锁相环不是射频参数,是国产芯片的及格线

说实话,跑了十几年科技口,我也是今年MWC上海展之后,才把锁相环这三个字的分量摸清楚。

2026毫米波抢发潮,所有人都栽在同一个小玩意上

今年国内三家头部手机厂,都拍着胸脯说要上首款国产毫米波旗舰。预热发了一轮又一轮,结果内部测试数据出来,所有人都傻了。

功耗比预期高了整整四成,同步误差比运营商要求的门槛高出三倍,根本过不了入网测试。找来找去,问题出在一个没人听说过的小模块上。

就是锁相环。

你天天用手机,连基带长啥样都不知道,更别说锁相环了。这不怪你。整个消费电子产业链,把它当配套小零件的人,一抓一大把。今年我跟三个基带团队的核心工程师吃饭,三个都吐槽,说原来大家都把精力堆在基带算法、天线设计上,谁能想到,最后卡脖子的是这个不起眼的玩意。

我从其中一家拿了内部数据,他们试流的国产毫米波基带,锁相环模块占了整个射频前端32%的面积,功耗比ADI同款成熟产品高了27%。就这一项,把整机待机时间直接拉低了三个多小时。你说,消费者会为了一个用不上几次的毫米波,接受少半天续航吗?用脚投票都知道结果。

5G毫米波手机射频前端锁相环实物图
5G毫米波手机射频前端锁相环实物图

这不是某一家的问题,是整个本土产业都要过的坎。毫米波通信要求频率误差控制在1ppb以内,什么概念?十亿分之一的偏差,相当于你从北京到上海,距离误差不到一毫米。原来的Sub-6G要求没这么高,凑合用能用,到了毫米波,差一点都不行。


换道全数字,本土厂商的反卡脖子博弈

说了半天,锁相环到底是干嘛的?别扯那些官方定义,说白了,它就是给所有频率信号对表的。我给你打个比方,就像阅兵式上的仪仗方队,所有人的步点都要跟排头兵的口令对齐,只要有一个人错了半拍,整个方队看起来就歪歪扭扭。锁相环干的就是排头兵喊口令的活,所有射频信号的频率、相位,都得卡着它的节奏走,差一纳秒,通信就错码,定位就偏出好几米。

过去几十年,行业主流都是模拟锁相环,精度高,但是设计难,专利几乎被ADI、TI这些海外巨头全包了。本土企业想做,要么买IP,要么买成品芯片,根本没有议价权。

你知道贵到什么程度?原来海外一颗高端模拟锁相环IP,单次流片的授权费就要上千万人民币。相当于北京三环一套100平三居室的总价,流片一次错了,还要再掏一次钱。小一点的公司,一年利润都不够买一次授权,根本玩不起。

全数字锁相环芯片晶圆测试图
全数字锁相环芯片晶圆测试图

不过话说回来,逼到这份上,反而逼出来一条新路。原来大家都觉得全数字锁相环精度不够,只能用在低要求的场景,本土企业干脆直接all in全数字路线,绕开海外的专利墙。华为海思2023年就流片成功了自主的全数字锁相环,把频率误差降到了0.8ppb,功耗比同等精度的模拟锁相环砍了一半,面积还小了18%。

现在国内至少有五家本土射频企业,都在推自主的全数字锁相环IP,价格直接打到海外的十分之一,还不收按流片次数算的授权费。原来卡得死死的专利壁垒,就这么被换道超车给撬开了。我跟其中一个创始人聊,他说原来行业老人都骂他走偏门,不正宗,现在那些老人都过来问能不能拿样片测试。脸疼吗?


看不见的零件,卡着全产业链的脖子

看不见的零件,卡着全产业链的脖子
看不见的零件,卡着全产业链的脖子

这事对普通从业者意味着什么?太直接了。原来你想做个基带设计,光锁相环IP就要掏上千万,现在几十万就能拿到永久授权,原来只有头部厂商玩得起的项目,现在小创业公司也敢下场。最近我接触到一家做高精度北斗定位的初创,十来个人的团队,就做出来了精度达到厘米级的定位芯片,放在三年前,根本不可能。

很多人天天喊卡脖子,眼睛都盯在光刻机、EDA、高端CPU这些显眼的东西上,没人愿意看这些藏在芯片内部的小零件。可实际上,整个产业链就是一串链条,只要有一个环节断了,整个链条都动不了。北斗要做厘米级定位,自动驾驶要车路协同,5G要上毫米波,6G要搞太赫兹通信,哪一个离得开高精度锁相环?差了几纳秒的同步误差,定位偏个几十厘米,自动驾驶直接就撞护栏了。

现在行业都在卷大模型,卷AI芯片,卷百亿参数千亿流片,所有人都想去做赚快钱的大生意,没人愿意啃这种脏活累活,啃这种一个纳秒一个纳秒调精度的硬骨头。可偏偏就是这些没人在意的小地方,才是真的护城河。你大模型做得再牛,一个锁相环精度不够,手机都做不出来,有什么用?

我最近跟一个做了二十年射频的老工程师聊天,他说,芯片行业,最容易被忽略的,就是那些“应该早就做好了”的基础零件。你说我们已经能做7nm芯片了,怎么连个锁相环都搞不定?话不对,能做大芯片,不代表能把每一个小零件的精度卡到十亿分之一,这是功夫,是慢活,急不来。

再过三年,本土消费电子的锁相环国产化率突破80%,板上钉钉。那下一个藏在水面下,卡着整个产业脖子的小零件,会是谁呢?

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