射频芯片三代争雄
The following article is from 远川科技评论 Author 易俊江/谢昌骏
远川科技评论近日从产业链人士处独家获悉，北纬三十八度集成电路制造有限公司（以下简称“北纬公司”）为国内芯片设计商深圳新声半导体（以下简称“新声”）代工的声表面波滤波器产品（以下简称SAW滤波器），已投入量产且达到发货水准。双方合作的SAW滤波器主打难度较高的射频模组。
这标志着，北纬公司成为国内极少数具备滤波器制造能力的射频芯片代工厂。结合我们此前发布的BAW滤波器量产消息，可以说，中国芯片产业界的射频短板已悉数补齐，向全自主射频模组又迈出了一大步。
梳理最近国内射频芯片界的动作，不难发现，纯晶圆代工+独立芯片设计商，在当下的时点，成为一个越来越具代表性的产业路线。回顾全球范围内的射频芯片产业发展史就会发现，这一路线响应了当下中国科技产业的需要。无论是突破关键芯片卡脖子，还是在商业上可持续发展，都是一个大胆且值得称道的尝试。
本文从全球射频芯片发展史出发，试图梳理前后三代的发展路径：
1. 第一代：买、买、买
2. 第二代：代工，还是IDM？
3. 第三代：组合式创新
射频领域的国际巨头，都是通过并购成长而来。
首先是博通。博通前身安华高（Avago）脱胎于惠普的半导体部门，2008年收购英飞凌BAW滤波器业务，为其在高端滤波器市场的垄断地位打下坚实的基础。2015年，安华高“小鱼吃大鱼”，以370亿美元代价收购体量比自己更大的旧博通，这场“入赘”式的收购完成后，安华高索性把公司更名为“博通”。
然后是思佳讯（Skyworks）。2006年，思佳讯分拆基带业务专注射频，之后接连并购两家PA厂商，成为全球第一大PA供应商。2014年，思佳讯与松下合资成立FilterCo涉足BAW滤波器业务，其后收购松下剩余股权，至此填上了最后一块业务短板。
至于科沃（Qorvo），其本身就是龙头联姻的结果。2008年后，PA和天线开关大厂RFMD业务接连受挫，先是2G市场增长乏力，然后是PA市场被思佳讯超越。到了2014年，RFMD与擅长SAW和BAW滤波器的TriQuint合并。如此，Qorvo诞生之初，便打通了全产业链。
最后是村田（Murata）。村田本来主营被动元器件，2012年4G爆发之际重金加注SAW滤波器，并在这一市场中高端产品占据统治地位。即便到了BAW滤波器占优的高频领域，村田也率先研发出TC-SAW（温度补偿型）滤波器与之对抗。为了补足PA短板，村田之后并购了瑞萨PA部门和美国Peregrine半导体。
总结国际射频巨头的并购之路，可以发现三条规律：
其一，并购发起者多有一个特别长的长板，在优势领域并购有利于保证产品竞争力，迅速扩大市场占有率。思佳讯收购两家PA公司成为全球第一个PA供应商，是一个典型的案例。
其二，射频前端模组化要求不能有短板。思佳讯收购BAW滤波器公司，村田收购PA公司，是同样的道理。如果射频模组中有一类关键器件需要外购，成本端就是不可控的，不利于做高毛利率。
其三，移动通信制式升级换代是射频行业洗牌的关键节点。思佳讯在3G前夜切入PA，村田在4G发展初期重金加注SAW滤波器，都为后来分别占据细分射频市场头把交椅奠定了基础。
在跨国巨头纷纷通过并购手段，自建大而全的IDM的时候，中国射频公司早早开始了探索。三家公司最具代表性，一家是中国台湾地区的稳懋，纯代工模式；另外两家是中国大陆地区的好达和三安，分别为IDM和代工。
先看稳懋。
稳懋1999年成立，一开始跨过4英寸砷化镓产线直接建6英寸，但彼时工艺极不成熟，破片率高达10%～20%，稳定量产难度极大。在外部股东输血支持下，稳懋坚持技术攻关，终于在2006年攻克PHEMT、HBT等关键技术，产线生产效率提高同时，破片率也大大降低到0.5%以下。2007年，稳懋扭亏为盈。目前，稳懋在砷化镓晶圆代工领域占据了接近八成的市占率。
因在砷化镓代工领域的绝对优势，稳懋赢得了两类客户的支持。一类是大陆的PA公司，另一类则是博通和苹果等业务规模庞大、有射频芯片委外制造需求的美国公司。这些客户支撑了稳懋高达上千亿新台币的建厂计划。
既然是代工，有一条还格外重要，那就是严守中立，诚信可靠。2017年，博通旗下的安华高入股稳懋，却同意不进入董事会，就是为了保证其独立可靠。没有这一点，苹果恐怕也很难选择稳懋为自研射频元件的代工商。
从稳懋的案例可见，射频代工也是一个可持续的大生意。要做好，关键在于两点，一个是要在研发上死磕，制造技术要有一个很长的长板，能够提供先进的、全方位的服务；另一个就是在经营上不抢客户的生意，让客户放心。长此以往，便能形成正循环。
相比于稳懋，大陆地区的两个玩家则分别有着明显的短板。
好达成立于1999年，是大陆历史最为悠久的射频IDM。2005年，好达研发出手机滤波器。但直到2015年，村田SAW滤波器缺货，好达才迎来一波发展机遇。
在主机厂日益重视国产化备份的当下，好达在市场竞争中有一个比较大的劣势：研发投入不足。前期，好达发展思路保守，产品线偏中低端。更因为产线早已完成折旧，好达在SAW滤波器采取价格战策略，这样自然没有多少利润留存。等到近期申报上市，好达负面新闻集中爆出，如村田诉专利侵权，产品退换货率上升等等，其实都可视为研发投入不足的一个结果。
相比于好达，三安是射频芯片业界的新生，2014年才切入射频业务，但发展迅速。2021年，三安的SAW滤波器客户已达数十家，产量也从原先的季产1000万跃升至最近的月产1000万颗，由此成为好达在中低端市场的强大对手。
在一些业内人士看来，三安的问题和好达有些类似——在中高端射频产品领域表现乏力，比如没有BAW滤波器。这会衍生一个较大的问题，即模组化的时候面临掣肘，向别人外购成本较高。
总结好达和三安的经验，有两条规律值得注意：
其一，射频工厂一定要有一个特别长的长板，如果没有做到一条产品线的中高端，往下走会比较吃力。在自身禀赋不足的条件下投资很多设计公司，可能限制未来的发展。
其二，模组化是终局，无论是自身的制造能力，还是投资布局，一定要能拼起来射频模组。面向射频模组的器件技术壁垒高、利润率高、竞争不那么激烈，谁在射频模组领域领先，谁就站在了有利的战略位置上。
在吸取了第一代和第二代射频芯片公司的发展经验后，2018年，北纬三十八度集成电路制造有限公司（以下简称“北纬公司”）落户忻州半导体产业园，定位为SAW滤波器和PA晶圆代工厂。
2021年6月份，北纬公司4英寸SAW滤波器产线投产，迅速吸引了国内领先的滤波器设计公司——新声与之深度合作。双方合作的产品为面向射频模组的SAW滤波器。
北纬公司的合作方和产品都经过深思熟虑。
就合作方，新声是国内少数能够同时正向设计SAW和BAW滤波器的设计公司，创始人科班毕业，拥有在博通的丰富工作经验。优秀的设计公司能够很好牵引制造端，帮助工厂打磨工艺。而且，新声设计的BAW滤波器已经出货，与其绑定有利于将来在中高端射频模组的布局。
就产品选择，射频模组化的趋势已经十分明显，北纬公司选择了一开始就做能够放进模组中的滤波器。从产品定义开始，模组化对器件提出一系列更高的要求，在国内的射频芯片业是一个很好的占位。北纬公司聚集了一批来自日本、新加坡的资深专家，团队老中青结合，有能力接住。
经过短时间的磨合，新声在北纬公司代工的SAW滤波器迅速完成产品定型。双方的合作进展如此迅速，源于北纬公司的两点优势：
其一，北纬公司团队自身掌握大量的know-how。虽然是一个新公司，但是以尾藤为首的日本专家曾在NEC等大厂工作，有二十多年的芯片从业经验。SAW滤波器一个很大的难点在于一致性要求高，不能说这一次做出来的产品符合要求，下一次再做参数都变了。尾藤的解决办法是“反复看数据，让数据说话”，可见芯片老师傅的功底。
其二，北纬公司坚守代工服务的定位。SAW滤波器的另外一个难点在于射频信号很容易失真，给仿真领域建模带来较大困难。这就要求工厂工艺工程师需要与芯片设计工程师紧密配合，快速解决设计公司的问题。北纬公司最短48小时、平均一周、最长两周更新一版工艺，而国内某大厂一版工艺的更新时间一般是两个月。
绑定优秀的设计公司、选择面向模组的高产品定位、扎扎实实做好代工服务，北纬公司完成了三步走，下线的SAW滤波器产品在带宽、差损等性能指标上优于同业。
工艺难度更高的TC-SAW滤波器，则是已完成工艺研发，其样片品质因数（即Q值，衡量滤波器信号频率识别准确性的一个核心指标）更是数倍于国内同业竞争对手。
SAW和TC-SAW组合销售，有望成为北纬公司的独特竞争优势，也将使北纬公司在高难度射频芯片领域有一个特别长的长板，为之后扩展商业布局打下坚实的基础。
一个难以想象的事实是，本文所叙述的第三代射频芯片产业的代表——北纬公司，生长于山西省忻州市。
忻州是山西的一个特例——煤炭资源相对贫乏，主打农业。几年前，地方政府决心转型，为半导体产业园“量身定制”了一套特殊政策：为外籍人才提供人才公寓，解决职工子女就学问题，补贴高耗能的半导体原材料厂，电费低至不到两毛一度。
北纬公司生长于一个大环境悄然改善的山西，也的确为这片土地做出了自己的贡献：
首先是一个初具雏形的上下游芯片产业链。本地丰富的铝矾土资源，经过园区企业的处理，成为射频芯片所需的砷化镓晶圆。忻州半导体产业园不只是一个芯片工厂，而是一个芯片生态。
然后是一个极为整洁的冷暖水工程，除了服务于芯片制造，冬天还能给周围的居民区供暖，节省了数以亿计的能源成本。
最后是转型的勇气和方法。山西经济素来倚重煤炭，向科技产业转型，不可能凭空诞生一个天才的想法。正是北纬公司数十名驻扎在忻州的异国他乡的科学家和工程师，带动了更多富有才智的山西人回乡建设，最终将科技产业的梦想和方法灌输进几百万人心。
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