Inleiding:

RF-chips (Radio Frequency chips) zijn de hoeksteen van draadloze communicatiesystemen. Het zijn geïntegreerde schakelingen die RF-signalen omzetten in digitale signalen en vice versa, die werken binnen het frequentiebereik van 300kHz tot 300GHz. Deze chips, inclusief belangrijke componenten zoals zendontvangers, vermogensversterkers (PA), ruisarme versterkers (LNA), filters, RF-schakelaars en antennetuners, zijn essentieel voor moderne communicatieapparaten. Nu de communicatietechnologie evolueert van 4G naar 5G, blijft de vraag naar verschillende RF-chips stijgen.

RF Chip Marktgroei

Volgens Yole Development werd de wereldwijde RF front-end markt voor mobiele terminals in 2018 gewaardeerd op $15 miljard en zal deze tegen 2025 naar verwachting groeien tot $25,8 miljard, met een samengesteld jaarlijks groeipercentage (CAGR) van 8%. Binnen het RF-front-end zijn RF-chips belangrijke componenten die de marktexpansie aandrijven, aangedreven door de commerciële uitrol van 5G, de opkomst van het Internet of Things (IoT) en de voortdurende upgrades in communicatiestandaarden.

Belangrijkste typen RF-chips

RF-schakelaars
RF-schakelaars maken de padschakeling van meerdere RF-signalen mogelijk, waardoor het gedeeld gebruik van antennes over verschillende frequentiebanden mogelijk wordt. Dit vermindert de complexiteit van het ontwerp en de kosten voor mobiele apparaten. Sinds 2011 is het aantal frequentiebanden dat door smartphones wordt ondersteund toegenomen van minder dan 10 tot meer dan 90, waardoor de vraag naar RF-schakelchips aanzienlijk is gestegen.

Chips voor antennetuner
Chips voor antennetuner zijn cruciaal voor het verbeteren van de efficiëntie van antennes, vooral in smartphones met beperkte ruimte voor antennes. Omdat 5G-apparaten meestal zijn uitgerust met 6 tot 10 antennes, is de vraag naar RF-chips voor antennetuner dienovereenkomstig gestegen, wat zowel het gebruik als de marktgroei heeft gestimuleerd.

Filters
Filters zijn essentiële RF-chips die ongewenste signalen blokkeren en tegelijkertijd de gewenste frequenties doorlaten. Ze worden voornamelijk gebruikt in technologieën zoals SAW- en BAW-filters. Nu er nieuwe frequentiebanden worden geïntroduceerd voor 5G en technologieën zoals carrier aggregatie steeds meer ingang vinden, hebben deze RF-chips een snelle groei doorgemaakt en vormen ze een van de grootste segmenten in de RF front-end markt.

Versterkers met lage ruis (LNA)
LNA's zijn kritieke componenten in het ontvangstkanaal van RF-chips. Ze versterken zwakke signalen met minimale ruis en verbeteren zo de communicatiekwaliteit. De toename van het aantal antennes in 5G-apparaten heeft zowel de vraag naar als de prestatievereisten voor LNA-chips verhoogd.

Vermogensversterkers (PA)
Vermogensversterkers zijn essentiële RF-chips in het transmissiepad. Hun prestaties hebben een directe invloed op het communicatiebereik en het stroomverbruik. Hoewel de algehele groei geleidelijk is, biedt de ontwikkeling van multi-frequentie en multi-mode 5G-technologieën structurele kansen voor high-end PA RF-chips.

Integratie van RF-chips: Van discrete componenten naar modules

Om het groeiende aantal RF-componenten en de beperkte ruimte op printplaten (PCB's) aan te pakken, worden RF-chips steeds vaker geïntegreerd in modules. RF-front-end modules combineren verschillende RF-chips (zoals schakelaars, LNA's, filters en PA's) in één enkele eenheid met behulp van technologieën zoals System-in-Package (SiP). Deze integratie zorgt voor hogere prestaties en kleinere afmetingen.

Momenteel nemen RF-modules het grootste deel van de RF front-end markt voor hun rekening. Volgens Yole zal de marktomvang voor RF-modules tegen 2025 naar verwachting $17,7 miljard bedragen, waarbij discrete RF-chips nog steeds een marktaandeel van $8,1 miljard zullen hebben. Of het nu gaat om ontvangstmodules, vermogensversterkermodules, antenne-in-pakket (AiP) modules of WiFi-modules, dit zijn allemaal sterk geïntegreerde systemen van verschillende RF-chips.

Concurrentielandschap van RF-chips

De wereldwijde RF-chipmarkt wordt gedomineerd door internationale bedrijven zoals Murata, Skyworks, Broadcom, Qorvo en Qualcomm, die aanzienlijke voordelen hebben dankzij hun technologie, patenten en volledige integratie in de industrieketen. Uit teardowns van vlaggenschipapparaten blijkt duidelijk dat antennetunerchips het meest worden gebruikt, wat wijst op hun sleutelrol in het ontwerp van eindapparaten.

Binnenlandse RF-chipbedrijven zijn later begonnen, maar breiden zich geleidelijk uit naar de midden- en lagere segmentmodulemarkten. Met het streven naar onafhankelijkheid van de toeleveringsketen door bedrijven als Huawei, is er een aanzienlijke kans voor binnenlandse RF-chipbedrijven om buitenlandse producten te vervangen en marktaandeel te winnen.

Conclusie: De kansen voor RF-chips in het 5G-tijdperk

Elke iteratie van communicatietechnologie biedt kansen voor RF-chips om hun waarde te verhogen. 5G-terminals ondersteunen niet alleen 2G-, 3G- en 4G-frequenties, maar introduceren ook nieuwe RF-chips om 5G-frequentiebanden te ondersteunen, waardoor een duidelijke groeimarkt ontstaat. Hoewel de binnenlandse RF-chipindustrie nog steeds achterloopt op internationale giganten, biedt de combinatie van steun van het overheidsbeleid en een stijgende marktvraag een veelbelovend pad voor lokale bedrijven. Deze bedrijven zullen naar verwachting de overstap maken van discrete RF-chips naar volledig geïntegreerde modules en uiteindelijk zelfvoorzienend worden op het gebied van kritieke technologieën en toeleveringsketens.