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Überlegungen zur sich verändernden Situation der Filterindustrie

Erscheinungsdatum: 2021Quelle des Autors: KinghelmAufrufe: 570

Filter haben in der RF-Frontend-Branche oberste Priorität, sind aber nicht führend.

 

In den nächsten fünf Jahren wird das 5g-PA-Modul der Marktführer in der HF-Frontend-Branche sein.

 

Passiv folgen aktiv, passiv folgen aktiv。 Der Filter folgt dem 5g-PA-Modul und dem Rx-FEM.

 

Mit der Einführung von 5G werden jedoch Filter der größte Nutznießer der HF-Frontend-Industrie sein. Der Ausgangswert von Filtern ist von 33 % der 3G-Terminals auf 54 % aller Netcom-LTE-Terminals gestiegen und wird voraussichtlich bis 66 auf 2023 % steigen; Saw ist der wichtigste Filter im 4G- und 5g-Zeitalter. Derzeit sind 70–80 % des Marktes Sägefilter und 20–30 % des Marktes sind BAW-Filter und LTCC/IPD; 5g überlagert mehr Frequenzbänder, die Anzahl der Filter und die High-End-Anforderungen sind höher. Im 5g-Zeitalter wird die Anzahl der Filter nicht nur deutlich zunehmen, sondern auch weiter integriert und miniaturisiert werden.

 

Vorhandenes Muster filtern


Amerikanische und japanische Giganten monopolisieren den HF-Frontend-Markt und besetzen den größten Teil des gewinnbringenden Marktes. Laut Yole-Entwicklungsdaten machten im Jahr 2019 die fünf führenden Anbieter von HF-Geräten 79 % des HF-Frontend-Marktanteils aus, darunter Murata 23 %, Skyworks 18 %, Broadcom 14 %, Qorvo 13 % und Qualcomm 11 %.

Quelle: Yole, China Semiconductor Industry Association

 

Die fünf führenden HF-Hersteller verfügen über Leistungsverstärker und Filter. Die Filter der Kopfhersteller befinden sich im IDM-Modus, und die Leistungsverstärker von Skyworks und Qorvo befinden sich im IDM-Modus, mit der Möglichkeit, HF-Front-End-Module mit hoher Integration zu entwerfen. Der Vorteil japanischer Unternehmen liegt im TC-Saw-Filter, während amerikanische Unternehmen offensichtliche Vorteile in den BAW-Filter-, PA-, Switch- und LNA-Märkten haben.

Quelle: Yole, China Semiconductor Industry Association

 

Die Bildung des Wettbewerbsmusters des globalen RF-Frontend-Segmentmarktes ist ein Prozess von M & A.RF PA-Unternehmen führen Filter nicht von Grund auf durch, sondern durch Fusionen und Übernahmen.

 

Nach der Fusion und Umstrukturierung von Broadcom und Anhuagao im Jahr 2015 dominierte ein Unternehmen, das 87 % des weltweiten Marktanteils von BAW-Filtern ausmachte. Broadcom verfügt derzeit über das wettbewerbsfähigste Produktportfolio und sein BAW-Filter nimmt auch eine dominierende Position auf dem Markt für High-End-Smartphone-Anwendungen ein. Darüber hinaus erwarb Broadcom auch das Bulk-Acoustic-Wave-Geschäft von Infineon, um den Marktanteil von Bulk-Acoustic-Wave-Filtern auszubauen.

 

Qorvo wurde 2015 von TriQuint Semiconductor und RF Micro Devices (RFMD) fusioniert. TriQuint und RFMD erhöhten beide die Filterkapazität durch Fusionen und Übernahmen. TriQuint fusionierte 2001 mit Sawtek und erwarb 2004 tfrt Technologies, das auf BAW-Technologie spezialisiert ist, um seine Kapazitäten im Bereich HF-Filtertechnologie durch die kontinuierliche Übernahme von qorvo zu stärken.

 

Im Jahr 2014 amerikanische Hersteller von AnalogchipsSkyworksUndPanasonicAnkündigung der Gründung eines Joint Ventures zur gemeinsamen Gestaltung, Entwicklung und Bereitstellung von Hochleistungsfiltern, einschließlich Oberflächenwellen- (SAW) und Temperaturkompensations-Sägekomponentenlösungen, und zum gemeinsamen Eintritt in den Hochleistungsfiltermarkt. Die strategischen Investitionen beider Parteien in den Markt für Hochfrequenz-Bulk-Akustikwellenfilter (BAW) ergänzen sich und können maßgeschneiderte Lösungen für die Kombination von Hoch-, Mittel- und Niederfrequenzbändern bieten. Darunter,Skyworks66 % der Anteile,PanasonicDer Hauptsitz des Joint Ventures mit einem Anteil von 34 % befindet sich in Osaka, Japan. Im Jahr 2016 gab Skyworks bekannt, dass es im Rahmen des Joint-Venture-Unternehmens 34 % der Anteile von Panasonic für 765 Millionen US-Dollar erwerben würde, um eine hundertprozentige Beteiligung zu erreichen, einschließlich professionellem und technischem Personal im Zusammenhang mit Filtern, führendem Produktdesign, 412 grundlegenden Filterpatenten usw Anwendungspatente im Zusammenhang mit Säge- und Temperaturkompensations-SAW-Geräten.

 

2016HochpassUnd japanische Hersteller elektronischer KomponentenTDKEs wurde angekündigt, dass beide Seiten ein Joint Venture RF360 Holdings gründen würden, um drahtlose Komponenten für mobile Geräte und andere Produkte zu entwickeln. Daher investierte Qualcomm 3 Milliarden US-Dollar in ein Joint Venture mit TDK, um offiziell in den Filtermarkt einzusteigen.

BAWWellenfilter

PA

SAWWellenfilter

Switch und LNA

Broadcom: 87 %

Skyworks: 43%

Murata: 50%

Qorvo: 35%

Qorvo: 8%

Qorvo: 25 %

RF360: 20%

Skyworks: 23 %

Solarinduzierter Strom: 3 %

Broadcom: 25 %

Solarinduzierter Strom: 15 %

Andere: 26%

RF360: 2%

Andere: 7%

Skyworks: 10 %


 

Zukünftige Filteränderungen


Aus Sicht der Marktgröße: Unter dem allgemeinen Trend des Internets der Dinge ist RF-Frontend die am schnellsten wachsende und entschlossenste Richtung. Derzeit befindet sich die Phase der beschleunigten Verbreitung von 5G-Mobiltelefonen, und die neue Runde des Hochgeschwindigkeitswachstumstrends der RF-Front-End-Industrie ist klar. Den Daten von Yole zufolge wird der RF-Frontend-Markt im Jahr 15.2 ein Volumen von 2019 Milliarden US-Dollar erreichen, bis 25.4 wird ein Wert von 2025 Milliarden US-Dollar erwartet, und die jährliche Wachstumsrate (CAGR) wird im Zeitraum 11–2020 25 % erreichen.

Quelle: Yole

 

Aus Sicht der Marktzusammensetzung machen PA-Module, diskrete Filter und FEM-Module einen hohen Anteil aus. Das HF-Frontend umfasst Filter, Schalter, Leistungsverstärker (PA), rauscharmen Verstärker (LNA), Antennentuner und andere Komponenten. Laut Yole-Daten belief sich der Umfang von PA-Modulen, diskreten Filtern und FEM-Modulen in 19 Jahren auf 5.4 Milliarden US-Dollar, 3.7 Milliarden US-Dollar bzw. 2.6 Milliarden US-Dollar, was 35 %, 24 % und 17 % entspricht; Es wird geschätzt, dass der Marktumfang bis 2025 auf 8.9 Milliarden US-Dollar, 4.2 Milliarden US-Dollar und 4.6 Milliarden US-Dollar anwachsen wird, mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 11 %, 4 % bzw. 13 %.

 

Das HF-Frontend im 5G-Zeitalter wird hauptsächlich aus modularen Produkten bestehen. Es wird erwartet, dass der Anteil der FEM-Module im Jahr 18 auf 17 % steigen und der Anteil der diskreten Filter auf 2025 % sinken wird.

Anteil des HF-Frontend-Marktes im Jahr 2019

Quelle: Yole


 Prognose des Marktanteils des HF-Frontends im Jahr 2025

Quelle: Yole

 

Aus den oben genannten Daten ist ersichtlich, dass der Marktumfang diskreter Filter von 3.7 Milliarden US-Dollar im Jahr 2019 auf 4.2 Milliarden US-Dollar im Jahr 2025 gestiegen ist, der Anteil des HF-Frontends jedoch von 24.2 % im Jahr 2019 auf 17 % im Jahr 2025 gesunken ist Betrachtet man einen anderen Datensatz, so stieg der Anteil des globalen Produktionswerts von Filtern in HF-Frontend-Geräten von 54 % im Jahr 2017 auf 66 % im Jahr 2023. Im Jahr 2020 wird der globale Produktionswert von Filtern etwa 12 Milliarden US-Dollar betragen Dollar.


Im Jahr 54 machten Filter 2017 % aus

       

Der Filteranteil wird im Jahr 66 auf 2023 % steigen

Quelle: qorvo

 

Was ist das für ein Phänomen, das zu zwei sehr unterschiedlichen statistischen Datenergebnissen des Filters führt?

 

Auf dem Filtermarkt haben große Veränderungen stattgefunden, und in der Filterindustrie wird sich in Zukunft ein neues Muster abzeichnen. Diese Änderung wird sich in zweierlei Hinsicht ändern:

dank OneDie Kundenstruktur hat sich verändert

In der Vergangenheit war der größte Direktkunde des Filters ein Smartphone-Unternehmen, und in Zukunft ist der größte Direktkunde des Filters ein Mobiltelefon-PA-Modul-Unternehmen oder ein RX FEM-Unternehmen. Daher werden die drei wichtigsten Kundengruppen des Filters sein:

(1) Unternehmen für mobile PA-Module

(2) RX FEM

(3) Smartphone-Unternehmen

 

XNUMXDer Filterprodukttyp hat sich geändert

5g stellt immer höhere Anforderungen an Filter, und tc-saw und BAW werden immer höhere Anforderungen stellen.

 

Mit der Saw-Technologie lassen sich Filter und Duplexer in verschiedenen Frequenzbändern auf einem einzigen Chip integrieren und erfordern nur wenige oder keine zusätzlichen Prozessschritte. Der Sägefilter weist jedoch Einschränkungen auf. Wenn sie höher als etwa 1 GHz ist, nimmt ihre Selektivität ab; Bei etwa 2.5 GHz erreicht der Sägefilter die Grenzfrequenz.

 

SAW-Geräte reagieren empfindlich auf Temperaturänderungen und ihre Leistung nimmt mit steigender Temperatur ab. Wenn die Betriebsfrequenz 1.5 GHz überschreitet, beginnt der Q-Wert der Säge zu sinken. Wenn die Temperatur steigt, nimmt tendenziell die Steifigkeit der Substratmaterialien ab und auch die Schallgeschwindigkeit nimmt ab. Daher ist ein TC-Saw-Filter erforderlich, um die Wärmeableitung und die Q-Wert-Stabilität des SAW-Filters zu verbessern.

 

Die höchste Frequenz des BAW-Filters kann 20 GHz erreichen, und seine Größe nimmt mit zunehmender Frequenz ab, wodurch er sich sehr gut für sehr anspruchsvolle 3G- und 4G-Anwendungen eignet. Darüber hinaus ist der BAW-Filter selbst bei einem Design mit hoher Bandbreite unempfindlich gegenüber Temperaturänderungen. Gleichzeitig ist der Filter sehr verlustarm und weist einen sehr steilen Rand auf.


haben Vorteile für

Minderwertigkeit

SAW

Leistung unter 2 GHz entspricht BAW; Die Kosten sind viel niedriger als bei BAW; Es wird erwartet, dass die Leistung von tc-saw der von BAW entspricht.

Hochfrequenzfilterverlust über 3.5 GHz; Die Gesamtleistungskapazität ist niedriger als BAW; Begrenzt auf besonders hohe Leistung.

BAW

Leistungskapazität höher als Säge; Bessere Hochfrequenzeigenschaften.

Hohe Herstellungskosten; Patente sind auf zwei Unternehmen konzentriert, was sehr schwer zu durchbrechen ist.

 

Wohin wird das Filterunternehmen gehen?


5g verändert die Welt, 5g verändert das HF-Frontend.

 

Weitere Filter werden in das 5g-PA-Modul und das Empfangsmodul (Rx FEM) integriert. Tatsächlich begann die Modularisierung des HF-Frontends im Jahr 2016 und die Integration von Duplexern, Antennenschaltern und anderen Geräten in HF-Frontend-Module begann. Zu den Modulschemata gehören ASM, Femid, Pamid usw. Derzeit ist Pamid das modularste System, das hauptsächlich Multimode- und Multifrequenz-PA, HF-Schalter, Filter und andere Komponenten integriert.

 

Je nach Integrationsmodus kann die HF-Verbindung der Hauptkollektorantenne unterteilt werden in: Femid (integrierter HF-Schalter, Filter und Duplexer), Pamid (integrierter Multimode-Multiband-PA und Femid), LPamid (LNA, integrierter Multi- Modus Multiband-PA und Femid). Diversity-Antennen-HF-Verbindungen können unterteilt werden in: diffem (integrierter HF-Schalter und Filter), lfem (integrierter HF-Schalter, rauscharmer Verstärker und Filter) usw.

 

Daher hat die veränderte Situation der Filterindustrie mit der Integration einer großen Anzahl von Filtern drei Gedanken ausgelöst:

dank OneProdukttrend der Filterunternehmen

Murata wird als weltweit größter Hersteller von SAW-Filtern weiterhin an der Sägefilter-Route festhalten. Der erstmals von Murata eingeführte IHP SAW-Filter hat eine maximal anwendbare Frequenz von 3.5 GHz, was der Hochfrequenzleistung eines herkömmlichen BAW-Filters entsprechen kann. Aber Murata stellt auch einige PA-Module und Rx FEM her. Wird FEM die Hauptproduktrichtung von Murata werden? Wir müssen abwarten und sehen.

 

Broadcom konzentriert sich auf BAW- und FBAR-Filter und geht davon aus, dass es keine SAW-Filter geben wird. Broadcom macht Pamid, hat aber noch nichts von Rx FEM gehört. 

Skyworks, einer der weltweit größten FEM-Anbieter, ist auf Säge- und BAW-Filter spezialisiert. Im Jahr 2020 lieferte skyworks mehr als 150 Millionen Module, die BAW-Filter (Bulk Acoustic Wave) für mobile 5g-Lösungen unterstützen. Für 5g engagiert sich skyworks für die Entwicklung der Bulk-Acoustic-Wave-BAW-Technologie, einschließlich eines Designteams, einer Waferfabrik und proprietären geistigen Eigentums.

 

Qorvo nutzt seine fortschrittliche Filtertechnologie wie nodrivt™ und lowdrift™ BAW/Saw, um zur Lösung der komplexesten Interferenzprobleme in der Branche beizutragen. Qorvo wird vom BAW-Filter dominiert und durch Säge ergänzt; Es ist auch einer der größten FEM-Anbieter.

 

Zu den Hochpassfilterprodukten (RF 360) gehören akustische Volumenwellen (BAW), akustische Oberflächenwellen (SAW), temperaturkompensierte akustische Oberflächenwellen (TC-Säge) und akustische Oberflächenwellen mit dünnem Film (dünne Filmsäge). Gleichzeitig entwickeln und vertreiben wir auch FEM-Produkte.

 

XNUMXGlobale Verteilung der Filterkapazität

Die Filterkapazität ist stark auf japanische und amerikanische Unternehmen konzentriert.

 

Die Hauptlieferanten von SAW-Filtern sind Murata, rf360, Skyworks und Solar Induced Power, und ihre Produktionskapazität liegt in Japan.

 

Der BAW-Filter wird hauptsächlich von Broadcom und Qorvo monopolisiert. Die Produktionskapazität ist in den Vereinigten Staaten konzentriert.

 

In Korea gibt es zwei SAW-Filterhersteller, Wisol und SAWNICS, mit geringer Produktionskapazität und geringem Marktanteil. Diese beiden Unternehmen führen auch RX FEM durch.

 

Es gibt auch mehrere kleinere Hersteller von SAW-Filtern in Taiwan, die aufgrund der begrenzten Produktionskapazität und Produktleistung von der Branche nicht betroffen sind.

 

Auf dem chinesischen Festland ist eine Gruppe von Filterdesign- und -herstellungsunternehmen entstanden, darunter 26 electronics, CLP und mcctech. Es besteht eine große Kluft zwischen diesen Unternehmen und ausländischen IDM-Herstellern in der Technologie und den unterstützenden Industrien, und sie befinden sich noch in einem frühen Entwicklungsstadium. Nach der Prognose von Zhiyan Consulting wird die Produktion von SAW-Filtern in China im Jahr 800 nur 2020 Millionen RMB betragen.

 

nach dreiWohin wird das Filterunternehmen gehen?

Wohin sollen Filterunternehmen gehen? Das RF PA-Unternehmen stellt nicht nur PA-Module her, sondern auch RX FEM; Auch HF-Switch-Unternehmen haben sich an FEM gewandt. Beispielsweise ist Zhuo Shengwei kein Schalterunternehmen mehr, sondern ein FEM-Unternehmen.

 

RF-PA-Module und Rx-FEM haben sich zur größten Anwendung und zum größten Markt für Filter entwickelt. Sollten Filterunternehmen FEM betreiben? Wird Murata der größte RX-FEM-Anbieter? Bei Rx FEM ist der Filter der technische Schlüssel und Engpass. Murata kann nahezu alle für RX FEM erforderlichen Filter bereitstellen, bei der Forschung und Entwicklung von Switch und LNA wird dies jedoch kein Problem darstellen. Daher kann Murata RX FEM frei von Hindernissen machen.

 

Für Murata ist dies eine Frage der Unternehmens- und Produktpositionierung. Möchte Murata ein Filterunternehmen oder ein FEM-Unternehmen sein? Ist neben dem Verkauf von FEM der Hauptfilter; Oder machen wir hauptsächlich FEM und verkaufen Filter?

 

Bei Skyworks, Qorvo und Qualcomm RF360 gibt es keine solche Verwirrung. Es muss sich hauptsächlich um FEM und den Verkauf von Filtern handeln.

 

Epilog


Im nächsten Jahrzehnt werden Zusammenarbeit und Wettbewerb die Norm der HF-Frontend-Industrie sein. Das PA-Unternehmen kauft Filter, um PA-Module herzustellen, das Schalter-/LNA-Unternehmen kauft Filter, um RX FEM herzustellen, und das Filterunternehmen kauft Schalter/LNA, um RX FEM herzustellen, wodurch eine gemischte Beziehung aus Zusammenarbeit und Wettbewerb entsteht. Letztendlich ist es ein dynamischer Entwicklungsprozess, ob das Filterunternehmen den Switch / LNA herstellt, das Switch / LNA-Unternehmen den Filter herstellt oder das PA-Unternehmen den Filter herstellt, und alles ist in der Zukunft unbekannt.

 

Egal wie man es macht, ein Unternehmen muss über einen starken Körper verfügen, der entweder PA, Filter oder Switch/LNA ist.Ohne ein starkes Thema wird es am Ende nichts geben.

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