射频前端芯片作为无线通信系统中的关键组件,主要涵盖功率放大器(PA)、滤波器(Filter)、开关(Switch)、低噪声放大器(LNA)等核心模块,各自在通信功能实现中扮演不可或缺的角色。其中,尤其是PA芯片设计领域所涉相关核心技术的积累,对高度依赖量产项目交付过程中积累的实操经验,对研发团队整体研发能力、经验传承的连续性、项目管理能力有很高的要求,具有较高的行业技术壁垒。
我国射频前端芯片行业自21世纪初起步,在3G、4G时代抓住机遇快速发展,逐步缩小了与国际巨头之间的差距;进入5G商用全面铺开的阶段后,国内射频前端芯片不仅在技术层面实现了诸多重大突破,还在市场上开始与国际厂商同台竞技甚至展开激烈竞争,并且已经成功在高端手机等领域实现了一定程度的国产替代。
不过,目前国产射频前端芯片设计公司市场话语权仍相对有限,除了卓胜微之外,普遍面临着持续亏损的状况,这背后存在着多方面深层次的原因:
首先,技术研发投入大是一个关键因素。射频前端芯片行业有着较高的技术门槛,涉及功率放大器、滤波器、低噪声放大器等多个复杂的子模块,需要深厚的无线通信技术以及集成电路设计经验作为支撑。且随着 5G 通信技术的发展,对芯片的性能、集成度、功耗等方面提出了更高的要求。国产公司为了在技术上实现突破,追赶国际先进水平,在激烈的市场竞争中立足,必须持续投入大量的资金用于研发,需要组建专业的研发团队,购买先进的研发设备,进行长时间的技术攻关与实验测试等,研发费用不仅包括高额的人力成本,还涵盖了昂贵的研发设备购置、芯片流片测试等费用,这些都意味着巨额的资金支出。
其次,市场开拓成本高昂。在进入全球主流智能手机等终端设备厂商的供应链过程中,国产射频前端芯片设计公司需要经历漫长而严格的认证流程,通常耗时1~2年甚至更长时间。在此期间,企业需要投入大量的资源用于与客户的沟通、产品适配、技术支持等工作,而在尚未获得大规模订单之前,这些投入难以转化为实际的收益,进一步加剧了企业的亏损状况。
再者,研发和交付周期长也是不容忽视的问题。从一款射频前端芯片的最初设计构思,到最终完成研发交付给客户并推向市场,往往需要经历漫长的时间。在这个过程中,为了赢得客户,占领市场,就要不断满足终端手机、汽车等品牌客户不断变化、升级的多样化产品需求,以及严苛的质量要求,射频前端厂商需要在产品开发和前瞻性预研项目上持续投入人力、物力、财力,但难以在短期内获得相应的收益来平衡收支,导致投入和回报的时间错配,这在处于起步发展阶段的芯片设计行业成为一个普遍现象,长时间的 “只出不进” 自然容易导致亏损情况出现。
此外,市场竞争激烈程度超乎想象。现阶段全球射频前端芯片市场主要被美日大厂占据,Skyworks、Qorvo、Broadcom、Murata 四大巨头通过多年并购布局,不断延伸业务领域和扩张市场份额,经过几十年的持续扩张,这些海外厂商几乎占据着全球85%以上的射频前端芯片市场,长期垄断全球射频前端芯片市场的第一梯队。这些国际巨头凭借着自身的技术优势、品牌影响力以及规模效应,在全球市场中占据了较大的份额,而国内射频前端厂商仍处于起步阶段,以中低端产品和Pin-to-Pin模式为主,产品彼此间的可替代性较强,进一步加剧了竞争的白热化程度,使得国产射频前端芯片设计公司想要获取订单、拓展市场的同时仍实现盈利变得愈发艰难,短期内只能以利润换取市场空间。
最后,产品尚未形成规模效应也是造成亏损的重要原因之一。芯片设计行业本质上是一个2B的生意,相比于2C消费品行业的大规模市场营销策略以赢得个体消费者,芯片设计公司想要获取终端品牌客户的信任,更多要依靠多个成熟产品的大批量供货的交付经验,需要时间和数量的积累。目前许多国产企业虽然已经研发出了一些有竞争力的产品,但是由于射频前端赛道整体仍处于攻城掠地的阶段,大部分企业面临产品成熟度、市场认可度、销售渠道等多方面因素限制,产品的销量往往难以在短期内达到理想规模。没有足够销量去分摊研发成本、生产成本以及其他固定成本,也就很难实现盈利,导致一些射频前端厂商持续处于亏损状态。比如有的企业研发出了性能优良的射频前端芯片,但是在市场推广中,因为品牌知名度不够,暂时无法与下游大型终端厂商建立稳定的合作关系等,使得产品只能占据少量的市场份额,无法发挥出规模效应带来的成本优势和盈利优势。
行业面临的机遇与发展空间
行业周知,目前许多国产射频前端芯片企业已经研发出了一些有竞争力的产品,并积极参与行业创新应用。
市场方面,全球智能手机正加速由4G向5G通信普及,而5G手机每增加一个频段就会新增约2个滤波器、1个功率放大器和1个天线开关等射频前端器件,同时,5G技术下的上行MIMO技术应用也使得PA的使用量大幅增加。近年全球智能手机出货量维持在每年12亿部左右,华为、小米、OPPO、vivo等国内品牌对国产射频前端芯片的认可度和采用比例逐步提高,为国产芯片设计公司在该领域创造了广阔的市场机会。
根据中商产业研究院的研究数据,2022年中国射频前端芯片市场规模约为914.4亿元,同比增长13.2%,2023年约为1005.7亿元,2024年中国射频前端芯片市场规模预计将达1097亿元。
与此同时,随着物联网设备的迅速普及,智能家居、智能穿戴、车载通信等方面对射频前端芯片的需求呈现出爆发式增长态势,众多新兴应用场景的涌现,为射频前端芯片开辟了全新的市场空间,成为行业发展的重要驱动力。
技术方面,随着通信技术的迭代升级,射频前端芯片需要支持更高的频率、更宽的带宽、更低的功耗和更小的尺寸,促使行业内企业不断加大研发投入,积极进行技术创新与产业升级,从而更好地适应通信技术发展带来的变化,在市场竞争中占据先机。
值得注意的是,随着智能终端朝着轻薄化、小型化方向发展,分立式射频器件已难以满足要求,射频前端芯片的集成化、模组化有助于提升产品的性能、降低成本并简化设计,为射频前端芯片设计行业开拓了新的发展方向,已成为当前行业发展的重要趋势。
受益国内终端设备厂商纷纷加大对国产射频前端芯片的采购力度,积极推动供应链的国产化替代进程。国产射频前端芯片设计公司凭借本土优势,在与国内终端厂商的合作上具有天然的便利性,能够更好地理解客户需求,提供定制化的解决方案,从而在国产替代的浪潮中占据有利地位,实现市场份额的快速扩张,为盈利奠定坚实的基础,国产厂商在全球市场中的份额也有望进一步提升。
当然,我国射频前端芯片产业的发展,离不开国家政策的支持。近年来为了保障供应链安全,实现关键领域的自主可控,国家出台了一系列政策支持国产半导体产业的发展,包括财政补贴、税收优惠、科研项目支持等。这些政策措施为国内射频前端厂商提供了有力的资金支持和政策保障,有助于企业降低研发成本,加快技术创新和产品推广速度。
本土厂商如何突围?
不过,本土射频前端芯片企业想要在未来杀出重围,实现持续盈利和长足发展,除了需要拥有相对技术领先优势,产出有竞争力的产品外,还需要深厚的客户基础,从而持续创收产生规模效应,以及稳健的经营,以及足够强的抗风险能力,能够挺过激烈的行业竞争。综合来看,站在当下的视角,目前各细分赛道的标杆企业有望在未来的竞争中脱颖而出。
技术上,本土企业要拥有相对领先的技术优势,能够使企业在产品性能上脱颖而出,能够挖掘差异化的技术优势点的企业能够占领某些细分市场,且能够促使企业不断推出创新的产品和解决方案,实现差异化竞争。
客户方面,本土企业需拥有深厚的客户基础,意味着企业能够获得稳定的订单和收入;且要形成规模效应,大量的客户订单有助于企业实现规模经济,通过扩大生产规模,降低单位产品的生产成本;本土企业同时要贴近市场需求,及时了解客户对产品性能、功能等方面的新要求和反馈意见,从而有针对性地进行产品迭代和技术升级;长此以往,良好的客户口碑和品牌形象有助于本土企业获得更多的新项目,吸引更多的新客户,实现市场份额拓展。
在如上基础上,本土企业还需具备极强的抗风险能力。首先要注重核心技术沉淀和积累,能够在技术发展和产品迭代保持很好的延续性,研发资源复用度高,面对新的产品需求,能够在已有的技术积累基础上稍加整合,做适当调整即可实现,大大降低资源投入。
其次是构建完整的产品矩阵,需构建没有短板的功率放大器(PA)、低噪声放大器(LNA)、射频开关、滤波器产品线。当某一项技术出现变革或替代时,本土企业可以依靠其他技术领域的产品和研发能力,进行技术迁移和产品升级,减少技术变革对公司的冲击。同时能够为客户提供涵盖从低频到高频、从分立器件到模组化的一站式的射频前端芯片解决方案,这对于客户来说,不仅可以减少采购成本和供应链管理的复杂性,还能提高产品的兼容性和系统性能。
第三是要构建稳定的供应链体系,通过战略投资、签订长期合作协议等方式,保障原材料的稳定供应和质量可靠。同时,企业自身也会加强供应链管理能力,优化生产流程,提高生产效率,降低因供应链中断或延迟而导致的生产风险,确保企业的正常运营。
面对激烈的市场竞争,本土企业的核心竞争力尤为关键,聚焦细分赛道打造差异化优势就是其中之一,意味着企业能够集中资源,精准发力,避免在全领域与国际巨头展开全面对抗,而是在特定领域形成差异化竞争优势,形成独特的竞争壁垒。
目前,在国产射频前端芯片设计领域,各个细分赛道都有着自己的标杆企业,它们凭借各自优势在激烈的市场竞争中脱颖而出,有望在未来实现持续盈利。如卓胜微是国内射频开关/LNA领域的领军企业,唯捷创芯是Phase2和Phase5NPA领域的代表,昂瑞微在PAMiD/L-PAMiD和L-PAMiF领域极具竞争力,康希通信在WiFiFEM方面取得全球主流厂商的认可。
其中,卓胜微是国内少数对标国际领先企业的射频器件提供商之一,2018年射频类芯片及开关单月出货量就已经达到亿颗级别。2019年卓胜微可用于5G Sub 6GHz、支持多载波聚合的传导开关及天线调谐器产品开始量产并供应品牌客户。同年顺利推出了包括DiFEM、LFEM、LNA bank在内的数个类型的接收端模组产品,实现了从分立器件产品向射频模组产品的跨越,DiFEM的成功研制打破了海外寡头在射频模组领域的垄断局势。
在LNA和开关市场中,Qorvo与Skyworks两家巨头曾占据超一半的市场份额,而卓胜微作为国内的射频开关龙头企业,成功在全球市场中抢占了8%的市场份额。
另一代表唯捷创芯起初是为3G PA而生,2014年,唯捷创芯放弃3G PA,全力进入4G Phase2 PA,在Phase2和Phase5N PA产品方面,唯捷创芯是国内手机品牌客户的第一供应商。
联发科旗下Gaintech在2019年宣布投资唯捷创芯并成为第一大股东,同年解散络达旗下PA部门,进一步巩固了唯捷创芯在中国大陆PA市场中的龙头地位,后续华为哈勃、OPPO、vivo、小米等也先后入股。唯捷创芯也在PAMiD和PAMiF产品大力投入,在分立开关这一块,如今投入更多人力和资源重点发展,为进入DiFEM和LFEM做前期准备和布局。
成立于 2012 年的昂瑞微是在 PA 模组产品方向上较早进行积累的公司,形成了一系列成果和优势。其核心产品线丰富,囊括2G/3G/4G/5G 全系列射频前端芯片,如 L-PAMiD/F、L-DiFEM、MMMB PA、Tx Module、RF Switch、LNA、Tuner Switch 等。公司产品已成功进入荣耀、小米、三星、摩托罗拉、中兴、联想、传音、华勤、龙旗、闻泰等知名品牌和方案商,并于 2024 年 1 月将 5G 射频前端芯片导入 vivo,实现了对主流手机厂商的广泛覆盖,客户资源优势明显。近年来出货量增长迅猛,2024 年 3 月单月出货量创新高,达到 2.78 亿颗,展现出强大的市场供应能力、客户认可度和市场竞争力。
昂瑞微以拳头产品CMOS PA起家,PA模拟技术积累深厚,属于老牌国产PA设计厂商,3G系列产品早在2015年就实现单月出货量超过800万套,占有率国内第一,近年来更是在 PAMiD/L-PAMiD 和 L-PAMiF 赛道处于国内领先地位,其 5G L-PAMiD 芯片已于 2023 年 9 月导入 Tier 1 大客户并批量出货,5G L-PAMiF 和 L-FEM 射频前端芯片也已于 2021 年和 2022 年先后发布,并已实现量产和市场推广,为其在 5G 射频前端市场赢得了重要份额,发展后劲十足,市场地位持续提升。
相比如上代表企业,康希通信从2014年成立至今只专注WiFi FEM研发。2020年作为WiFi 6元年,康希通信抓住机会,凭借自主研发的高线性度、低功耗的WiFi 6 FEM产品满足了市场新需求,实现了8111万元的销售额,2021年同比增长321%至3.42亿元。
此外,随着新技术标准WiFi 7的快速兴起,康希通信凭借技术突破,已经在WiFi 7 FEM取得全球主流厂商的认可,未来发展潜力巨大。康希通信的产品已进入Wi-Fi领域几乎所有的知名网通设备供应商,目前累计出货量已超5亿片。对比国内手机PA公司,康希通信有着高毛利的亮点,2022年其毛利率为30%。
如上标杆企业之所以能在各自赛道取得优势,原因有:
首先,它们都有着敏锐的市场洞察力,能精准把握行业发展趋势以及市场需求变化,适时调整自身的业务方向和产品布局,如昂瑞微很早就专注于PA模组产品方向积累,契合了行业模组化的发展走向,从早期的2G、3G走到现在的5G,走得很稳。
其次,强大的技术研发能力是关键因素,如昂瑞微的L-PAMiD、Tuner等产品技术指标行业领先。
再者,稳定且优质的客户资源也助力它们不断巩固优势,如昂瑞微与小米、荣耀、 vivo、三星 等头部手机品牌客户建立合作关系。
市场出清及盈利能力展望
随着国产射频前端芯片设计行业的不断发展,市场出清的过程已在逐步推进。在这个过程中,竞争力不足的企业会逐渐被淘汰出局,行业资源开始向优势企业集中,进而使得行业集中度得到显著提升,这对于整个行业的盈利能力有着积极且深远的影响。
总体来说,行业集中度提升将优化行业竞争格局,改善整体盈利水平,强者恒强,行业主导厂商将赚取绝大部分利润。
以手机行业为例,2004年之前处于野蛮生长的状态,山寨机遍布市场,行业被摩托罗拉、诺基亚、西门子等国际品牌主导,2004后,国产手机逐渐品牌化,vivo、OPPO等国产手机品牌的崛起逐步挤压了山寨机的生存空间,通过加强品牌建设、加大研发投入、提高产品品质,技术实力和运营能力不断提升,2014年后华为对高端手机市场的开拓、小米差异化的打法彰显国产手机品牌从模仿到创新的蜕变,在这个过程中,海外品牌的国内市场份额不断被蚕食,直至形成当前vivo、小米、华为、荣耀、OPPO为主的几家头部国产品牌占据超过70%国内市场份额的格局。
类似的,国产射频前端芯片设计行业将经历类似的过程。现阶段全球射频前端芯片市场主要被Skyworks、Qorvo、Broadcom、Murata四大巨头所占据,国内企业在发展初期面临着技术、资金、市场等多方面的压力,导致一些企业在激烈的竞争中难以维系,逐渐退出市场。
但随着行业整体规模扩大和市场出清的加速,行业集中度将进一步提升,预计未来将形成3-5家寡头厂商占据绝大部分市场份额的竞争格局,加之射频前端行业进入门槛高,后进者很难打破业已形成的竞争壁垒。至此,整个行业竞争格局将趋于稳定,进入良性发展循环,从原来重规模、野蛮生长的模式向重质量、精耕细作转变,盈利水平将显著提升。
在可预见的未来,当资源向这些优势企业汇聚后,它们能够凭借规模效应进一步优化生产、研发等环节,提升效率、降低成本,同时在市场上也更具话语权,能够更好地应对市场波动以及来自国际巨头的竞争压力,届时整个行业将摆脱分散、无序的竞争状态,朝着更加有序、高效的方向发展,从而为行业盈利能力的增强奠定坚实基础。
从多个角度来看,市场出清后国产射频前端芯片设计行业的盈利能力能够得到显著增强,有着清晰合理的内在逻辑。
首先,市场出清后市场上留下的企业均拥有其独特的差异化优势,有助于形成竞争壁垒,保障盈利能力。
以目前已实现稳定盈利的卓胜微为例,其发展、成长的过程是差异化打法的集中体现。首先,卓胜微在发展之初就定位主做射频开关产品,开关产品在射频前端芯片当中属于设计难度相对较低、消耗资源相对较少的品类,集中精力做开关帮助其快速开发出符合市场需求、达到可观产出规模并保证芯片质量的可量产产品,赢得了关键客户;此外,卓胜微瞄准海外市场,以三星打开局面后再凭借规模和品牌优势回到国内,三星的背书帮助其陆续攻下若干知名国内手机品牌客户,规模上的优势帮助其降低了供应链成本,如此形成了规模效应,在相当一段时间内取得了不错的盈利。
但近年来卓胜微开始自建工厂,往IDM模式发展,短期内重资产模式可能拖累财务表现,中长期是否能形成规模效应助力其长期盈利能力,仍有待市场的进一步验证。
当前该公司的盈利能力有所下降,可能也与国内其他射频前端厂商逐渐进入其优势领域有关,如唯捷创芯、昂瑞微等陆续加大对开关产品的市场投入和重视度,也开始在海外市场上与其直接竞争,导致卓胜微市场份额有所下降。随着行业竞争格局的演变,头部厂商的相对排序仍然有待观察,但可以肯定的是,行业龙头一定拥有其差异化的竞争优势以保障合理的盈利水平。
其次,规模效应的释放促进成本下降。国内射频前端厂商的市场份额不断扩大,生产规模也相应增加,从而能够实现规模经济,降低单位产品的生产成本。同时,国内完整的产业链配套也有助于减少中间环节的成本,提高生产效率和产品质量,进一步增强企业的盈利能力。
最后,产品附加值将进一步提高,一方面,市场需求推动技术的持续升级,促使企业不断推出性能更优、功能更强大的高端产品;另一方面产品的集成化、模组化趋势日益明显,有助于企业降本增效。
总体来看,国产射频前端芯片设计行业在市场、技术、政策等多方面机遇的推动下,通过在细分赛道发力,有望在未来实现突破,摆脱当前的亏损困境,整体发展前景广阔。行业内的企业应坚定信心,持续创新发展,抓住机遇,共同推动我国射频前端芯片设计行业迈向新的高度,在全球市场中占据更为重要的地位,为我国半导体产业和通信行业的发展贡献力量。