Репортаж от Wedoany，Китайская компания по производству радиочастотных фильтрующих чипов из Гуанчжоу, ООО «Айфу Гуантун», в этом году планирует выпустить более 1 миллиарда фильтрующих чипов, при этом текущий процент выхода годной продукции стабильно держится на уровне 98–99%. С точки зрения структуры поставок, мобильные телефоны по-прежнему занимают наибольшую долю в отгрузках, соответствующая продукция охватывает ведущие бренды и поставляется в крупных объемах. Компания расположена в районе Хуанпу города Гуанчжоу, специализируется на сегменте средне- и высокочастотных радиочастотных фильтрующих чипов для 5G, а ее ключевым продуктом являются фильтрующие чипы на объемных акустических волнах (BAW). Это один из ключевых радиочастотных фронтальных компонентов, от которых китайская телекоммуникационная отрасль долгое время зависела в плане зарубежных поставок.
Функция высокочастотных фильтрующих чипов заключается в фильтрации сигналов целевого диапазона в сложной радиосигнальной среде, подавлении паразитных колебаний и помех соседних каналов, что напрямую влияет на качество приема сигнала, стабильность связи и энергопотребление таких устройств, как смартфоны, базовые станции, устройства Интернета вещей и автомобильные терминалы связи. Один смартфон обычно требует более 30 фильтрующих чипов, охватывающих несколько диапазонов связи, из которых около 10 приходятся на высокие частоты. Замена отечественными аналогами в средне- и низкочастотных диапазонах, соответствующих эпохам 3G и 4G, уже достаточно зрелая. Диапазоны связи 5G и выше предъявляют более высокие требования к характеристикам фильтрующих чипов, поэтому средне- и высокочастотные BAW-фильтры стали более сложным звеном для локализации радиочастотного фронта.
Внимание к китайской компании Aifu Guangtong привлекают не только объемы производства, но и технологический маршрут. Американская полупроводниковая компания Broadcom и американский производитель радиочастотных устройств Qorvo долгое время удерживали патенты и рыночные преимущества в области высокочастотных фильтрующих чипов для 5G, при этом в отрасли в основном используется поликристаллический нитрид алюминия. Aifu Guangtong выбрала собственный маршрут на основе монокристаллического нитрида алюминия, обойдя существующие патентные барьеры зарубежных компаний, и проводит полномасштабные исследования и разработки по всей цепочке: материалы, оборудование, технология, структура и система массового производства. Внутренняя структура монокристаллического нитрида алюминия более упорядочена, эффективность передачи акустических волн и пьезоэлектрические свойства лучше подходят для высокочастотных широкополосных приложений, что позволяет снизить потери энергии и увеличить мощность, обеспечивая материальную основу для высокопроизводительных BAW-фильтрующих чипов.
С точки зрения производственной системы, Aifu Guangtong уже построила в Гуанчжоу первую в мире линию массового производства 8-дюймовых BAW-фильтрующих чипов и работает по модели вертикально интегрированного производства (IDM). Фильтрующие чипы отличаются от цифровых микросхем: повышение их производительности сильно зависит от осаждения материалов, структурного проектирования, точности литографии, контроля тонких пленок, адаптации корпусирования и технологической согласованности. В рамках маршрута на основе монокристаллического нитрида алюминия компании необходимо заново адаптировать производственные процессы и даже модифицировать и разрабатывать часть полупроводникового оборудования. Именно потому, что этот маршрут не является простой заменой материала, его способность к массовому производству в большей степени отражает инженерный уровень компании, чем лабораторные образцы.
В настоящее время Aifu Guangtong добилась стабильного массового производства почти 100 моделей фильтрующих чипов. Продукция поступила в цепочки поставок таких ведущих производителей конечных устройств, как южнокорейская электронная компания Samsung и китайский производитель телекоммуникационного оборудования ZTEцепочки поставок, и применяется в таких сценариях, как связь 5G, спутниковый интернет, Интернет вещей и автомобильная связь. Частотные возможности продукции компании уже покрывают потребности приложений выше 10 ГГц, обеспечивая поддержку устройств для высокоскоростных, широкополосных и малопотерьных сценариев беспроводной связи. По мере того, как 5G-A, спутниковый интернет, подключенные автомобили и интеллектуальные терминалы продолжают увеличивать количество диапазонов и ширину полосы, высокочастотные фильтрующие чипы перестанут быть просто вспомогательными компонентами в радиочастотном фронте мобильных телефонов и войдут в большее количество устройств с высокой плотностью подключения.
Стоимость и процент выхода годной продукции также определяют, сможет ли импортозамещение перейти к крупномасштабным поставкам. Благодаря созданию собственной линии по производству пластин, продвижению локализации ключевых материалов, оптимизации эффективности роста материалов и процесса изготовления чипов, Aifu Guangtong добилась снижения общей стоимости продукции по сравнению с зарубежными аналогами. Текущий процент выхода годной продукции стабильно держится на уровне 98–99%, что свидетельствует о выходе процесса массового производства на достаточно высокий уровень стабильности. Для производителей конечных устройств поставщик фильтрующих чипов должен не только соответствовать требованиям по производительности, но и обладать способностью обеспечивать однородность партий, возможности поставок, ценовые преимущества и покрытие нескольких моделей; нестабильность любого из этих звеньев может повлиять на внедрение радиочастотного решения всего устройства.
За расширением производственных мощностей стоит совместное стимулирование со стороны полупроводниковых производственных мощностей Гуанчжоу и рынка применения радиочастотных чипов. Aifu Guangtong уже развернула производственные мощности BAW-фильтрующих чипов в Гуанчжоу и Хэюане, а также продвигает строительство штаб-квартиры в Гуанчжоу и отделку чистых помещений. Переход от контроля над высокочастотными фильтрующими чипами небольшим числом зарубежных компаний к формированию китайскими предприятиями плана производства на уровне 1 миллиарда единиц знаменует собой переход ключевых радиочастотных фронтальных компонентов Китая от точечных прорывов к этапу масштабного производства. В дальнейшем такие области применения, как мобильные телефоны, базовые станции, дроны, автомобильная связь, роботы и спутниковый интернет, продолжат проверять возможности поставок, стабильность продукции и скорость внедрения у клиентов этого маршрута BAW на основе монокристаллического нитрида алюминия.
