5G 射頻設計有門檻,卻也帶來商機

作者 | 發布日期 2019 年 02 月 20 日 9:15 | 分類 手機 , 網通設備 , 零組件 follow us in feedly

2019 年美、日、中、歐等國將步入 5G 商用服務,其中中國發展 5G 腳步依舊維持 2019 年試商用與 2020 年商用目標,5G 基地台方面,隨之帶動大規模多輸入多輸出(Massive MIMO)對天線振子、氮化鎵功率放大器(GaN PA)、濾波器、低雜訊放大器(LNA)等射頻元件需求增加及微型化發展。



由於 5G 頻段增高,帶動射頻元件和天線需求提升

射頻元件在發射訊號過程中將二進位訊號轉換成高頻率之無線電磁波訊號,在接收訊號過程中將收到的電磁波訊號轉換成二進位數位訊號,由於 5G 頻段包括 Sub-6GHz 和毫米波部分,相較 4G 頻段,頻率大幅提高,此將改變濾波器市場發展。濾波器種類繁多,分為介質濾波器、LC 濾波器、SAW 濾波器和 BAW 濾波器等,皆有各自應用領域,目前以聲表面波濾波器(SAW)和體聲波濾波器(BAW)應用最被看好,隨著 5G 頻段更趨高頻,未來 BAW 市占率將提升。

▲ 各類濾波器特色比較。(Source:拓墣產業研究院整理,2019.2)

由於 3GPP 定義的 4G(LTE)頻段達 66 個,預期 5G 將新增 50 個頻段,從大廠 2G、3G、4G 射頻解決方案來看,射頻前端元件(包括濾波器、PA)數量都因頻段數量增加而明顯提升。以 iPhone 為例,第一代 iPhone 只需支援 2G 的 4 個頻段,至 2016 年支援頻段提升至 40 個,未來 5G 商用後,手機支援的頻段數量將進一步提升,對應射頻前端元件需求也將增加;此外,4G 多模多頻手機所需 PA 晶片增加至 5~7 顆,預估 5G 手機內的 PA 數將超過 16 顆。

大廠紛紛突破技術瓶頸,推出 5G 射頻模組

除射頻前端元件數量增加外,射頻前端模組單機價值亦提高,以 2G 手機和 3G 手機為例,分別落在 0.8 美元與 3.25 美元,4G 中階手機單機提升至 7.25 美元,高階機種甚至達 16.25 美元(含 10 顆以上射頻晶片,包括 2~3 顆 PA、24 顆開關與 6~10 顆濾波器,未來在手機中套件價格甚至超過主晶片);整體射頻前端模組的單機價值倍數提高,預估 5G 時射頻前端元件數量將再次增加,單機價值甚至達 40 美元。

目前射頻前端主要廠商包括 Skyworks、Qorvo 與博通(Broadcom)等,然晶片大廠高通為 5G 射頻需仰賴 modem 調整射頻前端功能,因此高通提供 5G modem 和天線,比傳統射頻業者更具競爭優勢;換言之,高通希望藉由 5G modem 到天線的通包服務取得市占率,角逐射頻前端市場商機。

(首圖來源:shutterstock)

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