这主要是因為(wèi) 5G 传输的宽带调制需要功率放大器提供更高效率和更严格線(xiàn)性度；此外，5G 网络将采用(yòng)相控阵列天線(xiàn)聚焦和操纵多(duō)个波束，这就对能(néng)够在多(duō)个波束之间划分(fēn)传输任務(wù)的能(néng)力有(yǒu)了极高的要求。
例如，对于一个 4×4 阵列的相控阵天線(xiàn)，其功率放大器的功率必须比放大当前蜂窝系统中使用(yòng)的单波束全向信号所需的放大器功率低得多(duō)。
值得一提的是，5G 网络最初是在 Sub-6GHz 的频率范围内实现的。然而，5G 的真正商(shāng)业前景会在包括 24 GHz，28 GHz 和 39GHz 频段等毫米波（mmWave）波段上體(tǐ)现。换而言之，mmWave也将给 RF 设计带来严峻的挑战。
因此，在密集部署环境中為(wèi)各种设备提供服務(wù)的多(duō)输入多(duō)输出（MIMO）天線(xiàn)将需要具有(yǒu)高效率和严格線(xiàn)性度的功率放大器芯片。具有(yǒu)众多(duō) RF 前端的相控阵 MIMO 天線(xiàn)还需要更高集成度的功率放大器，进一步降低芯片的方案的成本。
关于这种现状，我们可(kě)以从包括 PA 模块，PA 双工器，开关功率放大器和双工器（S-PAD），PA 模块集成双工器（PAMiD）和总无線(xiàn)電(diàn)模块（TRM）的 PA 设备上一览无遗。
PA 模块已经成為(wèi)集成的基石，因為(wèi)它的存在进一步减少了 5G RF 前端的部件数量。5G 网络具有(yǒu)更多(duō)频段，并且要求 PA 模块中提供更多(duō)的 RF 开关，滤波和功率放大元件。因此，随着 5G 网络的发展，PA 模块的复杂性将不断增加。
在 4G 无線(xiàn)领域，将能(néng)覆盖多(duō)个频段和技术的元器件集成中一个 PA 模组中的压力已经迫使许多(duō)小(xiǎo)型供应商(shāng)破产。到了 5G 时代，将更多(duō)元件封装到 PA 模块中的压力可(kě)能(néng)会进一步增加。
作為(wèi) 5G PA 模块的主要供应商(shāng)，Qorvo 也正在迎接 5G 功率放大器带来的挑战。2016年，他(tā)们就与線(xiàn)性化软件开发商(shāng) NanoSemi 建立了合作。希望借助 NanoSemi 基于机器學(xué)习的数字预失真（DPD）算法来增强 Qorvo 的 PA 模块，确保功率放大器中的超宽带線(xiàn)性化。
多(duō)载波配置对為(wèi)多(duō)频段 5G 设计提供服務(wù)的功率放大器提出了严峻挑战，而 NanoSemi 的数字补偿技术可(kě)帮助功率放大器根据可(kě)用(yòng)资源调整功率和容量要求。
与 4G 的另一个有(yǒu)价值的比较涉及功率放大器的基础技术。
在 4G 时代，砷化镓（GaAs）一直是功率放大器芯片制造的领先技术。这是因為(wèi) GaAs 可(kě)以轻松支持功率放大器所需的高電(diàn)压。在无線(xiàn)行业跨进了 Sub-6 GHz 通信之后，GaAs 器件同样也还能(néng)占主导地位，但新(xīn)型半导體(tǐ)解决方案正在争夺 mmWave PA 制造中的一席之地。
-----國(guó)内射频芯片产业能(néng)否扛起大梁？-----
目前，國(guó)内射频芯片产业链已经基本成熟，从设计到晶圆代工，再到封测，已经形成完整的产业链。但國(guó)内厂商(shāng)依然在起步阶段，市场话语权有(yǒu)限。换句话说，以后通过提升设计能(néng)力，辅助调试工作来提升射频性能(néng)，國(guó)内射频产业还有(yǒu)很(hěn)大的成長(cháng)空间。
随着5G的到来，射频器件的需求将大幅增加。分(fēn)析机构预测，到2023年射频前端市场规模有(yǒu)望突破352亿美元，年复合增長(cháng)率达到14%。快速增長(cháng)的市场让行业看到了机会，新(xīn)的射频公司在不断地涌现出来，尤其是在國(guó)内，打造自主射频供应链就成為(wèi)很(hěn)多(duō)厂商(shāng)的追求，但纵观现状，似乎差距还是很(hěn)明显。
射频器件包括射频开关和LNA，射频PA，滤波器，天線(xiàn)Tuner和毫米波FEM等，其中滤波器占了射频器件营业额的约50%，射频PA占约30%，射频开关和LNA占约10%，其他(tā)占约10%。上述数据表明，滤波器和PA是射频器件的重头戏，其中PA负责发射通道的信号放大，滤波器负责发射机接收信号的滤波。对于通信设备而言，没有(yǒu)PA，信号覆盖就会成為(wèi)很(hěn)大的问题；没有(yǒu)滤波器的设备更是相当于一块砖头，通信设备上通常安装30-40个滤波器就是為(wèi)了避免干扰，让设备实现正常通信。而这些产品都集中在日本厂商(shāng)手中。
根据申万宏源的统计数据显示，现在全球93%的PA供应集中在 Skyworks、Qorvo 和 Avago（Broadcomm）等几家厂商(shāng)手中。滤波器也被Murata、TDK、TAIYO YUDEN、Avago和Qorvo等厂商(shāng)瓜分(fēn)，其中Murata、TDK和TAIYO YUDEN瓜分(fēn)了80%的SAW滤波器供应，而Qorvo和Broadcomm则统领了95%的SAW市场。
國(guó)内在这两个领域虽然也有(yǒu)厂商(shāng)涉足，但因為(wèi)这些器件的特性，让一切没那么简单。以PA為(wèi)例，射频PA的主要技术指标是输出功率与效率，如何提高输出功率和效率是射频功率放大器设计目标的核心。作為(wèi)一个射频芯片，PA不但对工艺有(yǒu)需求，同时其设计团队的技术能(néng)力、经验积累和专利支撑都非常重要，尤其是工程师的经验和和Know-How，更是重中之重。再者，随着5G的到来，PA需要满足的性能(néng)参数众多(duō)，因此不可(kě)避免需要研发时间的积累，对于后来入局者具有(yǒu)一定障碍。
尤其是工艺方面，更是很(hěn)多(duō)PA厂商(shāng)，甚至是射频厂商(shāng)难以逾越的门槛。我们纵观上面的射频器件供应商(shāng)，几乎所有(yǒu)都是IDM厂商(shāng)。拥有(yǒu)自己的晶圆厂是他(tā)们能(néng)够领先市场的关键。目前，射频器件（不含滤波器）涉及的主要工艺：GaAs, SOI, CMOS, SiGe。其中，GaAs的電(diàn)子迁移速率比Si高5.7倍，非常适合用(yòng)于長(cháng)距离、長(cháng)通信时间的高频電(diàn)路；SOI工艺的优势在于可(kě)集成逻辑与控制功能(néng)，不需要额外的控制芯片；CMOS的优势在于可(kě)以将射频、基频与存储器等组件合而為(wèi)一的高整合度，并同时降低组件成本；SiGe工艺几乎能(néng)够与硅半导體(tǐ)超大规模集成電(diàn)路(VLSI)行业中的所有(yǒu)新(xīn)工艺技术兼容，是未来的趋势。
据了解，射频PA采用(yòng)的工艺分(fēn)别是GaAs，SOI，CMOS和SiGe。其中4G PA主要采用(yòng)GaAs工艺；3G PA 采用(yòng)GaAs或者CMOS，出货大约各50%；2G PA主要是CMOS；5G手机PA采用(yòng)GaAs工艺；NB-IoT PA采用(yòng)CMOS和SOI是趋势，现在还是GaAs為(wèi)主，个别厂商(shāng)采用(yòng)SiGe。
在射频器件其他(tā)领域，射频开关采用(yòng)的工艺：SOI，GaAs。70%以上采用(yòng)SOI工艺；LTE LNA采用(yòng)的工艺：SOI，CMOS。
未来滤波器方面，因為(wèi)他(tā)们设计主要有(yǒu)三个难题：首先是应用(yòng)环境复杂，滤波器如何避免温漂问题；其次是频段复杂后，滤波器需要在有(yǒu)限面积内应对更多(duō)的信号干扰；最后是共存滤波器如何让不同类型信号和谐共存。特别是来到高频款的SAW滤波器方面，那挑战更是严峻。这同样也是一个IDM主导的市场，对于國(guó)内的追随者来说，任務(wù)更為(wèi)艰巨。
4G 到5G 的演进过程中，射频器件的复杂度逐渐提升，产品在设计、工艺和材料等方面都将发生递进式的变化。但國(guó)产射频器件替代空间大，但困难也大。我们系统地看一下國(guó)产厂商(shāng)在射频器件领域的分(fēn)布和表现。
GaAs工艺：台湾稳懋，台湾宏捷科(kē)，厦门三安集成
SOI工艺：格罗方德，TowerJazz，中芯國(guó)际，华虹宏力
CMOS工艺：台积電(diàn)，中芯國(guó)际，联電(diàn)
射频PA封测厂：华天科(kē)技，長(cháng)電(diàn)科(kē)技
射频开关封测厂：嘉盛，日月新(xīn)，通富微電(diàn)
目前市场上量产出货的滤波器厂家都是IDM公司，自己设计，自己生产封测。
SAW滤波器國(guó)内厂商(shāng)：55所，26所，好达
BAW滤波器國(guó)内厂商(shāng)：天津诺思
厦门开元通信则是國(guó)内第一家Fabless滤波器设计公司，中芯國(guó)际代工，目前处在研发阶段。
唯捷创芯：4G PA出货量是國(guó)内最大的，出货覆盖前几大手机设计公司以及小(xiǎo)米。
络达：被MTK收購(gòu)，基于MTK平台进行销售，出货量还不错，4G PA认可(kě)度越来越高。
展锐射频产品線(xiàn)：基于展讯平台销售，出货量一般。
慧智微：依靠SOI架构创新(xīn)，实现低成本。由于品牌影响力弱，出货量一般，但長(cháng)期看好。
汉天下：采用(yòng)低价策略，部分(fēn)小(xiǎo)客户采用(yòng)，出货很(hěn)少。
飞骧科(kē)技：产品认可(kě)度不高，但客户基础还不错，所以市场上有(yǒu)一些出货。
络达：客户基础好，尽管价格偏高，还有(yǒu)一部分(fēn)出货。
汉天下：通过CMOS工艺把PA成本做低，性能(néng)也不错，市场上的3G PA主要供应商(shāng)。
飞骧科(kē)技：出货量一般，主要出货是印度的Reliance项目。
展锐射频产品線(xiàn)：出货不多(duō)，主要出货也是印度的Reliance项目。
汉天下：依靠CMOS技术，2G PA占了市场大约70%份额。
展锐射频产品線(xiàn)：CMOS PA和GaAs PA一共占市场份额大约10%。
飞骧科(kē)技：新(xīn)的CMOS PA在2018年做进了一些客户，已经量产出货。
立积電(diàn)子：台湾上市公司，2018年出货量大约5000万美金，逐步蚕食SKY的市场。
康希電(diàn)子：2014年成立，2018年开始推产品，有(yǒu)部分(fēn)客户开始导入，出货量很(hěn)少。
展锐射频产品線(xiàn)：2018年开始量产出货，几家大的网通客户都已经导入，并做进华為(wèi)。
三伍微：2018年成立，专注于WIFI PA/FEM，产品处在研发阶段。
卓胜微：國(guó)内最大开关供应商(shāng)，主要客户是三星和小(xiǎo)米，销售额大约1亿美金。
展锐射频产品線(xiàn)：也是三星供应商(shāng)，只占很(hěn)少份额。开关出货总量一般。
立积電(diàn)子：2018年开关出货量大约3000万美金，有(yǒu)很(hěn)好的利润率。
國(guó)内射频芯片产业链已经基本成熟，从设计到晶圆代工，再到封测，已经形成完整的产业链。从國(guó)际竞争力来讲，國(guó)内的射频设计水平还处在中低端。以上PA和开关厂商(shāng)，射频芯片产品销售额加起来大约5亿美金，大陆射频芯片厂商(shāng)销售额大约3亿美金。全球PA和开关射频产品需求金额大约60亿美金。可(kě)见，國(guó)内厂商(shāng)依然在起步阶段，市场话语权有(yǒu)限；滤波器方面，國(guó)内厂商(shāng)销售总额不到1亿美金，全球市场需求在90亿美金。
换句话说，以后通过提升设计能(néng)力，辅助调试工作来提升射频性能(néng)，國(guó)内射频产业还有(yǒu)很(hěn)大的成長(cháng)空间。
5G到来是机会，也可(kě)能(néng)会拉大國(guó)内射频公司与國(guó)际射频公司的差距。SKY与Qovor布局了滤波器，有(yǒu)自己的工厂，在射频前端模组产品研发上走到了前面。國(guó)内射频公司都还弱小(xiǎo)，研发能(néng)力和资金都很(hěn)有(yǒu)限，射频前端模组提高了研发门槛。
射频器件的追赶与替代，要求國(guó)内厂商(shāng)的研发人员有(yǒu)“坐(zuò)冷板凳”的决心和毅力，也需要政府和投资机构给予企业更多(duō)的耐心。區(qū)别于处理(lǐ)器等芯片，射频器件的突破点在新(xīn)设计、新(xīn)工艺和新(xīn)材料，只有(yǒu)三者齐头并进才能(néng)完成追赶甚至是超越。
最后，希望國(guó)产射频器件厂商(shāng)借助5G和物(wù)联网的大趋势，不断地提升自己，共同铸就國(guó)产射频器件产业的崛起。
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