射頻研究報告

1、一、產(chǎn)業(yè)分析 . 3基礎(chǔ)概況發(fā)展歷程產(chǎn)業(yè)鏈概況二、市場分析 . 125G市場規(guī)模終端射頻市場規(guī)模基站射頻市場規(guī)模三、企業(yè)分析 . 19SkyworksQorvo麥捷科技目錄一、產(chǎn)業(yè)分析資料來源：網(wǎng)絡(luò)資料、3GPP、整理圖1 基站射頻示意圖產(chǎn)業(yè)分析|基礎(chǔ)概況（1/4）基礎(chǔ)概況射頻定義：射頻是基站/終端的核心部件之一，用于實現(xiàn)通信信號的合路、過濾、消 除干擾、放大等。射頻器件包括：濾波器(Filter)：負(fù)責(zé)發(fā)射及接收信號的濾波，保障信號在不同頻率互不干擾傳 輸，是射頻的關(guān)鍵組成部分；功率放大器(PA)：負(fù)責(zé)發(fā)射通道的射頻信號放大；低噪聲放大器(LNA)：負(fù)責(zé)接收通道中的小信號放大；開關(guān)(Swit

2、ch)：負(fù)責(zé)接收、發(fā)射通道之間的切換；雙工器(Duplexer)：負(fù)責(zé)雙工切換及接收/發(fā)送通道的射頻信號濾波。工作原理：發(fā)射狀態(tài)時，開關(guān)的接收支路關(guān)閉，發(fā)射支路打開，LNA處于關(guān)閉狀態(tài)，信 號經(jīng)過PA放大，再通過濾波器濾除雜波，通過天線發(fā)射出去；接收狀態(tài)時，開關(guān)的接收支路打開，發(fā)射通道關(guān)閉，PA關(guān)閉，從天線接收到 的信號經(jīng)過濾波后傳遞給LNA放大，再傳遞給收發(fā)機(jī)進(jìn)行信號處理。表1 基站和終端（手機(jī)）在天線/射頻的特征差異基站終端（手機(jī)）天線Massive MIMO 32、64通道 甚至更多支持48天線濾波器高功率、大體積、通道數(shù) 更多低功率、小體積、通道 數(shù)更少功率放大器支持多頻段多通道同時發(fā)

3、 射接收NSA鏈接下雙通道收發(fā)， SA連接下單通道收發(fā)， 濾波器數(shù)量有限開關(guān)不需要頻繁切換需要頻繁切換4資料來源：網(wǎng)絡(luò)資料、整理圖2 金屬腔體濾波器 VS 陶瓷介質(zhì)濾波器產(chǎn)業(yè)分析| 基礎(chǔ)概況（2/4）基站濾波器基站濾波器定義：濾波器是基站射頻系統(tǒng)關(guān)鍵部件，通過對不同 頻率的信號進(jìn)行濾波，保障信號能在特定的頻段內(nèi)有效傳輸，提 高信號的有效性和可靠性?；緸V波器主要分為兩大類：金屬腔體濾波器：通過不同頻率的電磁波在腔體濾波器中 振蕩，保留達(dá)到諧振頻率的電磁波，而其他頻率的則在振 蕩中耗散掉。工藝成熟，成本低，是2G/3G/4G時代的主 流，主要用于RRU上。2. 陶瓷介質(zhì)濾波器：通過陶瓷基塊讓特定

4、頻率的電磁波在其中來 回反射形成駐波，具有具有重量輕、Q值高、損耗小的特點，是5G時代的主流，主要用于AAU上，成本偏高。金屬腔體濾波器陶瓷介質(zhì)濾波器體積大小Q值中等大損耗大較小成本低高使用場景2T2R/4T4R/8T8R5G 64T/64R5表2 金屬腔體濾波器和陶瓷介質(zhì)濾波器的特性對比終端濾波器終端濾波器定義：終端濾波器基于壓電效應(yīng)通過電-聲-電的轉(zhuǎn)換達(dá) 到濾波效果。終端濾波器主要分為兩大類：聲表面波濾波器(SAW)：聲波是通過表面?zhèn)鞑シ绞竭M(jìn)行傳播，通過叉指換能器實現(xiàn)濾波性能。體積比金屬腔體/陶瓷介質(zhì)濾波器更小，成本低，插入損耗小，一般工作在2.1GHz以下頻段，廣泛應(yīng)用于2G/3G/4G

5、。2. 體聲波濾波器(BAW)：聲波是通過在介質(zhì)中垂于介質(zhì)的方 式進(jìn)行傳播。尺寸隨頻率升高而縮小，插入損耗小，濾波 性能優(yōu)異，對溫度不敏感，一般工作在2.1GHz以上頻段， 廣泛應(yīng)應(yīng)用于3G/4G /5G, 尤其適合高頻段。產(chǎn)業(yè)分析| 基礎(chǔ)概況（3/4）圖5 SAW與BAW濾波器的應(yīng)用場景資料來源：Qorvo、整理圖3 聲表面波濾波器（SAW）圖4 體聲波濾波器（BAW）6SiGaASGaN禁帶寬度1.11.43.4介電常數(shù)11.812.89.0擊穿場強(qiáng)（106V/cm）0.60.73.5熱傳導(dǎo)率（W/cm.K）1.30.51.3電子遷移率（cm2/V.s）1,4508,500900飽和電子速

6、率（107cm/s）1.02.02.0器件成本居中較高工藝情況良率適中，產(chǎn)能不穩(wěn)定良率較低，產(chǎn)能匱乏主要應(yīng)用高頻/高功率/高性能 領(lǐng)域 射頻前端芯片應(yīng) 用 2G/3G/4G 手機(jī)， 802.11ac超高頻、大功率、耐高 溫應(yīng)用，如基站/軍用 雷 達(dá)/電子戰(zhàn)射頻器件資料來源：整理表3 不同材料的功率放大器的關(guān)鍵性能產(chǎn)業(yè)分析| 基礎(chǔ)概況（4/4）功率放大器功率放大器定義：將低功率信號進(jìn)行放大。PA直接決定了無線通信的 距離、信號質(zhì)量，是射頻的重要組成部分。PA按材料主要分為：Si LDMOS：帶寬會隨著頻率的增加而大幅減少，僅在不超過 約3.5GHz的頻率范圍內(nèi)有效，主要用于3G和LTE基站；Ga

7、As：能滿足高頻通信的需求，但只用于低端市場，在8GHz以下是主流；GaN：具有強(qiáng)原子鍵、高熔點、高熱導(dǎo)率、高電離度、較好的 化學(xué)穩(wěn)定度，比Si和GaAs有更強(qiáng)抗輻照能力、更高的輸出功率， 能適應(yīng)高溫環(huán)境，是5G宏基站的主流候選技術(shù)，但其高生產(chǎn)成本和供電電壓，尚未在移動終端領(lǐng)域規(guī)模應(yīng)用。 5G的通信頻段往高頻波段遷移，GaN將在高功率，高頻率射頻市場發(fā)揮重要作用。7資料來源：3GPP、IEEE、整理圖6 天饋系統(tǒng)的發(fā)展歷程產(chǎn)業(yè)分析| 發(fā)展歷程發(fā)展歷程2/3/4G時代，天線和主設(shè)備之間是通過饋線相連，沒有直接的耦合關(guān)系，金屬腔體濾波器是市場主流選擇，成本低、工藝成熟，但體積較大，通常 集成到天饋

8、系統(tǒng)的 RRU 中；5G時代，采用Massive MIMO技術(shù)，即多通道的方式來提供更高的速率，通 道數(shù)由 4G 的 2 通道和 4 通道提升到 5G 的 32 通道和 64 通道，因此天線和 RRU合為AAU。由于天線的集成化，一套天線需要的濾波器數(shù)量大大增加。 重量輕、體積小的陶瓷介質(zhì)濾波器成為 5G 天線的優(yōu)良選擇； 濾波器數(shù)量提升：基站從2/4個發(fā)展到32/64個, 終端從2個發(fā)展到48個； 濾波器單價提升：對于64T64R的基站天線，所需濾波器的成本價從1920元提升到3200元左右，終端則從1.6元提升到80元左右； PA的數(shù)量發(fā)生翻倍，材料由GaAS逐漸發(fā)展為適合高頻段的GaN。

9、2/3/4G5G金屬腔體 濾波器陶瓷介質(zhì) 濾波器圖7 2/3/4G到5G主要射頻器件的發(fā)展歷程濾波器PA數(shù)量提升: 基站2/432/64，終端248單價提升: 基站64T/64R 1920 3200元，終端 1.680元主要變化數(shù)量提升：翻倍基站：金屬腔體 陶瓷介質(zhì)終端：SAW BAW材料變化GaAS GaN8資料來源：網(wǎng)絡(luò)資料、整理圖8 射頻產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)業(yè)分析| 產(chǎn)業(yè)鏈概況（1/3）產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)成上游：由濾波器、雙工器、功率放大器、低噪放大器、開關(guān)等射頻器件構(gòu)成，涉及五金原料廠商、天線廠商、芯片廠商、集成商等；下游：應(yīng)用在基站和終端設(shè)備上，涉及運營商、設(shè)備商、手機(jī)廠商。運營商：中國移動、中國聯(lián)通、中

10、國電信等；設(shè)備商：華為、愛立信、中興通訊、諾基亞、蘋果、三星等。圖9 射頻產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)設(shè)計及企業(yè)上游下游射頻功率放大器低噪放大器五金原料廠商、天線廠商濾波器雙工器運營商基站終端設(shè)備設(shè)備商、手機(jī)廠商開關(guān)芯片廠商、集成商金屬腔體濾波器：武漢凡谷、大富科技、東山精密、春興精工 陶瓷介質(zhì)濾波器：燦勤科技、艾福電子、大富科技、通宇通訊 SAW：村田、TDK、太陽誘電、Skyworks、QorvoBAW： Avago、 Qorvo、太陽誘電、麥捷科技Skyworks、Qorvo、Broadcom、Murata漢天下、中普微電子、三安光電9資料來源：各公司官網(wǎng)、整理圖10 5G時代上下游采購的變化產(chǎn)業(yè)分析|

11、 產(chǎn)業(yè)鏈概況（2/3）上下游采購鏈條改變2/3/4G 時代：天線是一個單獨的無源設(shè)備，采購方式為運營商招標(biāo)集采，因此可以容納較多的天線廠商為運營商供貨；5G 時代：天線和射頻器件耦合，設(shè)備商和外部天線廠商需要緊密合作，運營商不能夠自己獨立采購天線后進(jìn)行對接，因此便使得天線廠商由向運營商供貨轉(zhuǎn)而向設(shè)備商供貨。1. 具備垂直一體化能力的主設(shè)備廠家：例如華為，AAU 整個將由自己生產(chǎn)或第三方代工；2. 沒有垂直一體化能力：例如中興通訊、愛立信、諾基亞等，將主要和頭部天線企業(yè)進(jìn)行深度捆綁合作。因此，5G時代，設(shè)備商統(tǒng)一集采天線及濾波器，導(dǎo)致天線廠商逐步向頭部發(fā)展。4G天線采購5G天線采購10資料來源：

12、MURATA、GTI、整理表4 手機(jī)射頻前端集成情況產(chǎn)業(yè)分析| 產(chǎn)業(yè)鏈概況（3/3）射頻集成化帶動產(chǎn)業(yè)鏈向頭部廠商集中 4G/5G 時代：射頻器件的難度和價值不斷提升，但手機(jī)空間有限， 射頻前端出現(xiàn)整合趨勢，頭部廠商也通過集成在向射頻各個產(chǎn)品線 延伸；手機(jī)射頻模塊化集成方式分類：PAMiD 體系結(jié)構(gòu)MMMBPA+ASM 體系結(jié)構(gòu)MMPA+TXFEM 體系結(jié)構(gòu)；射頻行業(yè)生態(tài)大變化：價值量：從以 PA 為核心轉(zhuǎn)向 Filter+PA 的雙重點，有源和 無源器件供應(yīng)商開始通過并購等模式互相滲透；射頻龍頭企業(yè)逐漸形成：Skyworks、Qorvo、Avago等都具有全面的射頻能力，既可提供單一產(chǎn)品，也

13、可提供打包模組， 還在積極布局電源、天線等業(yè)務(wù)；模組整合過程中存在合作：在完成全面布局之前，通過補(bǔ)齊 短板提供更完整的模塊產(chǎn)品成為射頻供應(yīng)商的選擇之一。圖11 手機(jī)射頻系統(tǒng)的整合方式11集成方式應(yīng)用場景PAMiD一端連接天線，一端連接基帶高集成度，旗 艦手機(jī)采用MMMB PA + ASMMMMB PA集 成2G/3G/4G PA，ASM集成雙工器與天 線開關(guān)，兩個模塊通過分離的濾波器連接?；?qū)V波 器和雙工器集成到ASM中，形成FEMID。18GHz器件MM PA + TXFEMMMPA集 成3G/4G PA，2G PA與ASM集成為TXFEM中國市場常見 的RF前端結(jié)構(gòu)二、市場分析資料來源：

14、DIGITIMES、Skyworks、整理市場分析| 5G市場規(guī)模圖12 全球5G市場規(guī)模預(yù)測5G市場規(guī)模預(yù)測5G 基站市場整體規(guī)模相對終端較?。侯A(yù)計 2020 年 5G 基站整體市場規(guī)模為 11.43 億美元，到 2026 年增長至 342.86 億美元，20122026 年的 復(fù)合增速在50 以上， 到 2026 年市場規(guī)模約為手機(jī)的 1/16。5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投資中，各產(chǎn)業(yè)鏈投入時序和投資占比有所不同，其中基站系統(tǒng)部分的天線、基站射頻、小微基站與室內(nèi)分布將分別為5.4、4.1和7。圖13 5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)期各環(huán)節(jié)投資占比預(yù)測13市場分析| 基站射頻市場規(guī)?；旧漕l市場規(guī)模基站數(shù)增加：5G 使用較

15、高頻譜，導(dǎo)致 5G 基站數(shù)量是 4G 的 1.2 1.5 倍；通道數(shù)增加：FDD 一般采用 2T2R 或者 4T4R 方案，TDD 最多采用 8T8R 方案，而 5G Massive MIMO 方案普遍采用 64T64R 方案，未來可能達(dá)到 128通道；濾波器數(shù)量：對于金屬腔體濾波器，雙通道對應(yīng)一個濾波；對于陶瓷介質(zhì)濾波器，單通道對應(yīng)一個濾波器；預(yù)測 2019 年金屬腔體濾波器單通道價格 約為 80 元，陶瓷介質(zhì)約為 50 元；陶瓷介質(zhì)濾波器增長潛力巨大：根據(jù)IHS的數(shù)據(jù)，預(yù)計2020年用于5G基站的陶瓷介質(zhì)濾波器的市場規(guī)模將超過17億美金，年復(fù)合增長率達(dá)到143.9；3G 時代，基站射頻行業(yè)

16、持續(xù)向中國轉(zhuǎn)移，20062009 年期間，全球濾波器龍頭廠商 Powerwave 和 Andrew 收入持續(xù)下滑，國內(nèi)濾波器競爭者收入 大幅增長。資料來源：Qorvo、整理14圖14 2019-2025年全球基站濾波器通道數(shù)預(yù)測圖16 2009 年全球基站射頻器件市場份額圖15 2019-2025年基站濾波器價格預(yù)測市場分析| 終端射頻市場規(guī)模（1/4）圖17 全球移動終端射頻器件市場規(guī)模（億美金）2/3/4G終端射頻市場規(guī)模2015 年，全球移動終端射頻器件市場規(guī)模約有 110 億美金。4G 到 5G 的演進(jìn)過程中，射頻器件的復(fù)雜度逐漸提升，射頻器件的 單部手機(jī)價值量會得到提升。根據(jù)Qorv

17、o數(shù)據(jù)，射頻前端的價值量從2G4G不斷提升，4G時代平均成本（全頻段）約10美元，4.5G達(dá)到約18美元。圖18 單臺手機(jī)射頻器件價值量資料來源：Qorvo、整理15市場分析| 終端射頻市場規(guī)模（2/4）圖19 終端射頻整體市場、細(xì)分市場的規(guī)模與變化（美金）5G終端射頻市場規(guī)模預(yù)測根據(jù)Skyworks數(shù)據(jù)，預(yù)計到 2022 年終端射頻市場將達(dá)到 227 億美元，復(fù)合年增長率將達(dá)到14；但各組件增速不一，濾波器的復(fù)合年增長率為21，開關(guān)的復(fù)合年增長率為 12，而射頻功率放大器和低噪聲放大器（PAs & LNAs）的復(fù)合年增長率僅為 1；5G的頻段數(shù)的增加、天線數(shù)的增加以及載波聚合等因素，預(yù)計5G

18、終端射頻的單機(jī)價值量將超過50美元；但射頻前端占手機(jī)成本的9，而濾波器 為手機(jī)射頻前端的最大價值點，其次為功率放大器和開關(guān)。圖20 典型智能手機(jī)射頻前端價值分布資料來源：Skyworks、整理16市場分析| 終端射頻市場規(guī)模（3/4）圖21 終端濾波器市場規(guī)模預(yù)測終端濾波器市場規(guī)模根據(jù) Yole 統(tǒng)計，2017 年全球手機(jī)濾波器市場規(guī)模 80 億美金，預(yù)測隨著 5G 的成功部署， 2023 年可達(dá) 225 億美金，復(fù)合增速接近 20，其中，單個 手機(jī)中濾波器的成本將達(dá) 10 美元；排名前5的SAW廠商為：村田(47 )、TDK(21 )、太陽誘電(14 )、Skyworks(9 )、Qorvo

19、(4 ) ；排名前4的BAW廠商為：Avago(87 )，Qorvo(8 )，太陽誘電(3 )，TDK(2)，其中Avago和Qorvo兩者占有 95的市場份額。國內(nèi)廠商整體實力較薄弱，濾波器技術(shù)目前仍是公司甚至國家的核心技術(shù)，代表公司有麥捷科技、德清華瑩、無錫好達(dá)電子。資料來源：Yole、Navian、整理17圖22 SAW濾波器市場格局圖23 BAW濾波器市場格局市場分析| 終端射頻市場規(guī)模（4/4）圖24 全球手機(jī)功率放大器市場規(guī)模預(yù)測終端功率放大器市場規(guī)模根據(jù) YOLE 統(tǒng)計，PA 市場將由 2017 年的 50 億美元增長至 2023 年的 70 億美元，復(fù)合增速為 6。市場容量在

20、4G 時代被濾波器超過，排名第二；5G 時代，預(yù)計 GaAs 依然是手機(jī)功放的主流方案。全球 GaAs 市場被 Skyworks、 Qorvo 和 Avago 等壟斷，三家合計份額接近 70；國內(nèi)公司漸漸掌握了 GaAs PA 技術(shù)，出現(xiàn)了近 20 家設(shè)計公司，如漢天下、唯捷創(chuàng)芯等；國內(nèi)代工相對領(lǐng)先的廠商包括三安光電、海特高新等；目前國內(nèi) PA 芯片廠商的主力銷售產(chǎn)品集中為 2G/3G PA 芯片，在 4G PA 芯片領(lǐng)域市場占比較小。圖25 手機(jī)功率放大器市場格局資料來源：Yole、Navian、整理18三、企業(yè)分析企業(yè)分析| SkyworksSkyworks基本介紹：世界上領(lǐng)先的專注于射頻

21、及無線半導(dǎo)體解決方案的公司， 處于行業(yè)龍頭地位，毛利率穩(wěn)定，總部設(shè)于美國麻州伍本市，其全 球的工程、製造、銷售及服務(wù)據(jù)點遍及亞洲、歐洲及北美洲。主要產(chǎn)品：放大器、衰減器、偵測器、二極體、方向耦合器、前端 模組、混合電路、基礎(chǔ)架構(gòu)射頻子系統(tǒng)、溷合器/解調(diào)器、移相器、 PLL/合成器/VCO、功率分配器/結(jié)合器、接收器、切換器和高科技 陶瓷。下游客戶：2015年大客戶為富士康 (占收入10 +)，2016年，大客戶為 三星和富士康，2017年，大客戶為華為，三星和富士康；手機(jī)射頻芯片擴(kuò)展到各手機(jī)制造商，尤其是中國的VIVO，OPPO，小米，中興等。財務(wù)情況：2017 財年公司實現(xiàn)收入 36.5 億美元，同比增長 11， 凈利潤 10.3 億美元，同比增長 17，在 5G 到來之前的空檔期，公 司 2018 財年收入增速放緩至 3。圖26 Skyworks為華為手機(jī)提供的射頻器件資料來源：Skyworks官網(wǎng)、彭博咨詢、wind、整理圖27 Skyworks季度收入增速、利潤率變化和市盈率區(qū)間20Qorvo基本介紹：TriQuint、RF Micro Devices 合并組成的半導(dǎo)體廠商，射頻前端市場份額位居全球第二，毛利率較為穩(wěn)定。公司在未 來 5G RF 射頻市場將擁有很多領(lǐng)先的技術(shù)，比如非常適合毫米波器件的GaN工藝及 BAW 濾波器。主要產(chǎn)品：移動設(shè)備產(chǎn)品線、基站