發布時間:2024-08-16作者來源:金航標瀏覽:1227
國產車載射頻前端玩家為何這么少?
現代汽車已不僅僅是簡單的交通工具,它們如今成為了集成了復雜電子系統的平臺,具備自動駕駛、網絡通信、輔助駕駛和豐富的娛樂功能。在這一轉型過程中,車載無線通信技術發揮了至關重要的作用,而射頻前端技術是其核心支撐。隨著汽車產業的智能化和網聯化進程加快,特別是我國智能網聯應用試點工作的持續推進,射頻前端芯片的應用領域正迅速從傳統的手機和AIoT擴展到汽車市場,市場需求也在不斷增長。這一趨勢不僅推動了汽車電子技術的發展,也為射頻前端芯片在汽車領域的應用帶來了新的挑戰和機遇。
射頻前端芯片在車身中主要應用于衛星通信、信息娛樂、V2X(車對萬物通信)以及定位等功能。這些芯片包含功率放大器(PA)、低噪聲放大器(LNA)、濾波器(Filter)、射頻開關(Switch)等,分別負責發射通道的射頻信號放大、接收通道中的小信號放大、發射及接收信號的濾波,以及收發信號通道之間的切換。
射頻前端芯片是半導體技術集成的核心部分,是現代汽車智能化、網聯化不可或缺的基礎部件。資深且成熟的制造能力、高效率、低功耗,以及多協議系統共存條件下射頻信號的高度完整性。這些因素決定了射頻前端芯片在車輛智能連接系統中的表現,直接影響到車輛的通信質量和穩定性。
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車載射頻前端市場分析
射頻前端產品占2022年全球市場比例,資料來源:與非研究院制表
車載射頻前端市場目前正處于快速增長的階段。根據 Strategy Analytics 的預測,隨著汽車處理和線性高級駕駛員輔助系統射頻前端技術的進步,以及電動汽車的普及,相關市場規模將大幅擴張。預計到 2027 年,全球汽車半導體市場總額將接近 1,000 億美元,年均復合增長率保持在 30%以上。
其中,車載射頻前端市場在 2023 年的規模預計達到 38.15 億美元,且由歐美日的龍頭企業主導。據 IDC 預測,全球智能網聯汽車的出貨量將在 2023 年增至 7630 萬臺,假設射頻前端芯片單車成本為 50 美元,這一市場的規模將在 2023 年達到 38.15 億美元。
預計 2027 全球汽車半導體射頻前端市場規模達 19 億美元,來源:Yole
根據 Yole 的預測,全球車用射頻芯片市場規模有望從 2021 年的 9 億美元增長至 2027 年的 19 億美元,年復合增長率為 11.6%。此外,射頻前端市場在智能座艙市場的快速增長下,也迎來了新的增量市場。Yole 數據顯示,2022 年全球射頻前端市場規模約為 192 億美元,預計到 2028 年提升至 269 億美元。
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車載射頻前端玩家盤點
全球射頻前端市場目前由美系和日系企業主導。2019年,前五大射頻器件提供商(Murata、Skyworks、Broadcom、Qorvo和Qualcomm)占據了79%的市場份額。隨著無線通訊射頻前端模塊需求增長,預計2023年市場規模將達到313.10億美元。主要廠商分布在中國、東南亞、歐洲、北美、日本和韓國,前五大廠商占有約66%的市場份額,在技術和市場份額上均具有顯著優勢。
2018-2019 年全球射頻前端競爭格局,來源:Yole
目前,國[敏感詞]頻前端企業在全球市場份額占比較小,但隨著中國電動化、智能化市場的引領,本土企業如唯捷創芯等正逐步進入汽車賽道,并預計將在今年實現規模出貨。
車載射頻前端企業部分玩家,來源:與非研究院整理
近年來,射頻前端技術正逐漸成為推動通信和汽車產業發展的關鍵動力。各大企業都在通過技術創新、市場拓展和戰略合作等方式鞏固自身地位。在5G、物聯網和汽車電子市場的推動下,射頻前端技術將繼續迎來新的增長機遇。
唯捷創芯作為國內領先的射頻IC設計公司,早在2021年便戰略聚焦于5G射頻通信領域,并通過與比亞迪和移遠通信的合作,正式切入車載射頻前端芯片市場。該公司基于已成熟驗證的Phase 5N架構,開發了全新的5G車規級產品,致力于為中高端車型提供低時延和高帶寬的通信解決方案。這一市場策略不僅滿足了智能網聯汽車的發展需求,還使得唯捷創芯成為國內首家推出全套5G車規級射頻前端解決方案的本土企業,進一步加強了其在汽車射頻市場中的領先地位。
卓勝微作為射頻前端芯片領域的另一重要玩家,盡管其主要產品仍集中在智能手機和移動智能終端,但該公司也在積極拓展通信基站和汽車電子等下游應用領域。卓勝微在投資者互動平臺上表示,部分射頻前端芯片產品已經開始應用于汽車電子領域,這表明公司正在逐步向更廣泛的市場拓展,盡管目前汽車電子領域的收入占比較小。
Skyworks作為全球射頻元件的龍頭企業,近期完成了對Silicon Labs基礎設施和汽車業務的收購,這一舉措標志著其從移動設備市場向汽車和基礎設施領域的拓展。Skyworks通過這一收購,不僅豐富了產品組合,還加強了在電動和混合動力汽車、5G無線基礎設施等關鍵行業領域的市場份額。然而,盡管Skyworks通過擴大目標市場實現了業務的多元化,其第三季度的營收卻因汽車行業芯片需求疲軟而出現下滑。這顯示出,盡管市場布局廣泛,仍需面對不確定的市場挑戰。
Qorvo在射頻前端技術領域的表現也值得關注。通過一系列收購,Qorvo不斷擴展其在UWB(超寬帶)、SiC(碳化硅)器件等方面的技術實力,并推出了針對汽車市場的多種解決方案。這些收購不僅增強了Qorvo在物聯網、汽車和工業市場的競爭力,還使其能夠為客戶提供更為完整的射頻前端解決方案。特別是在汽車智能化的背景下,Qorvo憑借其UWB技術,進一步強化了在車載安全通信和智能鑰匙應用中的領先地位。
Murata作為SAW和BAW濾波器的主要供應商,近年來也加快了在5G和物聯網領域的布局。通過收購意大利的無線射頻技術新創企業ID-Solutions,Murata進一步擴大了其物聯網的業務版圖,并持續在高頻信號濾波器領域保持領先。隨著5G時代的到來,濾波器在射頻前端模塊中的作用愈發重要,Murata的這一布局有望在未來繼續推動其市場份額的增長。
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從消費到車規,
射頻前端面臨的挑戰?
車載射頻前端的設計和應用面臨著顯著的挑戰,主要源于汽車電子系統對穩定性和可靠性的高要求,與消費電子相比有顯著不同。
1. 可靠性和穩定性要求:
車載設備在使用過程中需應對[敏感詞]的環境條件,如廣泛的溫度范圍、強烈的振動和沖擊。這些因素要求射頻前端組件具有高可靠性和穩定性,以確保長期穩定運行。例如,車規射頻前端器件必須通過AEC-Q100認證,其溫度等級通常為Grade2 (-40℃+105℃)或Grade3 (-40℃+85℃),遠高于消費電子產品的要求。消費電子中成本和性能常常被優先考慮,但車載應用更注重組件在不同環境中的穩定性和耐久性。
2. 設計復雜性增加:
隨著汽車連接技術的發展,如5G、Wi-Fi 6、V2X等技術的大量應用,射頻前端的設計變得愈發復雜。這種復雜性體現在頻段之間可能產生的非線性干擾以及由于多種噪聲源(如數字噪音)的影響下,高階調制信號的敏感性。如果不能有效控制這些因素,可能會影響汽車連接的可靠性。這要求設計人員在設計早期階段就考慮預測性連接管理,確保在復雜環境下射頻前端的性能。
3. 溫度變化的影響:
溫度對射頻前端性能的影響不容忽視。不同于智能手機較為穩定的工作溫度(通常低于85℃),汽車運行中的溫度變化更加劇烈。如果溫度控制不當,會導致射頻前端性能下降,進而影響汽車的連接可靠性。車載射頻前端器件必須能在[敏感詞]溫度下保持穩定的性能,以保證車輛在各種環境下都能正常通信。
4. 供應鏈挑戰:
車規射頻前端芯片的供應鏈需要長時間的保障,以適應汽車產品的長供貨周期(通常為5-7年,甚至10年以上)和長使用壽命(約15年)。但全球供應商為滿足不同市場需求,常常提供高集成度的“大而全”方案,導致國內企業在選型時受到限制。同時,本土車載通信供應鏈尚未成熟,缺乏統一的選型標準,這使得國內企業在選型時面臨困難。
5. 射頻前端的特殊設計要求:
為了滿足車規級別的高可靠性要求,射頻前端芯片設計必須要在性能和可靠性之間找到平衡。高階調制信號(如5G)對噪聲非常敏感,降低干擾通常需要增加芯片面積,這又會影響功效。復雜的毫米波射頻前端設計需要在高集成度、高效率、低功耗和高串擾隔離度之間取得平衡,這對于設計人員來說是一個極大的挑戰。
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國產標準出臺,
推動射頻前段國產化發展
在中美貿易摩擦的背景下,半導體國產替代成為市場關注的焦點,國[敏感詞]頻前端產業因此迎來了發展的[敏感詞]契機。然而,國[敏感詞]頻前端產業的整體發展水平仍與國際先進水平存在一定的差距。射頻前端作為集成電路產業中的重要組成部分,其技術門檻高、研發投入大、產業鏈復雜,尤其是在技術、經驗和資金等方面的壁壘尤為明顯。因此,盡管國內市場需求不斷增長,國家也日益重視集成電路產業的發展,但射頻前端產業的發展仍面臨諸多挑戰。
據了解,目前國[敏感詞]頻芯片企業大多采用Fabless設計模式,無法獨立支撐IDM(集成設備制造商)運營,因此通過設計、代工、封裝環節的協同合作,形成了所謂的“軟IDM”模式。這種模式雖然在一定程度上彌補了國內企業在產業鏈一體化方面的不足,但在核心技術和市場份額上仍存在顯著差距。
在市場經營方面,隨著通信、手機終端等傳統射頻市場呈現下滑趨勢,各大射頻芯片廠商也在積極轉型,尋求新的增長機會。車載射頻前端市場的進入門檻較高,因此目前進入其中的國產射頻廠商并不多,目前只有唯捷創芯等少數國產射頻企業正在積極布局。不過,目前唯捷創芯已經聯合國內多家上下游企業,發起制定了國內首部車用射頻芯片技術標準《T/CACC JH0001-2024 車用芯片技術 射頻前端芯片技術要求及試驗方法》(下稱《標準》)。
《標準》組委會成員涵蓋了國內多家知名整車廠、車載通信模塊方案商、車用射頻芯片方案商、主控芯片平臺提供商、零部件供應商、測試設備供應商和檢測機構等,涉及領域廣泛,具有廣泛的代表性。這些單位包括東風、比亞迪、長安、嵐圖、移遠等企業,反映了行業對這一標準制定的高度重視。
這一標準的制定將為車載射頻前端芯片的選型和應用提供關鍵的技術指導,并填補國內在該領域的標準空白。這一標準的出臺不僅是唯捷創芯自身發展的重要里程碑,也標志著我國車載射頻芯片產業在技術規范和標準化方面邁出了堅實的一步。
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