电源管理芯片可以百花齐放，为何射频前端芯片却只能一枝独秀？

自2018年以来芯片行业大热，证券市场也为集成电路企业开了绿灯，近两年涌现无数fabless上市公司。除了早年上市的韦尔股份、圣邦股份等，新进上市的思瑞浦、晶丰明源、力芯微、艾为电子、芯海科技、纳芯微、希荻微、英集芯、芯朋微、必易微等，大多都是聚焦在电源管理芯片领域，仅卓胜微和唯捷创芯两家在射频前端芯片领域。面对如此诡异局面不禁开始深思，为何电源管理芯片可以百花齐放，而射频前端芯片却只能一枝独秀？

在模拟芯片这个大品类里，又可以分为电源管理、信号链、射频前端三个子品类。

其中，电源管理芯片又包括LDO、DC DC、AC DC、Flyback、Charger、Load Switch、OVP/OCP、LED Driver、Level Shift、USB Type-C IC（PD、Emark、CC Logic）、Audio PA、Motor Driver等不同子类。

信号链芯片又包括OPA、Comparator、ADC、DAC、Analog Switch、Data Switch等不同子类。

射频前端芯片又包括RF PA、LNA、Switch、Filter、Tuner等不同子类。

电源管理芯片的工作频率一般在MHz以下，信号链芯片的工作频率一般在MHz量级，而射频前端芯片的工作频率一般在GHz，因而做电源管理芯片和信号链芯片的通常可以是一家公司一套供应链，而射频因为信号频率太高，寄生效应加大设计难度，需要另外的研发团队，另外的供应链。

下面从三个方面对比分析。

1、应用场景

电源可谓无处不在，大到电视冰箱，小到手表手环，只要是需要用电的设备都需要电源管理芯片。不同设备的电池容量、电压、电流大小和精度要求均不相同，不同细分市场需要不同规格的产品。面积有限的消费类电子和面积不限的安防工控家电领域，也需要不同的封装。因而可以在不同细分市场孕育出不同的头部公司。每个领域的需求数量可能都不大，客户也分散，可以为该赛道的公司竖立起护城河，避免被其他竞争者盯上。挑战者面临新的市场机会时，会陷入做吧，可能卖不了多少收不回本；不做吧，这个市场看着别人赚钱又眼红的两难局面。

射频主要是通信用，近距离的Wi-Fi、蓝牙，远距离的蜂窝，都需要射频前端芯片。相比于电源的无处不在，射频的应用相对少了很多，客户也更加集中。射频前端最大的市场在手机，经历过早年的山寨机混战局面后，现在只剩下荣耀、小米、OPPO、vivo四家大品牌，以及个位数低端品牌和ODM客户，用料规格都比较类似。物联网模块应用基本沿用手机的主射频架构。网通路由市场客户倒是较为分散，规格也多，但是体量都不大。因为3GPP制定了行标，运营商又制定了明确的入网标准，所以某个特定地区的射频规格就非常明确，支持哪些频段、什么CA/ENDC组合，几发几收，天线口功率多少，这些一旦确定，射频前端方案也就固定了。射频前端调试支持工作量比电源管理大太多，也更容易出事故，这也导致客户不太愿意多用新方案，射频前端厂商也希望利用规模效应摊低成本，两边一拍即合，一起推动物料规格的“收敛”。最终就造成了现在所有客户用同一个规格，赢者通吃的局面。

2、利润空间

电源管理芯片的全球领导者当属TI，国内叫得上名字的模拟类公司多多少少都有TI的前员工。作为全球最大的模拟芯片公司，TI产品质量好，定价也很高，毛利一直维持在60%以上，50%以下的低毛利产品会直接放弃。头部厂商定价高了，其他跟随者同类产品比TI低个20%~30%就有很强的竞争力，因而也能保证30%~50%的毛利，至于后面替代国产杀价格，也仍然可以保持正毛利销售，量大之后仍然能赚钱。

射频前端芯片的全球领导者为Skyworks和Qorvo，除了2010年左右的创业者，早期RFMD和Triquint合并出来了一批研发创业，贸易摩擦前后Skyworks那边也出来大量研发创业，从而形成了现在的射频前端局面。射频前端的架构演进一直是平台厂商和射频前端大厂共同决定的，Skyworks和Qorvo作为引导和执行层面，也有极强的定价权，但是这两家毛利都不到50%，和TI相比定价低了很多。因为关乎过运营商认证，手机和模块厂商换料都会非常谨慎，没有足够的利益支撑几乎不会去主动替换。国产射频芯片出来后想做国产替代只能价格便宜30%以上，这就导致新品出来后平均毛利只能在20%~50%（5G产品因为刚开始卖，大家价格都高），再有其他厂商来替代国产，只能价格继续降20%以上，直接逼近成本线，甚至跌破成本价！特别是前年5G火热和华为缺芯带动射频关注度高涨，一堆热钱涌入后，射频前端厂商纷纷准备扩大份额冲击上市，想打价格战熬死对手后独享份额。最终造成了现在射频前端芯片厂商普遍毛利不高盈利困难的局面。

3、供应链生态

电源管理芯片的工作频率低，除了少数高压产品外，大部分都是24V以下的低压产品，可以选择普通CMOS工艺开发。作为最成熟的晶圆工艺，几乎每家fab厂都有CMOS工艺，可谓是标配，电源管理芯片厂可选方案非常多，除了国外的GF、Tower、Dongbu之外，国内的TSMC、UMC、SMIC、HHgrace、 CSMC等都是不错的选择。对效率、驱动和耐压有要求的，可以选择BCD工艺，TSMC、HHgrace、SMIC都很成熟，价格也亲民。

射频前端芯片的工作频率普遍在GHz，高频带来的寄生效应对仿真和加工都加大了难度。用来设计PA的GaAs HBT目前仍以稳懋、宏捷科、联颖三家为主，大陆的三安、立昂也在积极开发，承芯、福联也在努力建厂。但因为外延等成本高昂，6寸的砷化镓要比8寸的CMOS贵两三倍，可用面积却少一半。做开关和LNA的SOI是CMOS的变种工艺，除了射频之外，电源和硅光也有少量应用，属于特种工艺，主要以国外的GF、Tower为主，国内的TSMC、UMC、SMIC、HHgrace虽有开发，但重心都不在此，性能和产能都相对有限。高端LNA和Wi-Fi经常采用SiGe设计，主要是Tower、GF两家。做射频芯片内部电源接口和驱动的往往采用CMOS工艺和电源管理的CMOS一样。总的来看，射频前端采用的工艺仍然以大陆外的厂商为主，晶圆平均单价比电源管理芯片的要贵两倍以上。

最后

不管是内循环的大历史背景，还是产业自身发展的需求，都需要上下游产业链尽可能的在大陆自主可控，只有这样才能降低成本，腾出利润空间。供应链的多元化与系统效率也是互相矛盾地两个方面，射频前端在物料规格的“收敛”上已经走在行业前面，牺牲多元化和丰富度，极大地提升了系统效率。电源管理芯片的百花齐放带来了行业的欣欣向荣，但不同的规格和验证成本，也影响了系统效率。

多元化和效率的折中真是一个哲学难题。