华为5G芯片只能当4G用，为什么？
2021年7月31日 16:07
转自公众号：观察者网guanchacn
“因为这两年多美国四轮制裁，限制我们5G手机，所以现在只能用4G，我们的5G芯片只能当4G用。”
7月29日晚上，华为消费者业务CEO余承东在P50手机发布会上的这番话，让外界期待P50系列仍保有少量5G机型的希望彻底破灭。在连续发布Mate20X、Mate30系列、P40系列、Mate40系列等多款5G手机后，华为5G终端不得不在美国制裁下走向尽头。
P50发布会视频截图
根据余承东在发布会上披露的消息，P50系列将会搭载两款处理：麒麟9000和高通骁龙888。
经观察者网梳理，骁龙888是高通首款集成5G基带的旗舰级处理器，由于该公司仅获得向华为供应4G芯片的许可，所以华为P50系列搭载“阉割版”的骁龙888 4G处理器并非不可能。
但麒麟9000的情况并不一样。这款采用台积电5nm工艺的SoC本身就集成5G基带，并且以往搭载麒麟9000的Mate40系列和MateX2折叠手机均支持5G功能。
为什么P50搭载麒麟9000就无法支持5G？
市场上有观点认为，可能是无线通信中的另一个关键部件——射频芯片出了问题。
观察者网从业内人士处获取的信息，也与上述观点相同。
半导体咨询机构“芯谋研究”企业研究总监王笑龙向观察者网分析称，在5G SoC仍有库存的背景下，华为手机无法实现5G功能，唯一可能就是射频模组出现问题。5G手机需要专用的天线和射频前端，虽然天线难不倒国内供应商，射频收发华为也可以自研，但射频前端模组仍需要依赖国外厂商。
华为方面对此不予置评。
“射频前端决定终端通信模式”
在终端无线通信中，核心部件包括射频模块和基带芯片，二者缺一不可。
其中，射频模块负责射频收发、频率合成、功率放大，能够将无线通信基带信号转换成一定的无线电射频信号波形，并通过天线谐振发送出去；基带芯片则是负责信号处理和协议处理。
国海证券2021年5月研报截图
具体结构上，射频模块主要包括天线、射频前端和射频芯片，其在无线通信中扮演着两个重要的角色：首先是在发射信号的过程中，能将二进制信号转换成高频率的无线电磁波信号；其次是在接收信号的过程中，能将收到的电磁波信号转换成二进制数字信号。
在模块中，射频前端又是电子设备信号收发的核心器件，发挥着无线通讯系统“接收机”和“发射机”的作用。射频前端芯片的性能直接决定了终端可以支持的通信模式，以及接收信号强度、通话稳定性、发射功率等重要性能指标，直接影响终端的通信质量。
所以P50想要实现5G功能，只有基带芯片并不行，还要有合格的5G射频前端。
国海证券2021年5月研报截图
观察者网梳理，射频前端芯片由滤波器、低噪声放大器、功率放大器、射频开关等元器件构成。
射频开关（RFSwitch）用于实现射频信号接收与发射的切换、不同频段间的切换；
双工器（Duplexer（由两个滤波器组成））用于将发射和接收信号通路进行隔离，从而保证接收和发射在共用同一天线的情况下能正常工作；
滤波器（Filter）用于保留特定频段内的信号，而将特定频段外的信号滤除；
低噪声放大器（LNA）用于实现将接收通道的射频信号放大；
功率放大器（PA）用于实现将发射通道的射频信号放大。
射频前端芯片架构
在过去十余年间，移动通信行业经历了从2G到5G的重大产业升级，支持频段数目持续增加，双4G/全网通、五模/七模、十三频/十七频/三十频、载波聚合、MIMO、全面屏成为智能手机标配。
这导致射频前端器件数量和价值急剧增加。
数据更能直观体现出变化：
2G时代手机频段数是4个，单机射频前端器件总价值是0.8美元；
3G时代手机频段数上升到6个，单机总价值3.25美元；
然而到了4G时代，千元机频段数就达到8-20个，旗舰机频段数在17-30个，需要20-40个滤波器，10个开关，单机总价值量16-20美元；
而到了5G手机，频段数达到50个，需要80个滤波器和15个开关，单机总价值达25-40美元。
换句话说，相比于4G时代，5G时代的单机使用射频前端数量大幅增加，“5G被引入智能手机，无疑让已经很复杂的射频前端变得更加复杂”。
众所周知，在美国制裁之下，目前凡是使用到美国技术的半导体企业，不获得许可，均无法向华为供货。
在麒麟9000仍有余货的背景下，华为不再推出5G手机有两种可能：5G射频前端已经缺货，控制5G射频前端的消耗速度。
射频前端的设计复杂度持续增加
一直未攻克的难题
射频前端，一直是华为一个未解的难题。
2020年5月，日媒拆解的华为Mate30零部件显示，海思已经实现处理器、通信半导体、天线开关的自研，但射频前端模块仍来自日本村田制作所。
图片来源：日本经济新闻
去年3月，在华为P40发布后，英国《金融时报》也对该机型进行了拆解。
结果显示，尽管华为在元器件方面很大程度上摆脱了对美国公司的依赖，但比例并没有降到零。P40的元器件主要采购自中国大陆和中国台湾地区、韩国、日本等地，不过高通、Qorvo和思佳讯等美国厂商仍提供必要的射频前端组件，而美光的NAND Flash已被三星的NAND Flash取代。
《金融时报》当时称，华为虽然暂时已经涉足射频前端中最主要器件——功率放大器（PA）的研发，期待5G中后期由海思自给，但射频模组的研发耗时耗力，不能一蹴而就。另外，华为也还没找到比思佳讯、Qorvo、高通等美国厂商之外更好的选择。
“华为在单个手机设计周期内更换了许多美国组件，表现出了韧性。它继续使用Qorvo和思佳讯的芯片也表明，打破对美国技术的依赖太难了。”研究公司Gavekal Dragonomics的技术分析师表示。
图片来源：《金融时报》
观察者网梳理发现，由于设计及制造工艺复杂、门槛极高，现阶段射频前端市场份额主要被美国的博通（Broadcom）、高通（Qualcomm ）、思佳讯（Skyworks）、Qorvo和日本村田（Murata）、TDK公司等国外企业占据。
谈到国产落后的原因，“芯谋研究”王笑龙向观察者网分析指出，一方面，国际领先企业起步较早，底蕴深厚，在技术、专利、工艺等方面具有较强的领先性，同时通过一系列产业整合拥有完善齐全的产品线，并在高端产品的研发实力雄厚。另一方面，大部分国际企业以IDM模式经营，拥有设计、制造和封测的全产业链能力，综合实力强劲。
射频前端全球市场格局
“射频芯片的技术核心是既要懂设计又要懂工艺和材料，从而行业壁垒很高。”2020年6月，新时代证券在研报中提到，国内企业起步晚，人才缺乏，在这个射频领域处于落后位臵是正常行业规律。
但在中美摩擦后，自主研发的政策鼎力支持和国内手机品牌占有率持续增长的背景下，国内供应链厂商有望迎来重要发展机遇。
国海证券2021年5月的研报指出，
卓胜微在射频开关领域已达到国际先进水平，在LNA和接收端射频模组产品上也具备一定实力；在射频PA领域，唯捷创芯目前已经占据全球4G中低端PA市场的三成以上，滤波器国内主要有无锡好达、德清华莹、天津诺思、云塔科技等，紫光展锐和韦尔股份同样在细分领域具备一定技术实力，国内厂商未来有望上升至第一梯队，扩大市场份额。
观察者网今天就上述事项联系卓胜微董秘办公室，对方表示：不对评论任何竞争对手，也不会发布有关市场份额的信息。
国海证券2021年5月研报截图
事实上，国产厂商想要实现突围，并没有那么容易。
王笑龙向观察者网表示，从长远来看，模块化集成化将会是5G射频前端的发展趋势。不断缩小的单个芯片尺寸以及晶圆级封装技术，都将推动高集成模块化的设计。而目前国内射频芯片厂商仍只是单点突破，无法独立做出射频模组。华为海思虽然可以自研射频收发器件，但前端模组仍旧需要进口。
2020年3月，头豹研究院在一篇研报中提到：
中国当前仅有华为海思生产出5G射频器件，其他射频器件厂商仍停留在4G阶段，且短期内难以量产5G射频器件；少数企业已将自己生产的5G射频器件送至华为实验室验证，但华为发现部分企业盗用国外射频器件并宣称是自主研发，真正有生产5G射频器件能力的企业仍为少数。
头豹研究院2020年3月研报截图
不仅如此，新时代证券在研报中指出，中国大陆射频前端产业目前在设计环节公司最多，5G射频前端芯片的制造同样是高度依赖海外，并且5G时代制造端材料和工艺有明显的变化，化合物半导体和宽禁带半导体材料将成为射频芯片的主流，在该领域实现突破的企业将获得庞大的国内射频芯片制造订单，占据先发优势。
“缺乏5G，无奈又明显的弱点”
在5G手机已占国内手机出货70%的时间点，由于缺乏关键的通信元器件，华为推出“迄今为止最好的4G手机”，起售价为4488元，最高价为8488元。
虽然余承东表示“通过4G+WiFi6+AI技术用户依然可以获得更好的功耗和通信性能体验”，但不会搭载5G技术和较高的定价策略，还是让市场颇为惊讶。
市场调研机构StrategyAnalytics分析师吴怡雯向观察者网透露，该机构最新消费者调研显示，90%以上的中国受访者希望他们的下一部智能手机支持5G，即使是入门级手机的买家也有同样的期待。
“我们认为缺乏5G是P50系列无奈而又明显弱点。另外，P50的起步价与上一代相比，上涨了10%左右，定价是偏高的。综合考虑5G的缺失、更高的定价、以及发布的推迟，我们对P50今年的表现比较悲观。即使是最乐观的估计，我们估计也只有去年P40表现的一半。”她表示。
图片来源：华为
事实上，从实际的供货情况来看，华为在手机芯片上的备货已无法支撑较高的出货量。在此背景下，老对手苹果、小米、OPPO、vivo等对华为留下的市场空缺展开疯狂争抢。
根据第三方市场调研机构Canalys 的最新数据，今年二季度，中国智能手机市场出货量排名前五的厂商分别为vivo、OPPO、小米、苹果和荣耀，华为七年来首次跌出市场前五，被归为其他一栏。
从中可以看出，剥离出去的荣耀也正成长为华为的强劲对手。7月26日，荣耀内部论坛发布通告，其援引第三方最新数据称，荣耀手机在中国市场份额持续攀升，截至上周市场份额已上升至14.6%。
“荣耀独立后，及时扩张了线下渠道，布局了供应链的资源，第二季度收获其成果，另得益于市场对其畅玩 20、50数字系列的认可，荣耀正式迈入了里程碑式的重要阶段。但对于重返更高梯队，荣耀仍有很大的提升空间。“ Canalys分析师Toby Zhu表示。
数据来源：Canalys
“从此次P50的定价来看，华为并不追求销量的增长，而是希望保住旗舰产品的牌子和溢价”、“P50的发布也许是华为用来控制手机发布速度的一种方法，主要是为了让外界看到它还在卖手机”。P50发布之后，市场上不乏这样的观点。
在没有解决芯片问题的前提下，华为靠P50保住市场份额已不现实，但该公司仍将坚持之前提出的1+8+N生态战略，1指手机，8指PC、平板、智慧屏、手表等8个辅入口，N代表其他智能硬件设置，而华为可以通过Hi Link协议以及鸿蒙系统将整个生态串起。
在P50发布会上，华为不仅发布了两款V系列智慧屏新品、升级了HUAWEI Sound系列智能音箱，还发布并更新了包括小精灵学习智慧屏、华为儿童手表4 Pro、华为手环6 Pro、华为FreeBuds 4、华为MatePad Pro 12.6英寸等其他产品。
余承东在发布会上透露，截止7月29日，已经有超过4000万用户升级了Harmony OS 2.0，平均每秒钟就有10个用户升级，预计到今年年底，将有2亿华为手机用户升级Harmony OS。他还透露，从明年开始，华为过去历史上市的更老的机型如Mate 9系列、P10系列等，也都会陆续提供Harmony OS的升级。
但要想真正“不受制于人”，芯片仍是华为不可回避的话题。
观察者网从接近华为的人士获悉，华为将在芯片领域主动转型，进军IDM模式。所谓IDM模式，通俗来讲就是从芯片设计到制造，再到包装、测试一体化的生产模式。
该人士表示，转型IDM模式对于华为来说绝对是一件十分艰巨的事情，因为这种模式要公司具有强大的实力才有可能完成。目前能做到IDM模式的公司在全球也都只有少数，最典型的企业就是英特尔公司。
“选择转型IDM模式对华为来说，无疑是选择了一条最难的路，但现在华为如果不突破，以后就将无路可走，越快实现IDM模式，就能越早掌握话语权。”该人士称。
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