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5G越來越普及，手機內部各個功能塊也越來越復雜，因為整體性能要不斷提升，芯片元器件數量也在增加，與此同時，對小體積、高集成度又有越來越高的要求。這一點在射頻前端體現得尤為凸出。

通常情況下，智能手機的射頻前端主要包括功率放大器（PA）、濾波器（Filter）、射頻開關（switch）、低噪聲放大器（LNA）等。其中，濾波器的價值量占比較高，達到53%，其次是功率放大器（33%）、射頻開關（7%）。

就價值量和設計難度而言，射頻開關要遜色于濾波器和功率放大器，但前者在射頻前端中的使用數量卻很大，更重要的是，中國廠商在射頻開關領域已經實現了較高的市占率，與濾波器和功率放大器相比，有更多的話語權。

射頻開關的價值

射頻開關又稱微波開關，主要用于控制微波信號通道轉換，廣泛應用于智能手機等移動終端。按用途劃分，射頻開關可分為移動通信傳導開關、Wi-Fi開關、天線開關等；按刀數和擲數劃分，又可分為單刀單擲、單刀雙擲、單刀多擲和多刀多擲開關。

射頻開關由傳導開關（Switch）和天線調諧開關（Tuner）兩部分組成，Tuner的技術難度高于Switch，因為Tuner有極高的耐壓要求，導通電阻和關斷電容對性能影響極大，對產品提出了更高的設計和工藝要求。

受到模塊化趨勢影響，目前，過半Switch集成在模組之中。而分立式的Switch則主要應用在中低端手機中。

在智能手機中，射頻開關處于射頻前端的關鍵位置且必不可少，其插損、回損、隔離度、諧波抑制和功率容量等性能對射頻前端鏈路有重要影響。射頻開關的主要作用在于通過控制邏輯，實現對不同方向（接收或發射）、不同頻率的信號進行切換，以達到共用天線、節省終端產品成本的目的。

一般情況下，智能手機每多支持一個頻段，其射頻芯片就要增加一條接收通道，為了減少芯片面積，降低成本，一個接收通道往往會支持多個頻段，這就需要在射頻前端增加開關數量，以滿足對不同頻段信號接收、發射的需求。

5G手機所支持的頻段在4G LTE 66個的基礎上增加了50個，由于5G要全部向下兼容，全球2G/3G/4G/5G網絡合計支持的頻段數量超過110個，因此，相對于4G手機，5G的射頻開關數量將在10個基礎上再提升50%，達到15個，而且，隨著技術和應用需求的發展，未來這一數字還會進一步增加。

另外，隨著封裝尺寸的減小，射頻前端呈現出模組化的趨勢，未來，射頻開關性能和單機價值量有望進一步提升。

制程工藝

制造工藝層面，射頻開關主要分為兩種類型：機電式和固態射頻開關。固態開關使用半導體技術制造，例如硅或PIN二極管、場效應晶體管 (FET) 和混合技術（即PIN二極管和場效應晶體管的結合），并使用硅基基板構建。

射頻開關制造工藝技術主要有CMOS、GaAs、RF SOI、RF MEMS，其中，RF SOI是主流技術，CMOS技術占據少量份額，GaAs已經面臨淘汰。隨著射頻開關產品設計的不斷創新，RF MEMS技術更能滿足未來射頻系統多模多頻通信的需要，正成為業界布局的重點。

RF SOI是一種具有獨特的硅/絕緣層/硅三層結構的硅基半導體工藝材料，它通過絕緣埋層(通常為SiO2)實現了器件和襯底的全介質隔離，在器件性能上具有諸多優點，主要包括：減小了寄生電容，提高了運行速度，與體硅材料相比，SOI的運行速度提高了20%-35%；具有更低的功耗，由于減小了寄生電容，降低了漏電，SOI器件功耗可減小35%-70%；消除了閂鎖效應；抑制了襯底的脈沖電流干擾，減少了錯誤的發生；與現有CMOS硅工藝兼容，可減少13%-20%的工序。

隨著RF SOI工藝的不斷改進，這種射頻開關的性能也在穩步提升。

RF SOI工藝可以滿足當下的頻段及性能要求，但也遇到了一些新的挑戰。射頻開關本身包含場效應晶體管(FET），FET會受到不需要的溝道電阻和電容的影響，通常情況下，射頻開關中堆疊了10到14個FET，隨著FET數量的增加，器件可能會遇到插入損耗和電阻帶來的一系列問題。

另外，寄生電容也是一個問題，Skyworks（思佳訊）公司認為，在射頻開關中，30％或更多的寄生電容來自于器件中的互連，互連包括金屬層或bonding線，這些也是RF SOI工藝存在的問題。目前，射頻開關的主流制造工藝是基于8英寸晶圓的180nm和130nm制程。許多互連層基于鋁材質，鋁價格便宜，但具有較高的寄生電容，因此，銅被用于射頻開關中一些特定層，銅是更好的導體，并且電阻小于鋁。

近些年，RF SOI晶圓代工廠已經從8英寸晶圓遷移到12英寸，制程節點也從130nm遷移到45nm。通常情況下，12英寸晶圓廠只使用銅互連，這樣，射頻開關制造商可以降低電容。不過，12英寸晶圓提高了制造成本，這就形成了一對矛盾關系，即成本敏感的手機OEM廠商需要射頻開關保持較低的價格，但射頻開關制造商和晶圓代工廠希望保持利潤。

與RF SOI相比，RF MEMS的一些優秀特性就凸顯了出來，這為射頻開關拓寬了發展道路。

RF MEMS開關種類繁多，它們可以用不同的機制來驅動。由于具備功耗低、尺寸小的特性，靜電驅動常用于射頻MEMS開關設計。MEMS開關也可使用慣性力、電磁力、電熱力或壓電力來控制打開或關閉。

RF MEMS能夠提供非常低的Ron(導通電阻)，這也意味著更低的insertion loss(插入損耗)。但RF MEMS還沒有實現大規模量產，因為考慮到風險，主流OEM廠商很難選擇新技術和小供應商，除非與RF SOI相比，RF MEMS開關能提供極具吸引力的價格，且其可靠性和供貨穩定性有足夠保障。

中國本土廠商崛起

2020年，全球射頻開關市場規模為20多億美金，中國市場至少占到50%。除了傳統分立式射頻開關，射頻前端模塊化的發展趨勢，使得越來越多的開關被集成進模組，特別是手機PA模組，今后，PA模組里集成的開關會越來越多。這是國際大廠發展的方向，中國本土廠商也在快速跟進。

目前，國際知名的射頻開關供應商主要包括：Skyworks、Broadcom（博通）、Murata（村田）、卓勝微、韋爾股份等。

由于技術難度相對較低、射頻開關國產化率較高，卓勝微已經占據了全球射頻開關（包含Switch和Tuner，分立式及模組中的開關）約15%市場份額，紫光展銳、昂瑞微、艾為、飛驤科技、唯捷創芯、韋爾股份、迦美信芯等廠商也具備開關生產能力，整體國產化率約為20%。但把開關作為主要產品的公司較少，如卓勝微、迦美信芯、韋爾股份（開關/LNA是公司射頻產品線的主要產品）、艾為電子（開關/LNA是公司射頻產品線的主要產品），其它廠商大多把開關作為副線產品。

之所以如此，卓勝微的強大是一個重要原因。其射頻開關毛利率超過50%，年銷售額超過50億元人民幣，是絕對的產業龍頭。

在市場需求的推動下，中國本土射頻開關廠商數量不斷增長，目前已超過15家。不過，除了卓勝微，分立式開關年銷售額超過1億元的公司還未出現。以小米為代表的OEM廠商，為它們供貨的中國本土射頻開關企業中，除了卓勝微，其它家拿到的份額都很小，目前來看，大客戶把卓勝微作為第一供應商的策略不會變，剩余的部分由10多家公司瓜分。

卓勝微的射頻開關業績是在2017年開始快速增長的，在2015年之前，RDA、飛驤科技、唯捷創芯都已經出貨射頻開關產品，直到今天，這些公司的射頻開關產品還在市場上推廣，但分立式射頻開關業務增長乏力。

綜上，在射頻開關領域，中國企業市占率較高。在這樣的基礎上，本土企業應該再接再厲，對射頻前端中具有更高技術含量和利潤的芯片和模組加大投入力度，以期實現更高水平的發展。