射频前端芯片研发投入分析：国内与海外的差距及影响

  在当今的通信技术领域，射频前端设计至关重要，它是实现无线信号收发的关键环节，其性能直接影响着通信设施的质量和使用者真实的体验。射频前端设计企业由于产品具有技术密集、更新换代快等特性，需要持续的高研发投入来保持竞争力。

  射频前端芯片产品涉及多种复杂技术，如滤波器、功率放大器、低噪声放大器等的设计与制造工艺。这些技术不仅要满足不断的提高的通信标准，如从 4G 到 5G 乃至未来 6G 的演进，还要适应各类终端设备小型化、多功能化的需求。每一次技术的升级和应用场景的拓展，都要求对产品做重新设计和优化，要一直投入开发新的芯片设计的具体方案以满足变化的市场需求，这无疑需要大量的研发资源投入。

  然而，目前国频前端设计厂商在研发投入水平上与国外领先厂商存在非常明显差距。像 Skyworks、Qorvo、Murata 等海外巨头，长期以来都将大量资金投入到研发中，可以说，在研发投入层面，海外老牌射频前端厂商展现出压倒性优势。例如，Skyworks、Qorvo、Murata等海外老牌射频前端厂商，每年研发投入在40亿~60亿人民币，是国频前端厂商投入的10倍还多，这个水平的投入动辄已超越国内最顶尖射频厂商卓胜微的营业收入规模。如此巨额资金，为其技术创新与产品迭代构筑坚实根基。相较而言，国内厂商受限于资金规模与营收体量，研发投入捉襟见肘。这使得国内厂商在前沿技术探索、基础研究突破方面面临重重困难，技术追赶之路漫长而艰辛。

  此外，不同定位射频厂商的研发支出占比也存在一些规律性差异。据笔者统计，主攻发射侧的Qorvo和唯捷创芯的研发支出占营收的比重常年在15%以上，慧智微更是达到50%以上，猜测在国际一线品牌客户大规模出货的昂瑞微这一比例也不低。而相比之下，差异化定位于开关、接收侧产品的卓胜微，其2017-2022年研发比重基本在10%以下，直到近两年才逐步加大投入，这种转变或许与其开始将侧重点从接收侧往发射侧转移，从Fabless向IDM模式转移有关。同样的，聚焦较单一产品类别的滤波器龙头厂商村Murata，其研发支出占营收的比重也常年保持在7%上下的水平。

  长期以来，海外厂商通过持续的高研发投入进行前瞻性的技术和产品研究开发，抢占射频前端技术和产品制高点。

  以 Qorvo 为例，其研发投入侧重于射频前端基础领域的创新，包括材料、软件、半导体工艺技术、仿真和建模、系统架构、电路设计、器件封装、模块集成和测试能力，开发了多代砷化镓（“GaAs”）、氮化镓（“GaN”）、BAW和表面声波（“SAW”）工艺技术，提高器件性能，减小芯片尺寸和降造成本。Qorvo还与主要供应商合作采购技术，包括用于LNA、开关和调谐器的绝缘体上硅（SOI）、用于放大器和LNA的硅锗（SiGe），并将这些技术与专有设计方法、知识产权等相结合，以提高性能，增加集成度，降低产品的尺寸和成本。除此之外，Qorvo投入重金开发并验证先进封装技术，投资于大规模模块组装和测试能力，以减小组件尺寸，提高性能并降低封装成本，加快将新产品新技术大量推向市场的速度。

  近年来，Qorvo推出的RF Fusion20™射频前端产品系列通过将砷化镓功率放大器、先进体声波（BAW）多路复用技术和集成射频屏蔽技术结合起来，极大地提高了产品的集成度和性能，涵盖所有主要5G 和 4G 频段，提供了完整的、高度集成的射频前端解决方案，荣获 GTI 移动技术创新突破奖。该产品系列的关键技术进步包括接收路径和低噪声放大器的集成，在节省宝贵的电路板空间的同时，提高了接收性能和连接性，以及在模块中采用了 Qorvo 创新的 MicroShield® 射频屏蔽技术，将射频前端组件之间不良相互作用的可能性降至最低，能够在一整套完整的配置中实现完整的发射和接收覆盖，以匹配不一样的地区的市场需求，使计算机显示终端能够简化开发过程并加快产品上市时间，已被多家领先的计算机显示终端厂商采用。

  此外，Skyworks在 5G 通信技术兴起时，即投入巨额研发资金用于开发适用于 5G 基站和终端设备的高性能射频前端模块。通过不断的技术攻关，成功推出了一系列具有高功率效率、低损耗等特性的产品，满足了 5G 网络大带宽、高速率传输的需求。Murata 在射频前端的研发投入同样不遗余力，不停地改进革新陶瓷材料和制造工艺，提升射频器件的性能和集成度，其研发的多层陶瓷电容器（MLCC）在射频电路中发挥着关键作用，被众多电子设备制造商所采用。

  上述海外厂商前瞻性的研发投入帮助其在洞察、满足市场需求方面走在前列，能第一时间推出计算机显示终端需要的产品。

  值得注意的是，国频厂商尽管研发投入量级与海外巨头有很大差距，但经过数年来的努力和坚定投入，已有厂商取得了不错的技术突破，如唯捷创芯和昂瑞微在2023年已实现L-PAMiD模组芯片量产出货，在Tier1手机客户的旗舰手机中大规模应用。

  技术积累如同公司发展的深厚底蕴，海外厂商凭借几十年的行业深耕，积累了丰富的技术诀窍与研发经验。从早期模拟通信时代起步，历经数字通信变革，再到如今 5G、物联网蒸蒸日上，他们一路沉淀，对射频前端各组件技术理解深刻入微。

  如 Murata在滤波器领域，凭借多年声学技术探讨研究与工艺优化，其生产的 SAW 滤波器性能卓越，在高端智能手机市场占据主导地位；Skyworks 历经通信技术多轮迭代，产品线从最初单一射频放大器逐步拓展，如今已涵盖功率放大器、滤波器、低噪声放大器等全系列新产品，能为客户提供一站式射频前端解决方案，满足多种终端设备复杂多样的需求。

  反观国内厂商，普遍成立仅十年出头，虽有少数企业在特定领域崭露头角，但整体技术储备薄弱，产品线完整性不足。多数企业仍聚焦于个别产品领域，如部分国产厂商仅擅长射频开关或低端功率放大器生产，在高端滤波器、高集成度模组等方面技术突破困难，难以独立构建完整且高性能的射频前端产品体系，在与海外巨头全方位竞争中处于劣势。

  国产厂商面临的两难困境：一边是必须增加的研发投入，一边是捉襟见肘的盈利能力

  海外厂商成立时间久，经过几十年的技术和市场积累，已经取得规模效应，资源投入成本被充分摊薄，有更强的赚钱效应。而国内厂商普遍成立时间十年出头，在中美贸易战打开的口子里找到机会，奋起追赶的时间也就五六年，在巨头包围的情况下展开激烈厮杀，想要把这场仗打赢，需要长期而持续、精准而高效的研发投入，以产出存在竞争力、符合市场需求的芯片产品。

  然而，一个摆在国产射频厂商面前的现实情况是，国内厂商整体起步晚，自身积累的家底不够厚，还处于攻城略地的阶段，需要外部投资来加速追赶外资大厂的进程。一方面，国产供应链如晶圆代工也是刚起步，尚处于发展初期，产能有限且工艺稳定性有待提升，无法像海外那样为射频厂商提供低成本、高效率的代工服务，还不足以对射频厂商的生产制造端提供足够的助力，短期内生产制造成本居高不下；另一方面，国产射频厂商遭到海外成熟厂商的围追堵截，海外厂商不惜加入价格战血拼抢市场占有率，即使是过往传统高利润的产品线，在激进的定价策略下也开始纷纷降价，产品短期内很难卖得起高价。例如，笔者从市场上了解到，Qorvo等海外厂商近两年在国内和海外市场上与国内厂商直接竞争，不惜大幅降价，以牺牲盈利的代价试图维持其市场份额。

  在这样的上下游环境下，国内厂商收入和成本两端承压，这样的一种情况下还要求发展，持续投入大量的研发和市场资源，势必需要外部资本的加持。以最近较主流的L-PAMiD Phase 8为例，此代复杂模组产品包含了数个针对不一样区域、功能的版本，每个版本中又集成了PA、开关、滤波器及低噪声放大器等多个物料，由GaAs、SOI、CMOS等不同工艺的晶粒及不同频段的滤波器组成。每个晶粒的投片费用都在数十万到上百万，每个滤波器也有相应的开发费用，加上相应的开发、验证、生产夹具、测试设备等投入，新一代复杂模组产品的研发生产投入都在亿元级别以上。

  笔者大概看了一下几家主流射频厂商的净利率，从2021年到现在，海外几家大厂都经历了不同程度的下滑，国内外差距整体在持续收窄，这或许说明射频赛道的竞争即将迎来拐点，国频厂商再铆足劲坚持一段时间即能迎来曙光，不过在这样的一个过程中想要维持高研发投入，在激烈的竞争中脱颖而出，可能仍需要借助外部资本的力量。某一些程度上而言，射频前端尤其是高集成度复杂模组这样一个技术壁垒高、开发周期长、上游波动大、下游市场变化快的赛道，高投入是必然的，从海外巨头的发展历史可见一斑。

  注：2024年数据为各家公司披露的最新一期财报数据 数据来源：Wind数据终端

  尽管当前国产射频前端芯片厂商与海外巨头研发投入方面存在非常明显差距，但展望未来，前景依然充满希望。随着 5G 通信技术的深度普及、物联网产业的蓬勃兴起，全球对于射频前端芯片的需求正呈现爆发式增长态势。据市场研究机构预测，到 2025 年，全球 5G 手机销量有望突破 10 亿部，这将为射频前端芯片市场注入强劲动力，带来前所未有的广阔商机。与此同时，物联网设备的海量涌现，从智能家居、智能穿戴到工业物联网、车联网、卫星通信等所有的领域，不能离开射频前端芯片作为无线通信的关键支撑，其市场需求的增长空间几乎无可限量。

  未来，射频前端赛道的竞争将会成为全方位、多维度的综合竞争，射频前端厂商们不仅要打好自己的铁，提升盈利能力，也要学会借助资本的力量和市场的力量，进一步加大研发投入，持续增强、夯实技术和产品实力。期待我国射频厂商全方位崛起、助力半导体产业国际地位大幅提升。

  射频前端芯片已经产能过剩，手机等无线终端市场需求已经大幅度放缓，技术升级的需求已经趋近于无。

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