对话左蓝创始人：射频前端器件国产化替代之路已经开启？
C114通信网艾斯
C114通信6月16日的特稿(艾斯)是席卷世界的新冠疫病，是中美贸易战的持续游戏。但是，根据StrategyAnalytics发表的最新报告，即使面对这两种巨大力量的压迫和冲击，也包括基带处理器和射频前端(RFFE)在内的世界移动终端射频器市场在2020年创下了历史最高收入，在5G的推进下，该市场预计到2025年为止会持续强烈增长。Yole预测数据显示，2023年射频前端市场规模将达到350亿美元，比2017年增长130%，今后6年复合增长率将达到14%。其中，滤波器成为射频前端设备市场份额最大、增速最快的业务领域，该细分市场从2018年的92亿美元增加到2023年的225亿美元，复合增长率达到20%。
但不容忽视的现实之一是，左右和控制如此庞大的射频设备市场仍然是美国博通、SkyWorks、Qorvo和日本村田(Murata)等外国制造商，其总市场份额达到97%左右。华为被美国政府列入所谓实体清单，面对核心无法使用，业务发展受到阻碍时，射频设备对5G通信系统整体的重要性也越来越高，国内企业在这方面受到阻碍，前景不一定更好。
幸运的是，经过多年的深耕，当地一些射频前端设备企业现在技术上赶上了国际水平，看到了打开国产设备替代道路的希望。最近，C114与国内RF-MEMS领域的领导者左青微电子技术有限公司(以下简称左青)创始人、社长张树民博士就射频前端过滤器在5G时代的重要性和国产技术的堆积和突破等话题进行了对话。
在普通手机终端中，射频部分约占18-20%的成本，仅次于主芯片和存储芯片。射频前端是移动终端通信的核心部件，主要包括滤波器、功放、低噪声功放、开关、双工。
在5G终端中，5G的特征在射频前端部分得到充分体现。张博士表示，5G超大带宽、超低延迟和超广连接三个特性给射频前端带来了前所未有的复杂性。以过滤器为例，5G在带来很多新频带的同时，还需要再耕原来的4G频带，5G移动终端中过滤器的数量增加到50个以上，同时多载波聚合技术在5G通信中非常普遍，多个频带的同时工作相互影响
目前手机射频过滤器的主流实现方式有声表面波(SAW)过滤器和体声波(BAW)过滤器两种。其中BAW性能好，适用于中高频带，但技术复杂，价格高，SAW相对较低，但市场常规SAW滤波器不适用于2GHz以上的频带。特别是SAW的工作频率随着外部温度的变化而漂移，在频带越来越拥挤的5G时代，通常的SAW过滤器不能很好地满足射频终端对过滤器的要求，开发具有高频率、高温稳定性的过滤器是必不可少的。
对于传统设备温度性能频繁漂移的问题，2020年左青宣布自主开发的温度补偿型声表面波(TC-SAW)过滤器的重要技开发者_如何学运维术突破，相关产品具有批量生产条件。TC-SAW通过复盖温度补偿层改善传统SAW过滤器的性能，显着提高了设备的频率温度系数。TC-SAW设备结构复杂，制造成本比通常的SAW过滤器高，但明显低于BAW过滤器，TC-SAW尺寸也小，适合集成化要求。因此，在性能和成本方面的相对优势，TC-SAW在5G时代迎来了良好的发展机遇。
TC-SAW重要技术突破的背后
实际上，目前国内部件制造商仍以生产中低端SAW过滤器为中心，TC-SAW过滤器市场主要被村田等海外大型工厂占有，左青是国内领导人自主开发相关产品，引进批量生产的企业。张博士说，目前左青的TC-SAW产品可以支持3GHz以下频带，即LTE频带基本复盖，主要的5G频带也可以复盖，其产品性能现在可以与村田等国际一线制造商相比。
TC-SAW的工艺方法有温度补偿层法和键合影法两种类型，其工作原理不同，适当的场合也不同。左青掌握了完整的TC-SAW设计技术和完全自主的过程设计方案，我们队在该领域已经积累了10多年的经验，从模型分析到设计工具的开发到结果参数调整等，我们已经有了自己的设计工具和能力。
值得注意的是，射频过滤器的开发涉及多个学科的交叉，包括材料、微声、电磁、热力等。C114目前左青研究开发团队约15%为博士学历。不同的学科交叉，形成了我们的优势。我们可以在不同的领域共同寻找优势，也就是说，我们可以将不同的目标函数重复到最终产品，这些不同的目标实际上是矛盾的。张博士说，团队中的一些同事有国际大工厂的系统经验，可以更好地利用已知的解决办法。
过滤器的设计实际上是射频前端中比较困难的部分，左蓝色一直坚持自主开发通过良好的实验室条件和稳定的PDK，我们可以更准确、更快地实现产品迭代。因为现在我们所说的是从0到1的突破，所以产业化实际上是从1到n的复印件。在这方面，我们已经做好了准备，我们可以很快开发新的频带产品，同时我们也有信心快速完成客户的定制需求，同时可以大量可靠地生产供应。
让适合的产品去服务适合的领域
在采访中我们获悉，左蓝现在研发并销售全类别的射频滤波器(SAW/TC-SAW、FBAR、RF模组)，产品广泛应用于手机、汽车电子、物联网、通讯设备和基站当中。
张博士表示，面对5G时代带来的新机会，左蓝有全面的产品系列来分别应对高中低频段不同的需求，其中包括面对低频的常规SAW，面对中频的TC-SAW，针对高频的FBAR，以及整合了多种器件的射频前端模组。另外，左蓝在毫米波段的MEMS滤波技术方面也进行了相关布局。
他直言不讳地说，我们认为不同类型的应用场景应该用不同的产品来实现，而不是勉强使用不合适的技术来开发。在不同的领域和应用场景中，各种技术都有自己的生存空间，每个领域的产品都能做得更好。
当博通和Qorvo等公司选择在5G高频带推进BAW技术时，张博士分析说，海外行业巨头主要追求高毛利率，以高端产品为中心逐渐放弃中低端市场。而国内厂商则可以先从中低端来布局渗透，逐步提高技术水平并增加市场份额，再向高端和模组迈进，例如左蓝对中高端市场中TC-SAW技术的关键突破。他透露，我们有非常好的制备能力，包括完整的工艺条件，针对这种高频、大带宽和高功率的BAW器件，我们也有很多技术布局，部分产品现在达到了国内先进水平。
展望未来，张博士认为4G手机射频前端仍以分离设备为主，5G射频前端将是分离设备和模块同分离市场的结构。他说，左青会根据客户的需求提供合适的产品形态。
国产替代的前提是性能与肩膀相比
在世界芯片不足和中美贸易战争引起世界供应链脱钩的背景下，我们更迫切地需要开启射频前端设备的国产替代过程。令人高兴的是，本土制造商对左青这样的国内制造商的接受度明显改善。企业更加注重供应源的多元化，确保安全，从而给国内相关产业链带来更大的机会。
现在，无论客户的规模如何，为了保证安全性，他们都在国产设备上留下一定的市场份额。张博士分析说，国外制造商对国内客户的合作程度从设计、修正、供应及时到售后服务支持，有些可能不太好。因为他们经常盯着苹果、三星等大客户。因此，接触发现客户非常喜欢国产产品的替换。他说，从目前的市场状况来看，国产化取代海外设备是必然的。
但张博士分析称，在过滤器的国产化过程中，首先需要产业链的标准化，生产代理的一致性特别高。在此基础上，根据客户的需求，参与客户的指标、性能整体的要求和系统的设计。这个过程比较慢。因为要反复。与此同时，他强调，国产替代有一个前提，那就是国内制造商的产品可以与国外制造商的产品相比，性能可以比较替代，而不是因为便宜。
为了实现这样的高性能，左蓝非常重视产业合作。我们与行业头部供应商形成了紧密的战略合作关系。另一方面，利用代理工厂的现有资源，同时也采用共同建设的方法确保核心技术的控制力。这不仅保障了生产能力，还拥有非常好的质量管理体系。因此，我们可以更好地顾客。张博士充满信心地表达。从设备到技术管理的整个生产能力来看，我们和国外制造商没什么区别。在设计能力方面，现在我们的能力已经达到了一定的要求。我认为只要我们能坚持下去，国产化的能力肯定不会比国外弱。
他在采访中说，这么大的市场实际上有很多机会，但机会只留给有准备的人和有准备的企业。左青想和伙伴们一起把握即将到来的机会。
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