半导体周报(国科龙晖整理)-0514
1.行业新闻及动态
（1）半导体设计
西门子数字化工业软件日前宣布一系 列最新工艺认证。近日，西门子数字化工业软件日前在台积电 2023 北美技术论坛上宣布一系 列最新工艺认证，包括 Calibre 平台 N3E 工艺认证、Analog FastSPICE 平台 的新认证、Tanner 软件认证。作为台积电的长期合作伙伴，此次认证是双方 精诚合作的关键成就，将进一步实现西门子 EDA 技术对台积电最新制程的 全面支持。
安森美推出支持 150dB HDR CIS 产品。安森美推出 HyperluxTM汽车图像传感器系列产品，具备 150dB 超高动态范围(HDR)和减少 LED 闪烁(LFM) 功能，符合 ASIL D 系统的严格安全要求。
苹果最快会在 2025 年出货自家 5G 基带产品。据 AppleInsider 报道，高通 公司在报告中提到，苹果公司未来有可能会使用自己的基带产品。此外，报道指 出苹果最快会在 2025 年出货自家的 5G 基带产品，2023 年的 iPhone 15 系列及 2024 年的 iPhone 16 系列仍会选择高通。而苹果自研 5G 基带芯片研发代号为 Ibiza，将 采用 3nm 制程，配套射频 IC 会采用台积电 7nm 制程。业内人士指出，理想状态 下苹果 5G 基带+A 系列芯片，再辅以系统优化，有助于提高苹果 iPhone 整体性能， 优化信号，降低功耗。(TechWeb)
（2）半导体制造及封测
紫光国微:5G 用石英谐振器项目建设进度已达 100% 已具备产业化量产能力。
财联社 5 月 9 日电，紫光国微在互动平台表示，公司 5G 用石英谐振器项目建设进 度已达 100%，已具备产业化量产能力。根据生产需求情况，初步预计在今年 10 月 份左右开始量产出货。按照 100%产能测算，将提升晶体业务利润 5-20%。
中芯集成正式登陆科创板。中芯集成:5 月 10 日绍兴中芯集成电路制造股份有限公司(以下简称“中芯集成”)正式 登陆科创板，此次募集资金 96.27 亿元，今年 A 股新股第二大 IPO。中芯集成发行价为 5.69 元/股。中芯集成专注于功率、传感和传输应用等领域，主要业务是 MEMS 和功率器件等晶 圆代工及封装测试，能为客户提供一站式代工制造方案。工艺平台应用覆盖智能电网、新 能源汽车、风力发电、消费电子、物联网等诸多行业，其中，汽车是主要应用领域，在晶 圆代工业务营收占比较大，接近 40%左右。据 Chip Insights 发布的全球晶圆代工排行榜 数据，中芯集成营业收入在大陆排名第五位。
台积电:3nm 良率领先业界 很快比肩 5nm。台积电 5 月 11 日在技术论坛 上表示，自家 3nm 制程将实现快速且顺畅的产能提升，良率将比肩 5nm 技术。台 积电业务开发资深副总张晓强表示台积电 N3 是全世界最领先的技术，N3 家族中 的 N3E 已通过技术验证，达成性能与良率目标，并收到第一批客户产品设计定案， 将在下半年量产，在迈入量产的前三年，N3E 新品设计定案数量将是 5nm 同时期 的 1.5 至 2 倍。手机、高性能计算客户都积极采用 N3 制程，踊跃程度胜过 5nm 制程同期，车用芯片客户也期待推进 3nm 制程。
三星二代 3nm 工艺比 4nm 快 22%，节能 34%。集微网消息，三星在“2023 国际 VLSI 研讨会”的预备展示材料显示，第二代 3nm 工艺的芯片比当前 4nm 工 艺快 22%，节能 34%，芯片尺寸减少 21%。据韩媒 pulsenews 报道，此次公布的新信息意义重大，因为这是三星首次将其未来的芯片制造工艺与最初的 4nm 工艺 进行比较。此前，该公司在将其性能与下一代技术进行比较时，以 5nm 工艺作为 基准。三星在去年 6 月首次生产第一代 3nm 工艺时，声称与 5nm 工艺相比，芯片 性能提高 23%，芯片尺寸缩小 16%。(爱集微)
（3）半导体设备及材料
中微公司推出自主研发的 12 英寸低压化学气相沉积(LPCVD)设备 。近日，中微公司推出自主研发的 12 英寸低压化学气相沉积(LPCVD)设备 Preforma Unifle TM CW。这是中微公司深耕高端微观加工设备多年、在半 导体薄膜沉积领域取得的新突破，也是实现公司业务多元化增长的新动能。
（4）其它
IDC:一季度全球平板电脑出货量达3070万台同比减少19.1%。《科创板日报》9 日讯，IDC 最新发布的全球个人运算装置追踪报告显示，2023 年 第 1 季全球平板电脑出货量同比减少 19.1%，达 3070 万台，回到疫情前的水准。IDC 认为，平板出货量衰退，主要原因是世界各地员工返回办公室、消费者支出保持谨 慎态度，导致市场需求减弱，预估随着全球经济持续复苏及通货膨胀的缓解，下半 年出货量有望改善。
液晶电视面板连续涨价 面板厂业绩迎边际改善。财联社 5 月 8 日电，日前，多家市调机构发布的价格快报显示，5 月各尺寸液晶电 视面板价格有望延续今年 3 月以来的涨势。随着价格重回现金成本之上，面板厂业 绩有望迎来较大边际改善。京东方 A 近日表示，进入二季度，随着电视面板采购逐 步恢复，液晶电视面板产线稼动率预计持续缓慢恢复，“按需生产、动态控产、健康发展”有望成为行业共识。
MLCC厂商提价“有底气”行业景气度将持续修复。财联社 5 月 10 日电，近期，受手机、新能源汽车、家电等终端需求回暖带动，MLCC 的出货开始逐步增长，部分企业纷纷选择涨价或考虑涨价。东高科技投研学院副院 长刘飞勇在接受采访时表示，预计年内国产 MLCC 需求量相比 2022 年会企稳回升。 此外，随着国内经济逐渐复苏，年内陶瓷电容器下游需求释放有望持续向好，产品 价格以及行业景气度将不断上行。据了解，受终端市场需求下滑影响，素有“电子 工业大米”之称的 MLCC 近两年出货价格持续下滑，跌价周期超过 14 个月，今年以 来这一情况逐步得到好转。
华为在德国慕尼黑举行产品发布会。5 月 9 日，华为在德国慕尼黑举行了 P60 系列及旗舰产品发布会，除了为欧 洲市场带来高端旗舰手机华为 P60 Pro 和 Mate X3 之外，还全球首发了全新 旗舰智能手表WATCH 4系列。华为WATCH 4系列在海外首发亮相后，将于5 月 18 日在国内正式发布。
2.本周话题：半导体——射频模组
射频前端指位于射频收发器及天线之间的中间模块，是移动终端设备实现蜂窝网络连接、Wi-Fi、蓝牙、GPS等无线通信功能所必需的核心模块。从2G到5G时代，射频模组产品始终是射频前端最重要的组成部分。
射频前端指位于射频收发器及天线之间的中间模块，其功能为无线电磁波信号的发送和接收，是移动终端设备实现蜂窝网络连接、Wi-Fi、蓝牙、GPS等无线通信功能所必需的核心模块。射频前端与基带、射频收发器和天线共同实现无线通讯的两个本质功能，即将二进制信号转变为高频率无线电磁波信号并发送，以及接收无线电磁波信号并将其转化为二进制信号。
若没有射频前端芯片，手机等移动终端设备将无法拨打电话和连接网络，失去无线通信功能。因此，射频前端在无线通信中有不可或缺、至关重要的作用。
l 射频前端行业主要包含滤波器（Filter）、功率放大器（PA）、射频开关（Switch/Tuner）、低噪声放大器(LNA)四种器件组成：
l 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；
l 功率放大器：应用于发射通道中，用于将射频信号放大。
l 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。天线调谐开关（Tuner）主要用于提升天线效率。
l 低噪声放大器：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。
图：射频前端器件的位置及功能
资料来源：卓胜微
射频前端器件均有由半导体工艺制备，用于手机端的功率放大器和低噪声放大器主要基于GaN、GaAs、SOI、SiGe、Si（用于基站端的大功率功率放大器主要采用GaAs和GaN）。滤波器主要品类有SAW和BAW两种，均采用压电材料做基底。RF开关主要基于CMOS、Si、GaAs和GaN材料。
射频前端器件均有由半导体工艺制备，用于手机端的功率放大器和低噪声放大器主要基于GaN、GaAs、SOI、SiGe、Si（用于基站端的大功率功率放大器主要采用GaAs和GaN）。滤波器主要品类有SAW和BAW两种，均采用压电材料做基底。RF开关主要基于CMOS、Si、GaAs和GaN材料。
射频前端架构经过近十年发展，完成Phase2-Phase7LE的演变，趋于成熟且多元化，射频前端竞争也从早期的分立器件演变成生态模组的竞争。射频前端架构一般由平台厂商（联发科MTK、高通Qualcomm等）、器件厂商（Skyworks、Qorvo等）以及终端厂商（苹果、三星、华为等）共同定义开发完成。联发科MTK发起定义的“PhaseX”系列射频前端方案因其平台适配性高、开发风险低、切换灵活且开发和维护成本低等优势，成为近十年来主流的射频前端架构方案。
图：参与射频前端架构定义厂商
资料来源：慧智微公众号，平安证券研究所
射频前端模组是将射频开关、低噪声放大器、滤波器、双工器、功率放大器等两种或者两种以上的分立器件集成为一个模组，从而提高集成度与性能并使体积小型化。简单来说，射频模组是多种分立器件根据应用不同组合而成，比如接收模组由射频PA/Switch/滤波器等器件组合而成，发射模组由射频LNA/Switch/滤波器等器件组成。公司坚持自主研发，在射频前端分立器件全覆盖的基础上，实现射频模组产品的多样化、生态化。
图：射频模组的一般构成
资料来源：知乎，平安证券研究所
细分来看，射频前端模组根据集成方式的不同可分为DiFEM（集成射频开关和滤波器）、LFEM(集成射频开关、低噪声放大器和滤波器)、FEMiD（集成射频开关、滤波器和双工器）、PAMiD（集成多模式多频带PA和FEMiD）等模组组合。
持续增加的射频前端器件数量和PCB板可用面积趋紧之间的矛盾促进射频前端模组化发展，越来越多的分立式射频前端芯片通过SiP技术封装在同一颗大芯片里面。从Broadcom的发展来看，2007~2010年主要是分立的射频前端器件，2011~2013年是单颗PA模组，2014年以来持续升级，已经实现多频段PA模组整合。与此同时，Skyworks、Qorvo、村田、高通等射频前端芯片大厂均已推出多品类射频前端模组产品。
据Yole预测，2025年射频前端整体市场规模达到258亿美元，其中射频模组市场将达177亿美元，占总市场规模68%，年均复合增长率为8%；分立器件仍将有81亿美元的市场规模，占总市场规模32%，复合年增长率将达到9%。
图：射频前端市场规模预测
资料来源：Yole
接收模组（FEM）主要指承担下载功能的射频模组，不含PA。以手机为例，与基站通信的过程中，分为上行（上传）和下行（下载），手机上传数据需要手机PA将信号放大，基站处于接收状态；下载数据需要基站方面的PA将信号放大，手机处于接收状态。接收模组主要是射频开关、滤波器、LNA等芯片产品的排列组合。
图：小米10中用到的接收模组
资料来源：滤波器公众号
据YoleDevelopment数据，预计射频前端接收模组市场空间将从2019年的25.8亿美元增长到2025年的45.7亿美元，年均复合增长率为13%。
功率放大器模组（PAM）。功率放大器模组主要指承担上传信号功能的射频模组，包含PA。以手机为例，与基站通信的过程中，分为上行（上传）和下行（下载），手机上传数据需要手机PA将信号放大，基站处于接收状态；下载数据需要基站方面的PA将信号放大，手机处于接收状态。功率放大器模组主要是射频开关、滤波器、PA等芯片产品的排列组合。以Qorvo某款M/HBPA模组为例，在一颗大SiP封装内，包含有12个滤波器、3个PA、1个控制芯片、1个天线开关和3个射频开关。
据YoleDevelopment数据，预计功率放大器模组模组市场空间将从2019年的53亿美元增长到2025年的89亿美元，年均复合增长率为11%。
AiP模组（毫米波天线模组）。由于毫米波频率高，传输损耗大，因此天线和射频前端集成化，典型设计上，将毫米波天线与毫米波芯片封装在一起，业内称之为AiP（antenna-in-package）。
图：AiP模块构成
资料来源：滤波器公众号
据YoleDevelopment数据，AiP模组于2019年开始产生销售，主要是美国市场，预计到2025年市场空间将达到14亿美元，年均复合增长率为53%。
行业趋势：
2G以来，射频前端模组的集成化和模组化成为了长期以来的主要主题，未来有望进一步维持。以联发科平台的解决方案为例，4G时代，射频前端模组化解决方案的主要产品主要为PAMiD，而分立方案的主要产品则为MMMBPA和TxModule等。
表：4G手机分集成度射频前端发射端模组产品梳理
资料来源：慧智微，民生证券研究院
进入5G时代，射频前端根据频段的不同拆分成Sub-3GHz频段和Sub-6GHz频段。其中Sub-3GHz频段的模组化解决方案发射端产品包括PAMiD和L-PAMiD等产品，接收端主要为L-FEM；分立方案与Phase2方案类似，在发射端采用MMMBPA和TxModule等产品，在接收端采用L-FEM、LNABank等产品。5G时代的Sub-6GHz频段由于频段较为分散，带宽更大，可以采用双工器，因此集成化解决方案的难度相对较低，分立方案应用较少，Sub-6GHz频段的发射端主要采用L-PAMiF，接收端使用L-FEM。
表：5G手机分集成度射频前端模组产品梳理
资料来源：慧智微，民生证券研究院
除了提升产品的模组化程度，5G给射频前端模组带来的另一个重要变化是射频前端器件和模组用量的提升，以及射频前端模组价值量快速上升。据Gartner数据，5G手机相较于4G手机，在射频前端的PA、滤波器、开关及模组产品的数量均有提升，平均单机射频价值量从4G手机的7.2~16.3美元提升至32~38.5美元。
表：不同通信网络制式手机射频前端产品用量及价值量
资料来源：Gartner、集微网，民生证券研究院
从机型来看，不同频段的手机在低、中、高端机型上，射频前端模组的差距较大。其中4G高端手机的平均射频前端成本达到18.25美元，为4G低端手机的20倍，而5G旗舰毫米波机型的射频前端价值量则进一步提升至45.5美元，占手机总体价值量比重达到14.1%。相同通信网络制式不同等级的射频前端模组的差异主要在于集成度的差异，随着未来射频前端趋向集成化发展，射频前端的价值量和市场空间有望进一步增长。
表：不同机型射频前端总成本及成本占比
资料来源：Gartner、集微网，民生证券研究院
因此随着通信技术升级，模块化是必然趋势。其一，射频器件数量成倍增长，而PCB板面积有限；其二，模块化可以简化手机厂商设计难度、降低研发周期。从3G到5G，模组的集成度不断提升，难度越来越大。低端模组竞争激烈、价值量低、盈利能力差；高集成度的高端模组盈利能力强，价值量高、被海外巨头所垄断。
目前国内厂商和国外厂商的差距主要在于多工器产品的研发和生产能力。当前除了PAMiD和L-PAMiD等产品，国内厂商研发的射频前端模组已具备和海外一线龙头对标的能力。随着国内厂商在小体积、大功率、高稳定性的多工器领域拼图的补全，国内厂商有望在射频前端全产业链产品全面对标海外龙头厂商，实现国产化产品的快速追赶。除此之外，模块化趋势下，国内厂商崛起的前提是形成完整的产品线，最有希望成为产品线布局较为全面，具备模组能力、并购整合潜力的厂商。
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参考资料：
东北证券：唯捷创芯(688153)-深耕PA十余年，国产替代与5G东风助力腾飞；
唯捷创芯招股说明书；
招商证券：卓胜微（300782.SZ）-滤波器及PA模组迎量产曙光，站在第二成长曲线起点；
滤波器公众号；
民生证券：唯捷创芯-U（688153.SH）-唯迅捷之速，创射频之光；
平安证券：卓胜微(300782.SZ)-射频前端全面开花，对标国际大厂的进阶之路；
