 系列上,雖然華爲暫時沒有官宣,但我們終於再次看到了5G的身影。這背後,正是靠着一個又一個的「BAW濾波器」、「破風8676芯片」,才迎來了5G的國產替代。

2 國產射頻芯片從性能走到可靠性

一顆成熟的芯片需要走過三個階段:性能、一致性、可靠性。國產芯片從性能追趕國外芯片开始,再到追求一致性,最後到芯片可靠性,可靠性是質量管理體系的一個重要部分。

對於芯片來說,可靠性可以理解爲其在規定環境、規定時間內的性能保持能力。性能與強度在使用過程中會慢慢降低,並且出現不可靠的問題,所以可靠性通過數理統計原理預測壽命與故障,從而倒逼來控制質量。

一顆IC芯片,除了設計,流片,封裝測試外,量產前需要做可靠性驗證。正常完成一批可靠性實驗需要至少兩個月的時間,需要測試3批次的可靠性才算將產品可靠性驗證完成。因此,可靠性測試也是一項耗時耗財的大工程,也是芯片質量保障中不可或缺的部分。

射頻前端芯片產品集成度越高,通過可靠性測試難度也越大,對設計、晶圓和封裝的要求就越高,但國產射頻前端芯片就這樣一個產品接着一個產品地走過來了。

性能只是射頻芯片產品的第一步,一致性可以通過測試來把控,可靠性才是終極目標。國產射頻前端芯片就是在國內手機大客戶的高標准和嚴要求下成長起來的,也和國產手機公司提供國產芯片機會與支持分不开的。

3 寫在最後

經過多年市場競爭的洗禮,國產射頻芯片企業從低端出發,一步步縮小與國外同行的差距。隨着5G時代的到來以及外部大環境的變化,屬於國產射頻芯片企業的時代正在到來。淬煉之後,便是強大。春天已來,夏天會在,秋天將更燦爛。



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