华为77031功放ic 射频前端被禁？华为手机难以承受之殇！半导体行业观察|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

射频前端被禁？华为手机难以承受之殇！半导体行业观察

来源：内容由公众号半导体行业观察（ID：icbank）原创，谢谢！

随着中美关系的发展，芯片和半导体器件国产自主化成为了近期人们关注的热点。华为以及海思是中国半导体国产化的先锋，华为手机的核心半导体器件中，国产化的比例居于同行前列。然而，如果我们仔细分析华为手机中的半导体器件，会发现射频前端仍然是国产化的瓶颈。本文将分析射频前端的重要性，并展望未来射频前端器件国产化的发展。

射频器件——难以绕过的门槛

作为一个例子，我们首先来看一下华为P30的拆解报告（来自iFixit）。在核心半导体芯片和元器件部分，我们发现华为海思在核心SoC（处理器+调制解调）、射频SoC芯片、音频芯片等都实现了自研，其存储芯片分别来自于海力士（韩国）和美光（美国），传感器芯片来自于意法半导体（欧洲），而射频前端则完全来自于美国（Skyworks和Qorvo）。一旦中美关系紧张，我们认为存储器芯片还有机会去找日韩的其他供货商来代替来自美国的镁光，但是射频前端，尤其是在滤波器部分，非常难以找到来自美国之外的其他货源，因此射频前端部分可能会成为华为手机中受到美国影响最大的部分。

射频前端器件是手机中的核心器件之一。射频前端器件直接与天线连接，一方面担任手机内无线接收链路的先锋大将，完成天线开关调谐、滤波、低噪声信号放大的工作，并把完成初步放大处理的信号交给射频SoC做进一步下变频和数字化处理；同时，射频前端器件也在发射链路端负责信号的最后把关，实现信号的滤波和功率放大。与射频SoC相比，射频SoC通常会使用CMOS工艺实现，而射频前端由于性能和设计指标的要求，往往会使用专用工艺实现。

过去，射频前端器件都倾向于使用分立器件实现，每个前端器件设计公司都走IDM的路线。而目前，射频前端的技术发展路径是向高集成度发展，厂商也在向Fabless的路线前进，工艺也在标准化，可以说与芯片行业发展的常规路线越来越接近。LNA、PA（功放）、开关等器件都在向集成化方向发展，例如使用SOI技术将LNA和开关器件集成在一块芯片上，而PA也在向标准化工艺（如标准III-V族工艺甚至CMOS）方向前进。目前，不少射频前端公司推出的射频前端模组都是高度集成化的，例如使用在华为P30中的Qorvo 77031模组就包括了三路PA，BAW滤波器以及天线开关。

然而，滤波器却不受射频前端器件标准化趋势的影响。在射频前端器件中，需要非常高性能（即高品质因素）的滤波器以保证无线信号满足通信协议对于干扰的要求。这类滤波器通常必须使用声滤波器（低频段用SAW，高频段用BAW）实现。在滤波器领域，尤其是BAW滤波器领域，美国仍然占据技术优势，尤其是用在4G／5G高频段的BAW滤波器，基本是美国的博通和Qorvo等公司独占鳌头，目前尚未见到来自其他国家的BAW滤波器能进入大规模商用。

因此，在这一点上，滤波器又成为了射频前端中最受制于美国的器件。举例来说，华为P30中使用的Qorvo 77031模组包含了PA，BAW滤波器以及天线开关。如果美国政府出口禁令影响华为，那么该射频前端模组中的PA和天线开关都有机会使用来自于其他国家的供货商，甚至使用国产模组替代，但是BAW滤波器却会成为一个难以找到其他供货源的弱点。一旦真的BAW被禁运，解决方法要么是在系统设计上做巨大的努力，使用加入特别设计的射频SoC配合SAW滤波器去做2.5GHz以上的高频段，但是这会非常困难；或者就先退一步再进一步，在4G和5G直接退一步放弃2.5GHz-6GHz之间的频段，由于4G和5G频段众多，结合无线运营商的支持或许可行，当真正需要高带宽的时候直接进一步使用5G毫米波来满足用户需求（5G毫米波由于频带衰减特性无需滤波器支持）。

滤波器有多难做

根据中国芯片的发展历程，我们会发现在芯片工艺和芯片设计这两项上，我们更擅长在芯片设计领域追赶。举例来说，20年前我国在无线调制解调芯片是一片空白，而到了今天华为已经有能力发布性能领先全球的5G调制解调器芯片了。从经济和社会角度分析这个问题，这是因为芯片设计可以走Fabless的商业模式，Fabless的商业模式允许芯片设计公司无需承担建造Fab的风险和巨额费用，因此芯片设计公司需要的资本量比较低，资产主要是设计IP等虚拟资产，换句话说少量资本即可撬动芯片设计公司去获取大量收入并带来回报。因此，芯片设计公司无需国家资本的大量资助就能做得有声有色，光靠社会力量也能把芯片设计这项事业做得很好。射频器件中的LNA、PA等都比较偏重于芯片设计方向，因此我们会比较容易在这个领域实现国产化。与之相对的是芯片工艺领域需要大量的资本去建厂、购买设备等，因此资产较重，光靠社会资本的力量在落后世界领先水平多年的情况下很难赶上。

而射频前端中的滤波器则是属于同时需要芯片设计和芯片工艺的积累，这是因为滤波器本身更像是一个半导体器件，因此需要在器件设计和工艺方面都有深厚积累。例如，BAW滤波器中的主流技术FBAR需要在有源区下方做高精度蚀刻，这就对芯片工艺方面提出了很高要求；另一方面，也需要能有同时了解器件物理和工艺的工程师来完成结合工艺的器件设计，来实现高性能滤波器。因此，为了实现高性能的BAW滤波器，通常需要工艺和器件设计的协同优化，BAW滤波器厂商需要有自己的Fab已完成定制化的工艺来生产滤波器。而需要Fab则意味着需要很高的资本投入。

正是因为BAW滤波器对于技术的高要求和对于资本投入的高需求，因此在全球的竞争格局上形成了寡头垄断的局面，仅有Qorvo和博通能大量出货，即使Skyworks在BAW领域也缺乏话语权。

射频前端器件的国产化之路

如我们之前所分析，射频前端器件中离芯片设计方向较近的、可以通过标准化工艺加Fabless模式实现的部分，国产化会比较轻松。这些器件包括LNA、PA、天线开关等。例如，Vanchip、汉天下等中国公司已经能在4G PA上真正打入主流市场，而华为海思在LNA、PA、天线开关等领域有不错的进展。在P30中，华为用的就是自研的LNA Hi6H01s芯片。随着这些器件走向工艺标准化，我们认为这些器件国产化只是时间问题。目前，Qorvo等公司的竞争策略之一就是高集成度，即把PA等器件和滤波器器件放在同一模组中捆绑销售，这样可以借助他们在滤波器领域的优势去占领LNA、PA的市场。

我国需要真正下大力气追赶的是滤波器，尤其是BAW滤波器。如前文所述，射频前端中的滤波器可以分为SAW和BAW两类。SAW滤波器的历史比较悠久，目前主要是日本（如Murata、TDK）和美国（如Skyworks）厂商主导。我国原先一些基站SAW的IDM供应商，例如好达电子、中电科德清华莹等企业，近些年也积极扩产进军终端消费类市场。同时，中国也有卓胜微、华远微电、开元通信、宜确等设计公司通过fabless模式切入SAW滤波器市场，并取得了不错的进展，据悉已经进入了不少主流手机的供应链。然而，在BAW领域，中国厂商还需要加紧追赶。

如前文所讨论的，BAW滤波器需要的是工艺和设计的协同优化，同时需要长时间的技术积累，应该说指望在几年内实现国产化替代基本不现实。在BAW滤波器领域，我们一方面应该看到其重要性，需要不遗余力地支持，而从另一方面也应该给相关厂商以足够的时间，让他们的有时间把技术做好做扎实。因为在滤波器的现有技术路径上，国际巨头公司不仅垄断了市场更是垄断了绝大部分专利，所以开辟新的技术路径并实现自主知识产权就成为滤波器国产化的必经之路，国内的初创公司，比如云塔科技、开元通信和晶讯聚震，在这方面做出了一些卓有成效的尝试。目前我们看到重庆声光电、开元通信、中科汉天下等公司在FBAR BAW领域正在积极努力，希望我们能早日看到他们的努力得到回报！

iFixit拆解华为P30 Pro：胶水太多，布局紧凑，不易维修

IT之家4月14日消息国外知名手机拆解团队iFixit近日完成了对华为P30 Pro的拆解，华为P30 Pro手机内部有大量的胶水固定，但内部空间布局非常紧凑合理，一把十字螺丝刀就能完成拆卸。最终iFixit给华为P30 Pro可维修成绩打出4分（满分10分，分数越高越容易修）。

华为P30 Pro手机采用了一块6.47英寸的FHD+ OLED屏幕，搭载麒麟980处理器，支持双NPU和Mali-G76 MP10 GPU，最高8GB+512GB存储组合，主摄像头采用徕卡四摄，分别是4000万像素广角镜头、2000万像素超广角镜头、800万像素长焦镜头以及ToF镜头，另外前置摄像头采用了3200万像素镜头。华为P30 Pro采用了独特的磁悬发声技术和屏幕指纹。支持USB-C华为超级快充和IP68防水防尘。

iFixit表示，刚开始拆解时整个玻璃后壳和中框贴合非常紧密，肉眼几乎看不到缝隙。

当然稍微加热再配合开口器就可以打开一点缝。

华为P30 Pro后壳的是采用玻璃材质，本身会对拆解带来一些困难，但这也让华为P30 Pro的无线充电成为可能。

整个拆卸过程中，iFixit只用了一个十字螺丝刀，首先将拆下与主板连接的无线充电线圈，这个无线充电线圈还有一根非常长的橙色排线。

华为P30 Pro手机的无线充电线圈支持15W无线快充以及反向充电，反向充电既可以为手机充电，可以为鼠标、电动牙刷、电动剃须刀等其他支持无线充电的设备充电。

华为P30 Pro手机的最大看点就是后置的徕卡四摄像头，首先映入眼帘的就是华为P30 Pro 800万像素的潜望式长焦镜头，通过这一长焦镜头，华为P30 Pro可以实现50倍变焦。

我们看到，华为P30 Pro的长焦镜头模组本身占据了手机内部很大一部分空间，主要是因为，华为P30 Pro的长焦镜头内部有大量的透镜以及一个棱镜，同时支持双轴防抖这需要更大的空间才能容下这颗长焦镜头。

华为P30 Pro内共有五颗摄像头，这也成就了华为P30 Pro非凡的拍照能力，从左上角开始依次是2000万像素超广角镜头、4000万像素广角镜头、ToF镜头、800万像素长焦镜头以及右上角的3200万像素前置摄像头。所有的摄像头拆解相对而言比较方便，只有一根排线与主板相连。

华为P30 Pro的五颗摄像头已经占据了主板的很大一部分空间，所以华为P30 Pro手机的主板被设计的极其紧凑。

显然，华为P30 Pro手机的主板采用了多层PCB构造，从图片中我们能看到，华为P30 Pro主板是两块堆在一起的。

iFixit将华为P30 Pro核心部分的保护片取下，出现在我们眼前的红色部分是SK海力士的H9HKNNNFBMAU LPDDR4X存储芯片，华为麒麟980处理器则位于这颗存储芯片底下。橙色部分是美光JZ064 MTFC128GAOANAM-WT 128 GB闪存，而黄色部分是海思HI6405音频芯片。

另外一面绿色的两颗是海思HI6363 GFCV100射频收发器，浅蓝色部分是Skyworks 78191-11 用于WCDMA/LTE的前端模块，深蓝色部分是Qorvo 77031前端模块。

华为P30 Pro手机采用磁悬发声技术，它的工作方式类似振动扬声器，它通过玻璃屏幕震动发声。

这一模块中间的驱动部分有一个磁铁线圈，它与震动屏幕部分相连，紧紧地粘在显示器背面。

华为P30 Pro的磁悬发声模块通过两颗螺丝固定在金属框架上。

想要拆下华为P30 Pro的屏幕指纹模块，就先要拆下华为P30 Pro长长的排线，这根排线与USB-C接口相连。

充电接口旁边，就是华为P30 Pro的SIM卡/NV存储卡模块，iFixit表示，这种主要组件模组化的设计让维修的难度大大降低，因为传统的手机SIM卡/存储卡接口是直接焊在主板上的。

USB-C接口另一侧则是扬声器模块，这里华为P30 Pro的扬声器模块也是采用模块化设计。

拆掉主要的排线后，华为P30 Pro的指纹传感器就露出来了，这颗指纹传感器位于接近手机底部边缘的位置。看起来很像摄像头。

这颗屏幕指纹传感器采用了与一加6T、小米9、vivo NEX S相同的方案，均是汇顶GM185光学传感器。

实际上华为P30 Pro本身的屏幕指纹模块就是一个光学传感器，严格来说，加上这个屏幕指纹识别模块，华为P30 Pro手机内有6个摄像头。

华为P30 Pro电池部分相对而而言非常好处理，电池旁边有专门的拉环，这在以前华为Mate 20系列中也有类似的设计。

电池拉环的提示要求按步骤撕掉①、②部分，然后拉起③，实际上①和②并没有什么用处。

华为P30 Pro手机电池的典型容量为16.04Wh（4200mAh），这与华为Mate 20 Pro一致。超过了三星Galaxy S10+的15.79Wh和苹果iPhone XS Max的12.08Wh。

最后一部分就是手机屏幕了，华为P30 Pro手机的磁悬发声单元是穿过手机的框架直接与屏幕相连。

拆解过程中，这部分拆卸与后盖拆卸难度一致，因为都是玻璃材质还有大量的胶水粘连。不过，在稍微加热后，再用专门的工具撬开相对而言并没有什么难度。

这里，我们看到，华为P30 Pro屏幕部分有大面积的散热铜片，同时在手机的框架上也有导热的贴。

iFixit表示，华为P30 Pro手机内部塞满了各类光学技术，指纹传感器也好，潜望式镜头也好。手机除了听筒部分是直接与屏幕粘连，其余大部分都是采用了模块化的设计。两部分玻璃面板都是有大量的胶水粘合，这本身加剧了拆解导致的破损问题，并且一旦玻璃后壳和屏幕破损，换起来也是非常麻烦。整体可修复性为4分。