射频芯片由于需要处理高频射频信号，属于模拟芯片中的高门槛、高技术难度环节，因此一直以来就被誉为“模拟芯片皇冠上的明珠”。
最近，芯八哥“走进产业链”栏目记者采访了国nei射频前端新锐企业—地芯科技的销售总监王伟刚，探讨在射频芯片加速国产替代的背景下，当前地芯科技企业的发展情况以及对行业未来发展的展望。
短期内已推出三大产品线，其中模拟信号链产品性能可匹配TI/ADI等全球顶尖大厂水平
据了解，地芯科技成立于2018年，是一家新兴的高端模拟射频芯片供应商。近年来，公司的发展势头愈发亮眼，其产品已经广泛应用于5G无线通信、物联网以及工业电子等多个领域，并且得到了海康、大华、利尔达、佰才邦等知名客户的高度认可。
“地芯科技虽然成立时间很短，但发展速度很快。截至目前，我们已经形成了以射频前端芯片、射频收发芯片、模拟信号链芯片为主的三大产品系列，其中射频前端主要是应用在物联网上面，模拟信号链以工业电子的应用为主，而射频收发芯片则是我们在通信基站领域的重要布局。”王伟刚介绍道。模拟信号链方面，地芯科技目前拥有高速Pipeline ADC、高精度SAR ADC、高精度电压基准源等三大系列产品，其中高速Pipeline ADC能够覆盖10到14位采样精度，10M到1G采样率；高精度SAR ADC则支持10到16位采样精度，100K到1M采样率；而高精度电压基准源产品全系列采用基准源封装，具有低噪声、低温漂、高初始精度等技术特征。
以高速Pipeline ADC系列GAD2245产品为例，该芯片支持14 位采样精度和10M采样率以及极低功耗特性，可以很好地支持光电转换信号的高灵敏度采集。同时，得益于其高线性度，GAD2245 可在工业温度范围内提供超群的低电平输入信号性能。目前，该产品可在红外热成像、超声波频谱分析、便携式仪器、光电信号采集、无线和有线宽带通信等高频、宽动态范围信号领域广泛使用。“我们的Pipeline系列创新型250M以上采样率的产品打破了国际垄断，产品性能业界领先，14位/125M采样率Pipeline产品技术也领跑国内友商，性能能够匹配全球顶尖大厂水平；而SAR ADC系列产品具有兼容性好，超低功耗的特点，其中16Bit/ 100Ksps产品系列功耗可低至1.8 mW/ch，而成熟产品系列可兼容TI、ADI的竞品, 并且在此基础上简化了设计流程，替代设计无需更改硬件设计及PCB layout。” 王伟刚表示，“该项目从去年开始启动，到今年已经实现了多个系列芯片的小批量出货，目前客户反馈都比较好，预计明年会在此基础上进一步放量，将会为我们带来比较可观的收入。”
物联网射频前端年出货量已达千万片量级，射频收发芯片更是填补了国内市场的空白
无线通信的发展离不开射频前端的进化，而射频前端的变革始终追随无线通信的演进。蜂窝移动通信技术从2G发展到现在的5G 时代，移动网络速度越来越快，因此对射频前端芯片的要求也越来越高。
在射频前端芯片方面，地芯科技基于低功耗硅基CMOS技术，研发了FEM、PA两大系列多款低功耗、高性能的产品，能够广泛应用于蓝牙、Zigbee、WiFi、NB-IOT、WiSUN、LoRa等各类各种物联网应用场景中，目前在绿米、安居宝、顺舟科技、飞比、快住科技、立达信等下游客户每年的发货量已经达到千万片量级，位于市场同类产品销量前列。以GC1101为例，该芯片是采用CMOS工艺实现的单芯片器件，其内部集成了射频功率放大器（PA）、低噪声放大器（LNA）以及芯片收发开关控制电路，是一款面向IEEE 802.15.4/Zigbee、蓝牙无线传感网络以及其他2.4 GHz ISM频段无线系统全集成的射频前端单芯片。
王伟刚指出：“GC1101饱和功率可达到22.5dBm，输出功率20dBm时电流仅有97mA，噪声系数NF只有2.9dB，特别的架构设计使得ESD性能高达8KV，远高于市场同类产品。除了具有上述高性能、低功耗、低噪声的优点外，该芯片还采用QFN-16（3 x 3 x 0.75 mm）封装，可兼容市场上Skyworks的RFX2401C产品，并且具有明显的成本优势。目前该产品已经在工业控制自动化、智能家居和符合RF4CE 协议的射频系统中大规模应用，成为公司当前阶段的主打产品和主要收入来源。”随着5G时代的到来，运营商加速5G基站建设，而射频收发芯片是基站系统的关键芯片，成本约占整个基站系统的20%左右。按照5年的建设周期计算，5G基站射频收发芯片每年市场空间将超过100亿人民币，市场潜力巨大，然而国内基站侧的射频收发器芯片自给率非常低，市场几乎被国外公司垄断。
经过持续投入与潜心研发，地芯科技连续攻克5G小基站部署中RRU模块的收发芯片在热耗、低效、频段冲突等方向的技术难题，实现高效射频收发、高效功率放大、低耗射频发射等技术效果，并通过一系列严苛的测试与规格审定，成功量产风行系列GC080X产品，可广泛应用于用软件无线电系统、5G/4G LTE及专网无线通信基站、多功能智能终端、点对点通信系统等几乎所有现代化数字无线通信系统中。王伟刚指出:“GC080X系列是依靠我们完全自主的创新技术率先研发并量产的国产5G收发机，可广泛应用在基站系统、专用电台、无线图传、车联网、卫星雷达等多个领域。该系列芯片通过设计优化和工艺升级，不仅在可以做到Die面积比国际领先竞品缩小50%、功耗上低40%，而且也是现阶段国内唯一一家能够支持5G NR 100MHz带宽的收发机，填补了国内市场在该领域的空白。最关键的一点是该芯片基本上全部采用国内供应链，在产业链上真正做到了自主可控，避免了被卡脖子的情况出现。从产品布局来说，收发机产品的成功上市，意味着我们的产品已经完成了从射频前端、信号链到射频收发芯片整个模拟射频产业链的全覆盖。”
射频前端国产替代加速，地芯科技以物联网作为切入点有望实现变道超车式发展
业内周知，射频前端指位于射频收发器及天线之间的中间模块，其功能为无线电磁波信号的发送和接收，是移动终端设备实现蜂窝网络连接、Wi-Fi、蓝牙、GPS 等无线通信功能所必需的核心模块。若没有射频前端芯片，手机等移动终端设备将无法拨打电话和连接网络，失去无线通信功能。因此，射频前端在无线通信中有不可或缺、至关重要的作用。近年来，随着物联网和5G通信的快速发展带动对射频前端芯片的需求不断提高。根据QY Research的数据显示，2021年全球射频前端市场规模约为204.59亿美元，预计未来6年将保持10.39%的年复合增长率，至2027年其市场规模有望达到370.27亿美元。虽然市场空间巨大，但由于射频前端芯片的设计壁垒高、难度大，需要研发人员具备长时间的设计经验和工艺经验积累才能有所突破。因此，长期以来射频前端芯片市场基本上被美国、日本拥有人才、技术、资本等各个方面优势的国际头部厂所垄断。
根据Yole的数据，全球射频前端市场集中度较高，2020年射频前端市场全球前五大厂商合计市场份额高达84%。具体来看，思佳讯（Skyworks）市场份额排名第一，占比21%；村田（Murata）市场份额排名第二，占比17%；博通（Broadcom）市场份额排名第三，占比16%；科沃（Qorvo）与高通（Qualcomm）市场份额相当，均为15%；其他厂商合计占16%。虽然市场空间巨大，但由于射频前端芯片的设计壁垒高、难度大，需要研发人员具备长时间的设计经验和工艺经验积累才能有所突破。因此，长期以来射频前端芯片市场基本上被美国、日本拥有人才、技术、资本等各个方面优势的国际头部厂所垄断。
根据Yole的数据，全球射频前端市场集中度较高，2020年射频前端市场全球前五大厂商合计市场份额高达84%。具体来看，思佳讯（Skyworks）市场份额排名第一，占比21%；村田（Murata）市场份额排名第二，占比17%；博通（Broadcom）市场份额排名第三，占比16%；科沃（Qorvo）与高通（Qualcomm）市场份额相当，均为15%；其他厂商合计占16%。
