2021年2月1日 星期一

《汪汪老師的5G投資探索之旅》第02篇—5G手機(射頻前端模組相關廠商)

上回文章,愛麗絲瞭解到在5G手機中,「射頻前端模組」的價格將翻倍成長,必定帶來一波商機。而高通也看到了,在2019年9月16日宣布,從日本企業TDK手中,收購雙方合作RF360的全部股權,斥資11.5億美元。

全球「射頻前端模組」一直以來都被美日廠商所壟斷,分別是美國的思佳訊(Skyworks)、科沃(Qorvo)、博通(Broadcom)和日本的村田(Murata),都是屬於IDM大廠,就是自行設計與製造。它們有提供整個模組,也有提供單體元件,如下圖:


  • 開關:領先廠商為思佳訊(Skyworks)、科沃(Qorvo)、村田(Murata)。
  • 濾波器:分成兩種,一種是表面聲波 (SAW) 濾波器,適用2GHz以下的頻段,領先廠商是村田(Murata);另一種是體聲波(BAW)濾波器,適用於2GHz以上的頻段,領先廠商是博通(Broadcom)。因為5G屬於高頻段,所以BAW濾波器較占優勢。
  • 低噪音放大器(LNA):領先廠商為博通(Broadcom)。
  • 功率放大器(PA):領先廠商為思佳訊(Skyworks)、科沃(Qorvo)、博通(Broadcom)。


但隨著高通殺進這個領域之後,將使這個市場必然發生變化,尤其是將來高通很可能會朝向把天線、「射頻前端模組」和它獨有的「基頻晶片」整合在一起,這將會對其它廠商造成極大的競爭壓力。這也是為什麼巴菲特一向不投資科技股,因為科技公司的護城河,往往比你想的還不牢靠。

雖然「射頻前端模組」的市場被美日廠商壟斷,但是台灣廠商還是能接到一些代工的機會,像是功率放大器(PA)這個元件上。它需要用到半導體製程,只是跟傳統使用的矽(Si)材料不同,如下圖:


從材料角度來看,矽仍是目前最為主流的半導體材料,稱為第一代半導體。砷化鎵(GaAs) 則為第二代半導體,適用於製作高速、高頻、大功率以及發光電子器件,主要應用在通訊領域(包括光纖、衛星、微波等)。而第三代半導體則為氮化鎵(GaN)可以用在更高頻率、更大功率、更高溫度下工作。

目前功率放大器(PA)材料以砷化鎵(GaAs)為主,生產流程大致類似半導體製程,其相關產業鏈如下圖:


  • 晶圓(基板):日本的住友(Sumitomo)、德國的Freiberger、美國的AXT。
  • 外延(磊晶):英國的IQE和台灣的全新(2455)。
  • 設計:美國的思佳訊(Skyworks)、科沃(Qorvo)、博通(Broadcom)。
  • 製造(代工):台灣的穩懋(3105)、宏捷科(8086)。


在晶圓(基板)主要都是國外廠商的天下,外延(磊晶)廠有台灣的全新(2455),但離英國的IQE還有很大的差距。製造(代工)則有台灣的穩懋(3105)和宏捷科(8086),差別是宏捷科客戶比較單一,主要是思佳訊(Skyworks)。

但是需要注意的是,之後5G毫米波手機,因為在極高頻段,材料可能會改成氮化鎵(GaN)為主,到時還要看看台灣廠商在氮化鎵(GaN)的布局是如何了。

除了代工之外,台廠還是有間接的商機。例如,5G新增頻段導致射頻元件大幅增加,而手機體積有限,如何將更多的元件集成到更小的模組之內,成為目前最重要的課題。

低溫共燒陶瓷(Low Temperature Co-fired Ceramic, LTCC)的技術,簡稱LTCC。就是將各種被動元件(電容、電阻、濾波器、多工器等)用高溫燒結的方式,埋入陶瓷基板中,這可解決空間越小,所需元件卻越多的問題。所以「射頻前端模組」會推升LTCC的需求量,而相關廠商璟德(3152)是台灣最大LTCC廠,也是全球前五大。

在封測方面,也會有將多種功能晶片集成在一個封裝內的需求,此項技術稱作SiP(System In a Package)系統級封裝。而這對台灣的封測廠,日月光(3711)和訊芯-KY(6451)會帶來商機。以及,因射頻和功率放大器數量攀升,這也會對台灣的測試廠京元電(2449)帶來利多。

接下來,別忘了還有天線部分。5G手機的天線會用到軟板,然而,傳統的PI(聚醯亞胺薄膜)軟板已無法滿足高頻高速的需求,而適用於5G高頻高速的材料為LCP(液晶高分子樹脂)。目前日本的村田(Murata)是LCP軟板領導廠商,具備 LCP 材料、設計與生產的優勢。而台灣的廠商台郡(6269)和臻鼎-KY(4958),也有打進蘋果的天線LCP軟板供應鏈中。

而在未來的蘋果5G毫米波天線部分,是由高通設計、村田(Murata)生產。但蘋果積極尋找第二個供應商,台灣廠商的啟碁(6285)被選中,預計iPhone 13毫米波天線將與村田分食訂單。

另外,由於毫米波頻率高,傳輸損耗大,也因此有把天線進一步整合到SiP模組,成為實踐毫米波天線和「射頻前端模組」的集成化需求,這種技術稱作AiP (Antenna in Package) 封裝天線,這也會對有這項技術的封測廠日月光(3711)受惠。

而將來天線封裝的AiP和PCB之間需要一個載板當作介面,它稱做BT載板(BT樹脂材質的載板),相關生產的台灣廠商,也是蘋果供應鏈的景碩(3189),未來將帶來新的商機。 

最後,愛麗絲將這些股票記在筆記本中,她知道瞭解商機在哪只是投資的第一步,之後還要評估股價是否過高。因為投資還需要耐心,股市不會一直漲不停,將來也是會遇到大跌的。

愛麗絲忽然想到,5G手機主頻越來越高,功率越來越大。但裡頭元件密度和集成度持續提高,再加上有些手機又號稱防水,這些都不易散熱。那要如何解決散熱的問題呢?留待下文分曉——5G手機(散熱技術方案)《請按我》