Qorvo高性能解決方案事業(yè)部總經(jīng)理Roger Hall:布局關(guān)鍵射頻技術(shù),提供最優(yōu)系統(tǒng)級解決方案
近年來,射頻系統(tǒng)作為產(chǎn)品的核心模塊,為智能手機(jī)和物聯(lián)網(wǎng)提供了無線互聯(lián)的能力,推動了這些系統(tǒng)的快速發(fā)展。根據(jù)Gartner預(yù)測,到2020年,聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將達(dá)到250億部,實(shí)現(xiàn)全球平均每個(gè)人3個(gè)聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的規(guī)模。相比2015年全球消費(fèi)行業(yè)僅僅只有29億部聯(lián)網(wǎng)設(shè)備,這種增長率是驚人的。面對如此龐大的市場,包括Qorvo在內(nèi)的眾多射頻系統(tǒng)供應(yīng)商加快了在產(chǎn)品和市場的布局。
從構(gòu)成上看,射頻系統(tǒng)通常可以分成兩部分:射頻SoC和片外射頻前端模組(FEM)。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/202307/448381.htm射頻SoC使用CMOS工藝制作,集成了模擬基帶和部分射頻電路,負(fù)責(zé)把數(shù)字信號與射頻信號之間的接口連接起來。射頻前端模組則負(fù)責(zé)在接收端放大微弱的射頻信號,濾波,同時(shí)在發(fā)射端提供功率放大;
射頻前端同時(shí)也負(fù)責(zé)在不同天線間的切換,以及接收/發(fā)射之間的信號隔離。一個(gè)典型的射頻前端模組包括低噪聲放大器(LNA),濾波器(SAW/BAW),功率放大器,天線切換開關(guān)等等。
RF前端細(xì)分組成(source:GSMArena)
因?yàn)槭褂肅MOS電路的射頻SoC有標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)流程,且成長迅猛,包括高通、聯(lián)發(fā)科和展銳在內(nèi)的各大射頻Fabless廠商展開了激烈的競爭,導(dǎo)致其毛利率急劇下降。與之相反的是,射頻前端FEM與SoC由不同的設(shè)計(jì)和制造方案,其工藝流程更是復(fù)雜,這讓其進(jìn)入門檻和利潤率都較高,主要的競爭者也都是集成設(shè)計(jì)和制造的IDM廠商。
2015年,射頻前端模組領(lǐng)域兩大廠商Triquint和RFMD合并成了今天的Qorvo,成就了今天FEM市場的領(lǐng)跑者之一。
近日,半導(dǎo)體行業(yè)觀察有幸采訪了 Qorvo高性能解決方案事業(yè)部總經(jīng)理Roger Hall ,Roger為我們帶來了關(guān)于射頻市場以及Qorvo不少精彩的觀點(diǎn)。
Qorvo高性能解決方案事業(yè)部總經(jīng)理Roger Hall
全球射頻市場在近幾年來的增長勢頭一直不錯(cuò),尤其是隨著4G的普及,頻段數(shù)目增加,射頻元器件需求量保持著穩(wěn)步的上升。
根據(jù)市場調(diào)查機(jī)構(gòu)Navian的數(shù)據(jù),全球移動通信終端的出貨數(shù)量在不斷上漲,到2017年,將基本完成從功能手機(jī)到智能手機(jī)的產(chǎn)業(yè)升級。雖然在經(jīng)過2011至2015年的飛速發(fā)展期之后,智能手機(jī)的增長速度趨于放緩,但隨之而來的換機(jī)需求讓高端智能手機(jī)滲透率持續(xù)攀升,同時(shí),帶有移動通信功能的電子書閱讀器和平板電腦等應(yīng)用成為新的增長點(diǎn),預(yù)計(jì)到2019年,全球移動通信終端的總出貨數(shù)量可達(dá)28億臺。
即將到來的5G時(shí)代所要求的多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)也將直接推動射頻前端芯片市場成長。如更多頻段資源被投入使用、多模多頻使射頻前端芯片需求增加、Massive MIMO和波束成形、載波聚合、毫米波等,都需要更復(fù)雜的射頻前端配合。加上物聯(lián)網(wǎng)市場的蓄勢待發(fā),射頻市場前途無限。
根據(jù)Navian的預(yù)測,2015年至2019年,用于移動通信終端的射頻前端模塊市場規(guī)模將會從119.4億美元增長至212.1億美元,復(fù)合年增長率達(dá)到15.4%。
Roger也認(rèn)同這一觀點(diǎn)。在采訪中Roger表示,2018年對于半導(dǎo)體行業(yè)總體來說是不錯(cuò)的一年,尤其是對于專注于服務(wù)射頻市場的公司來說更是如此,因?yàn)樯漕l市場正在不斷成長。像Qorvo這樣致力于提供復(fù)雜射頻系統(tǒng)解決方案(包括4G-LTE智能手機(jī),無線基站,Wi-Fi以及物聯(lián)網(wǎng)等等)的公司,也會在這波潮流中幫助客戶從快速增長的射頻市場中獲得更多的收益。
當(dāng)然,4G和5G帶來的不僅僅是數(shù)據(jù)率的上升,頻段數(shù)目的增加,同時(shí)也大大提高了射頻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)復(fù)雜性,也拔高了射頻系統(tǒng)市場的門檻。這又會對整體市場帶來什么影響呢?
對此,Roger對半導(dǎo)體行業(yè)觀察記者表示,復(fù)雜射頻系統(tǒng)目前來說還是很有挑戰(zhàn)性,尤其是那些使用新技術(shù)的系統(tǒng),例如載波聚合,MIMO以及物聯(lián)網(wǎng)。因此,像Qorvo這樣的公司會選擇與手機(jī)制造商,運(yùn)營商,網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商甚是至航空公司合作來一起解決這些問題。
對Qorvo來說,挑戰(zhàn)只是機(jī)遇的另一種表現(xiàn)形式。雖然射頻系統(tǒng)并不簡單,但Qorvo有一大群高素質(zhì)的工程師團(tuán)隊(duì)來幫助客戶解決問題。Qorvo在移動端和基站端都已經(jīng)積累的豐富設(shè)計(jì)和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)?zāi)軌蚴褂枚喾N半導(dǎo)體工藝和封裝技術(shù)來解決這些挑戰(zhàn)。
Qorvo的產(chǎn)品線與經(jīng)營哲學(xué)
據(jù)介紹,合并后的Qorvo有兩條重要的產(chǎn)品線:移動設(shè)備產(chǎn)品線、 基礎(chǔ)設(shè)施和國防產(chǎn)品線 (Infrastructure and Defense Product, IDP),這兩個(gè)產(chǎn)品線分別針對不同的市場,并在先進(jìn)技術(shù)研發(fā)方面存在互補(bǔ)關(guān)系。創(chuàng)新性的技術(shù)通常會首先應(yīng)用在國防產(chǎn)品方面,然后擴(kuò)展到基站設(shè)備,最后應(yīng)用到移動終端設(shè)備,而移動終端設(shè)備的大規(guī)模的量產(chǎn)又會降低新工藝的成本,并且貢獻(xiàn)較大的營業(yè)收入和營業(yè)利潤,形成良性循環(huán)。這樣的良性循環(huán)也是Qorvo的核心競爭力之一。
Qorvo產(chǎn)品線 (MP和IDP)
Roger在Qorvo負(fù)責(zé)的是IDP業(yè)務(wù),包括產(chǎn)品戰(zhàn)略,與關(guān)鍵客戶合作以及項(xiàng)目管理等等。在IDP業(yè)務(wù)方面,Roger透露,他們的戰(zhàn)略是為各大市場(Wi-Fi,物聯(lián)網(wǎng),基站,光通訊)提供高質(zhì)量的元件以滿足客戶需求。
“其實(shí),不只是元件重要,如何把這些元件整合進(jìn)系統(tǒng)更加重要。為了讓這些元件更好地工作在一個(gè)系統(tǒng)中,我們在先進(jìn)封裝技術(shù)上投入很大,同時(shí)我們也在提高芯片的集成度以在一塊芯片上集成更多器件。如此一來,我們的客戶在使用這些器件時(shí)就會簡單許多。所以我們的戰(zhàn)略就是提供更高的整合度,或者說更好的易用度?!?Roger表示。
在采訪中,Roger一直在向我們強(qiáng)調(diào)“系統(tǒng)解決方案”的重要性。他認(rèn)為,Qorvo不僅僅是提供產(chǎn)品,更重要的是幫助客戶找到最好的解決方案。因?yàn)樯漕l系統(tǒng)非常復(fù)雜,尤其是那些需要使用高載波頻率和寬頻帶的新技術(shù),包括載波聚合,massive MIMO以及5G。
作為全球技術(shù)領(lǐng)先的IDM大廠,Qorvo確實(shí)有實(shí)力為客戶提供完整的解決方案。目前,Qorvo的產(chǎn)品種類已經(jīng)全面覆蓋使用多種工藝(GaN,GaAs等)實(shí)現(xiàn)的功放,收發(fā)機(jī),LNA,射頻開關(guān),以及BAW和SAW濾波器。每一個(gè)產(chǎn)品種類下都有豐富的產(chǎn)品型號,并在射頻鏈路中占據(jù)重要地位。除了有先進(jìn)的技術(shù)研發(fā)外,Qorvo還擁有獨(dú)立的封裝廠和制造廠,有利于控制成本和穩(wěn)定質(zhì)量,加快高集成度產(chǎn)品的研發(fā)進(jìn)度。
說到經(jīng)營哲學(xué),Roger進(jìn)一步表示,Qorvo的經(jīng)營哲學(xué)是與客戶形成共贏關(guān)系,“客戶的成功就是我們的成功”。Roger說,“Qorvo的經(jīng)營之道就是與需要最新技術(shù)的客戶積極合作,通過提供我們的產(chǎn)品和分享我們的技術(shù)讓我們和客戶建立一種互惠互利的關(guān)系,于是客戶的成功就是我們的成功。”
迎接5G和IoT,Qorvo占領(lǐng)先機(jī)
5G和物聯(lián)網(wǎng)(IoT)是射頻系統(tǒng)未來最有前景的兩個(gè)重要方向, Qorvo當(dāng)然也在積極布局這兩個(gè)市場。
前面提到,5G一個(gè)顯著的變化就是有可能會使用毫米波頻段,因此對于射頻前端模組設(shè)計(jì)是一個(gè)挑戰(zhàn)。由于Qorvo之前在基礎(chǔ)設(shè)施和國防產(chǎn)品上已經(jīng)積累了豐富的毫米波射頻元件經(jīng)驗(yàn),這些經(jīng)驗(yàn)對于5G產(chǎn)品研發(fā)產(chǎn)生了積極的作用,這就讓Qorvo在5G射頻元器件市場處于領(lǐng)先地位。
Roger表示,“Qorvo已經(jīng)與許多OEM合作,一起開發(fā)了不少5G部署的demo”?!拔覀冊诨A(chǔ)設(shè)施和國防產(chǎn)品線的經(jīng)驗(yàn)讓我們能快速支持5G的新技術(shù)。舉例來說,我們在毫米波領(lǐng)域已經(jīng)有20多年的積累,因此一旦5G使用類似的毫米波頻段,我們就可以快速部署產(chǎn)品線。對于5G,我們目前在第二階段,即在已有的產(chǎn)品上繼續(xù)優(yōu)化,這樣當(dāng)客戶在接下來的幾年中開始部署5G的時(shí)候就可以用我們的產(chǎn)品?!?Roger補(bǔ)充說。
Qorvo在5G相關(guān)領(lǐng)域也積累了許多關(guān)鍵技術(shù)。
以濾波器為例,在載波聚合中,對濾波器的性能要求更高,傳統(tǒng)的SAW濾波器領(lǐng)域不但市場已趨向飽和,Muruta、TDK和Taiyo Yuden占據(jù)了全球市場份額的80%以上,還有就是性能不再滿足現(xiàn)在的高頻需求,于是業(yè)界將目光投向了性能更好的升級替代產(chǎn)品BAW濾波器。這個(gè)產(chǎn)品成為射頻濾波器市場的中增長最快的細(xì)分產(chǎn)品。Qorvo不僅掌握了BAW的核心技術(shù),且已占據(jù)了具有絕對優(yōu)勢的市場份額(Qorvo加上Avago在BAW領(lǐng)域的市場占有率超過90%)。
5G的另一個(gè)變數(shù)是通信標(biāo)準(zhǔn)的制定。廠商必須仔細(xì)考慮戰(zhàn)略,才能覆蓋各種可能性,Roger說,”Qorvo積極參與了3GPP的5G標(biāo)準(zhǔn)制定,這就讓我們對5G通信標(biāo)準(zhǔn)就有了深刻的理解。按照我們的理解,5G標(biāo)準(zhǔn)仍然有許多指標(biāo)懸而未決,仍然有不少變化的空間。因此我們的策略就是通過我們豐富的產(chǎn)品線和經(jīng)驗(yàn)去支持未來各種可能的指標(biāo)。另外,我們有許多產(chǎn)品和項(xiàng)目去滿足各種不同的客戶需求,因?yàn)槲覀兊漠a(chǎn)品涵蓋各種新技術(shù)。當(dāng)中包括了新的頻寬,新的載波頻率,Massive MIMO,sub-6GHz,60 GHz,載波聚合等等?!盧oger對半導(dǎo)體行業(yè)觀察的記者說。
IoT市場也是各大射頻廠商的兵家必爭之地。市場研究顯示,2020年IoT市場可達(dá)500億美元,潛力巨大,Qorvo當(dāng)然也不會錯(cuò)過。去年四月,他們收購了為IoT提供射頻芯片方案的GreenPeak。為即將爆發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)市場夯實(shí)了射頻基礎(chǔ)。
“我們認(rèn)為IoT的風(fēng)口馬上要來了,而且機(jī)會將以許多不同的形式呈現(xiàn)?!盧oger說,“在空調(diào),暖氣,能源,安防,保健,遙控等等應(yīng)用都需要無線互聯(lián)。因此,我們收購了GreenPeak。GreenPeak的產(chǎn)品在這些領(lǐng)域具有領(lǐng)先地位,同時(shí)支持當(dāng)前所有的主流通信協(xié)議?!?/p>
與5G類似的是,IoT目前也沒有一個(gè)統(tǒng)一的通信標(biāo)準(zhǔn),藍(lán)牙,ZigBee,NB-IoT,LoRA等各大協(xié)議目前都有公司為其站臺。作為射頻提供商,Qorvo的判斷又是如何?
Roger告訴我們:“關(guān)于IoT的通信協(xié)議,我們認(rèn)為一些新的標(biāo)準(zhǔn)例如5G可能會是最終的標(biāo)準(zhǔn)。在5G最終普及之前,現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)如802.15,ZigBee,藍(lán)牙,Wi-Fi等都將在IoT領(lǐng)域擁有一席之地。我們將在IoT領(lǐng)域推廣Qorvo現(xiàn)有的產(chǎn)品以及GreenPeak的IP。我們相信在IoT領(lǐng)域我們與客戶有廣泛而良好的合作關(guān)系,例如在Wi-Fi射頻前端方面,我們就與一些中國客戶合作提供了最佳解決方案?!?/p>
氮化鎵(GaN)技術(shù)創(chuàng)新的堅(jiān)定推進(jìn)者
除了應(yīng)用市場上的突破之外,半導(dǎo)體生產(chǎn)工藝上的革新對于Qorvo也非常重要。傳統(tǒng)的III-V族半導(dǎo)體,如GaAs,在射頻前端模組中已經(jīng)使用了幾十年,最近則有一些新的III-V族半導(dǎo)體正在從實(shí)驗(yàn)室慢慢走向?qū)嶋H應(yīng)用,與此同時(shí),CMOS SOI等低成本工藝也躍躍欲試想挑戰(zhàn)III-V半導(dǎo)體在射頻前端模組市場中的統(tǒng)治地位。
從 GaAs、GaN、SAW、BAW、CMOS 到 SiGe,Qorvo一直保持著不斷創(chuàng)新的精神,針對不同的目標(biāo)應(yīng)用,提供了合適的技術(shù)、產(chǎn)品和解決方案。而在這些全面覆蓋的射頻技術(shù)中,Qorvo是GaN技術(shù)創(chuàng)新的堅(jiān)定推進(jìn)者。
相比 Si 和 GaAs 等其他半導(dǎo)體,GaN 是一種相對較新的技術(shù),但它已然成為某些高射頻、大功耗應(yīng)用的技術(shù)之選,比如需要長距離或以高端功率水平傳輸信號的應(yīng)用(如雷達(dá)、基站收發(fā)器、衛(wèi)星通信等)。
這主要是由于 GaN 的帶隙較大,具有較高的擊穿電場,這就讓使用這種 材料的設(shè)備擁有更高的工作電壓,因此可用于較高功率的應(yīng)用。
另外,GaN 上的電子具有很高的飽和速度(在極高電場下的電子速度),當(dāng)結(jié)合大電荷能力時(shí),這意味著 GaN 器件能夠提供高得多的電流密度。射頻功率輸出是電壓與電流擺幅的乘積,所以,電壓越高,電流密度越大,這就意味著實(shí)際尺寸的晶體管中產(chǎn)生的射頻功率就越大。
簡言之,GaN 器件產(chǎn)生的功率密度要高得多。此外,因?yàn)?SiC 的高導(dǎo)熱性,GaN-on-SiC 器件表現(xiàn)出出色的熱屬性,從而器件可靠性相比 GaAs或 Si 器件更高。
Roger Hall先生在2017 EDICON會議上介紹GaN產(chǎn)品
“我們堅(jiān)信GaN這樣的III-V族半導(dǎo)體將會繼續(xù)演進(jìn)并在越來越多的應(yīng)用中找到一席之地?!盧oger說,“GaN相對于其他III-V族半導(dǎo)體以及硅半導(dǎo)體來說有許多獨(dú)特的優(yōu)勢,尤其是在性能,體積,重量以及效率等方面。Qorvo的GaN產(chǎn)品以其更大的容量, 效率和線性度,已經(jīng)在目前的基站,有線電視以及雷達(dá)通訊系統(tǒng)中被越來越多地使用,而且未來必將進(jìn)入其他應(yīng)用,包括手機(jī)和其他移動設(shè)備。我們正在積極開發(fā)GaN技術(shù),今年已經(jīng)上市了超過150款GaN產(chǎn)品。我們也在半導(dǎo)體封裝技術(shù)上花了不少功夫,這樣我們可以讓我們的產(chǎn)品封裝更輕薄,更小,以滿足對于空間有苛刻要求的智能手機(jī)應(yīng)用?!?/p>
Qorvo在中國的發(fā)展計(jì)劃
中國的射頻元件和系統(tǒng)市場份額正在穩(wěn)步上升。Qorvo也不會錯(cuò)過這個(gè)大市場。據(jù)Roger透露,2015財(cái)年Qorvo有49%的收入來自于中國客戶,因此中國市場對Qorvo來說非常關(guān)鍵。Roger也很看好中國市場未來的發(fā)展。
他指出,中國市場非常健康,且正在快速增長。未來必然會有持續(xù)的強(qiáng)勁需求。隨著中國的經(jīng)濟(jì)和對射頻產(chǎn)品的需求走強(qiáng),Qorvo將繼續(xù)加強(qiáng)在中國的投入。他們在中國的產(chǎn)品不再是美國制造,而是在中國組裝。我強(qiáng)調(diào),Qorvo在中國有良好的合作關(guān)系,中國的LTE市場上有他們良好的記錄,算上之前在3G市場的出色表現(xiàn),Qorvo的中國市場份額會隨著終端走向5G而繼續(xù)擴(kuò)張。
“和全球其他市場一樣,我認(rèn)為我們在中國最好的機(jī)會就是與需要最新技術(shù)的客戶積極合作,通過提供我們的產(chǎn)品和分享我們的技術(shù)讓我們和客戶建立一種互惠互利的關(guān)系,讓客戶成功,進(jìn)而讓我們成功。所以我認(rèn)為在中國的關(guān)鍵就是這個(gè),同時(shí)還包括找到那些需要最新技術(shù)的客戶來幫助他們從市場上脫穎而出?!盧oger說。
Qorvo也以實(shí)際行動證明了自己對于中國市場的重視。他們在北京和山東德州都已經(jīng)建立了工廠,將最先進(jìn)的封裝、測試技術(shù)帶到中國,同時(shí)進(jìn)一步擴(kuò)大產(chǎn)能,更好的服務(wù)中國本土客戶,幫助客戶盡快解決在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中遇到的問題。
值得一提的是,Qorvo山東德州工廠引進(jìn)了先進(jìn)的研磨減薄和切割、倒裝芯片貼裝、芯片貼裝、引線縫合、塑封成型、切割、電鍍、激光打印等多種封裝測試技術(shù),基于 PA 產(chǎn)品的特殊性還配備了失效分析實(shí)驗(yàn)室。Qorvo通過FAE、本地測試封裝廠和供應(yīng)鏈的整合,打造出一體化的客戶服務(wù)體系。
位于北京和德州的Qorvo全球組裝、封裝和測試運(yùn)營中心
Roger告訴半導(dǎo)體行業(yè)觀察記者,“我們的工廠將同時(shí)生產(chǎn)終端和基站產(chǎn)品。我們的策略是當(dāng)?shù)亟◤S,當(dāng)?shù)劁N售。另外,中國的工廠還會負(fù)責(zé)許多高銷量的產(chǎn)品?!盧oger補(bǔ)充說,“我們在中國的工廠是全球一流水準(zhǔn),從這個(gè)角度來說中國工廠有很大的可擴(kuò)展性。Qorvo的一大的優(yōu)勢就是,基于我們在移動端的經(jīng)驗(yàn),我們可以隨著市場增長快速擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。我們正在把同樣的策略移植到基站產(chǎn)品,目前已經(jīng)可以支持4G,4G-LTE的產(chǎn)品,接下來我們也在準(zhǔn)備5G產(chǎn)品。”Roger強(qiáng)調(diào)。
當(dāng)然,中國射頻市場與全球市場有所不同,中國市場的廠商往往有很大的價(jià)格壓力。習(xí)慣了高利潤的Qorvo能否適應(yīng)中國市場對于性價(jià)比的注重呢?Roger表示Qorvo已經(jīng)充分注意到了這個(gè)因素。
“我們確實(shí)在中國客戶那里看到了價(jià)格的壓力。這也是我們想要在中國當(dāng)?shù)亟⒐S的部分原因。我們也在自動化生產(chǎn)領(lǐng)域投入了很多資金,所以我們的產(chǎn)品生產(chǎn)效率非常高,在市場上可以實(shí)現(xiàn)很高的性價(jià)比。我們一直把成本看作設(shè)計(jì)的關(guān)鍵考量之一,因?yàn)橹挥凶屑?xì)分析過目標(biāo)成本的產(chǎn)品才能幫助我們的客戶以及Qorvo獲得成功。”
同時(shí),Qorvo也并不擔(dān)心中國有本土廠商打“性價(jià)比”牌與Qorvo競爭。Roger認(rèn)為,競爭對于Qorvo并不是件壞事。“目前我在中國還沒有發(fā)現(xiàn)與Qorvo實(shí)力相當(dāng)?shù)母偁幷?,但是我認(rèn)為在中國市場確實(shí)有許多公司在尋求本土供應(yīng)商。事實(shí)上我們相信競爭對市場是有利的。我對于競爭并不擔(dān)憂,相反我歡迎競爭,尤其是在產(chǎn)品和服務(wù)方面,競爭能促使我們變得更好?!?/p>
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