射频芯片指用集成电路技术制造微波器组件,应用场景逐步拓宽 芯片是集成电路方法的应用,而非某种特定功能的器件。 芯片是根据特定目的和用途,用集成电路的方法制造电路中的器件、组件、模块甚至系统。集成电路是电子学中一种将电路(主要包括半导体设备、被动组件等)集中制造在半导体晶圆表面上的小型化方式。 芯片在制造过程中根据特定需求进行设计,通过集成电路的方法得以实现,不同功能的器件、组件、模块乃至系统均可通过集成电路的方法集成于芯片中。 ![]()
多层级射频芯片大幅提高小型化和集成化程度,在无线电设备中应用逐步拓宽。 射频芯片是把射频前端中的器件、组件、模块,甚至整个射频前端通过集成电路的方法集成芯片。 射频前端已实现多层级芯片化,器件级有功放芯片、开关芯片(移动通信传导开关、 WiFi 开关、天线调谐开关)等;组件级有 TR 芯片等;模块级有数模转换芯片、电源芯片等;系统级有手机中的射频前端芯片。 芯片集成工艺在射频前端的应用大幅降低器件尺寸,提高模块的集成度,为成本控制和性能堆叠提供技术基础。功放芯片是通信基站和终端中必不可少的电子元器件,TR 芯片是整个雷达的关键电子元器件之一,在军用雷达领域中得到广泛应用。 随着 5G 技术广泛商用和中国移动通信基站进一步增建,射频芯片应用场景将进一步扩大。 ![]()
科研院所是市场主力,民营企业业绩弹性大射频微波市场参与者主要包括体制内科研院所和体制外民营企业两大类。 科研院所中,13 所和 55 所是射频微波领域的主力军,产品谱系全面下游应用涵盖广泛,在化合物半导体功率器件等技术上实力较强;14 所、29 所等信息化主机院所,往往也会生产部分微波器组件用于自供。 民营企业业务规模小于 13 所和 55 所,产品多集中于特定类型的微波器组件,配套的型号也相对较少,但民营企业在公司治理上更为灵活,“十四五”期间随着下游信息化装备加速列装,民营企业业绩弹性或将更大。 ![]()
国内微波起步晚、差距大,相控阵领域有望取得突破我国微波技术起步晚、差距大,产业不成熟竞争力较弱 微波技术一战后登上历史舞台,在近一百年间保持了快速发展。微波技术诞生于一二 战之间的间战时期,1936 年 Southworth 发表论文宣布了波导传输实验成功,正式开创了微波技术的历史。 此后微波技术保持了近一百年的高速发展,1939 年第一台分米波雷达的诞生极大的推进了微波技术的落地和发展,随着二次世界大战的爆发雷达技术迅速走向成熟,反雷达技术应运出现,电子对抗这一全新分支走上历史舞台;战后射电天文学大发展对于微波技术的性能指标提出了更高要求,冷战时期的太空军备竞赛助推微波技术进入 大发展时期;90 年代至今有源相控阵雷达、通信升级、智能驾驶和万物互联主导了微波技术革命式发展。 我国微波技术起步晚且前期发展慢,近年快速追赶差距逐步缩小。在一次世界大战后 微波技术出现时,我国处于长期战乱和割据状态,错过了微波技术登台之初的黄金时期,直到建国后中国微波技术才开始起步,50 年代初期我国研制出第一台米波防空雷达,相较世界先进技术差距约二十年。 60 年代初微波技术重要性得到重视,相关产研教的系统性体系开始建立;80 年代伴随改革开放的脚步,我国微波产业开始加速赶超,直到近年在个别细分领域取得了世界领先的成就,行业整体差距也逐步缩小。 ![]()
目前我国微波技术在高频器件、产业化和系统设计三个领域存在较大差距。相比国际 一流水平,目前我国微波技术存在的差距主要集中在三个领域: 1、随着军用无线电设备的升级,以及民用 5G 通信及物联网的发展,微波器组件需要支持的频段显著升高,在高频微波器组件领域,我国与西方发达国家仍存在差距; 2、虽然我国在部分先进微波器组件的研发上取得突破,但产业化上仍存在不足,导致国产微波器组件在成本和可靠性上存在差距; 3、随着电子产品趋于小型化,微波器组件的供电、散热等问题愈发突出,对射频前端的系统设计提出了较高的要求,在这一点上我国也有较大的进步空间。 微波技术上的差距,导致我国微波产业竞争力较弱。我国微波技术相对世界先进水平 整体落后,军用器件性能存在差距,同时民用产品国产化率较低。
例如抗干扰通信领域,美国的战略防御计划(SDI) 实现了极高的设备通信率,通过大量信息实现抗干扰交换并且可以无障碍监测传输,其中高空监视传感器能实现同时监视 1500 个同时发射的导弹;而我国在解密技术、编码纠错技术等方面仍存在很大差距。 另外在电子战领域,美欧主要军事强国起步早,并在数十年间发展迅速。 2016 年,美军推出世界首套认知电子战系统(SRx),提供自适应、可远程重新编程等功能,集成在手掌大小的模块中,并能实现全谱覆盖。 而国内对于下一代认知电子战的认识和重视程度不足,技术也整体落后。民品则由于起步晚、规模小、成本控制能力较差,难以打开下游市场,相关国产器组件市占率较低。 ![]()
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