電子行業(yè)半導(dǎo)體系列深度報告之二5g帶動射頻器件新需求國產(chǎn)廠商任重道遠(yuǎn)

1、行業(yè)及產(chǎn)業(yè)/半導(dǎo)體5G 帶動射頻器件新需求，國產(chǎn)廠商任重道遠(yuǎn) 半導(dǎo)體系列深度報告之二2018 年 11 月 15 日行業(yè)研究行業(yè)深度看好相關(guān)研究本期投資提示：證券研究報告射頻前端量增速平穩(wěn)。隨著 5G 不斷推行， RF 前預(yù)計將在 2023 年達(dá)到 352 億美z證券分析師A0230518080008liangshuang元，復(fù)合年增長率為 14。各個組件的增速不盡相同。濾波器作為 RF 前端行業(yè)最大市場市場空間將從 2017 年的 80 億美金增長到 2023 年的 225 億美金，年化增長 18.81%。LNA的市場會從 17 年的 2.46 億美金增長到 6.02 億美金，年化增長約 1

2、6.09%。PA 的量變化不大，將會從 50 億美金增長到 70 億美金，年化增長約 7%。研究支持A0230518080008liangshuang智能終端射頻器件價值量持續(xù)上升：X(A1901)的射頻器件組中，射頻器件模z人(8621)23297818×7310liangshuang組等，其中基帶（$14.5）+射頻組件（$21）的價值量已經(jīng)達(dá)到（$35.5）。其中8P 的射頻器件價值量為$28.5，整體價值量將進(jìn)一步上升 24.56%。4G 到 5G，三大發(fā)展趨勢重構(gòu)射頻器件。5G 使用案例可大致分為三類主要的互聯(lián)服務(wù)： 增強(qiáng)型移動寬帶（eMBB）、大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)（mMTC）和高

3、可靠性、零時延應(yīng)用（uRLCC）z5G 新：載波聚合、大規(guī)模 MIMO 和波束成形。1、隨著載波單元的數(shù)量提升帶來更快的移動連接，但也增加了射頻前端的設(shè)計難度。2、從 4x4 MIMO 端的發(fā)展角度來說， 對于下行鏈路中天線、調(diào)諧、開關(guān)、濾波器、LNA 等器件的需求將實(shí)現(xiàn)翻倍增長；3、波束成形對于射頻器件的總數(shù)量不太會產(chǎn)生比較大的影響，但是對于放大器所使用的技術(shù)將會更加親賴于 SOI 技術(shù)，對制程產(chǎn)生新的要求。行業(yè)壁壘集中在工藝+模組化+基帶廠商話語權(quán)。射頻前端市場一直是廠商的競z爭之地，其集中度非常高。例如其中在 SAW 濾波器中，全球 80%的市場份額被 MurataTDK 、TAIYO

4、YUDEN 所， 而在 4G、5G 中應(yīng)用的 BAW 濾波器則被 Avago（Broadcomm）和 Qorvo 占據(jù) 95%的市場空間，PA 全球 93%的市場集中在 SkyworksQorvo 和 Avago（Broadcomm）所。行業(yè)的壁壘高主要體現(xiàn)在三個方面：1、實(shí)現(xiàn)工藝難度大；2、產(chǎn)業(yè)鏈形成的模組化具有排他性；3、基帶廠商具有強(qiáng)話語權(quán)。產(chǎn)業(yè)鏈垂直整合，頭部效應(yīng)顯現(xiàn)。射頻前端產(chǎn)業(yè)鏈中，各大廠也在不斷加大自身對于產(chǎn)業(yè)z鏈縱深布局的，美系廠商已經(jīng)在全產(chǎn)業(yè)鏈均有布局，日系廠商依舊保持跟隨者的角色國內(nèi)廠商的產(chǎn)業(yè)之路還在追趕。對于國頻產(chǎn)業(yè)來說，高端市場短期進(jìn)入門檻很高，產(chǎn)品質(zhì)量與驗(yàn)證周期均長，

5、依靠成本優(yōu)勢和資金優(yōu)勢走低端市場。推薦標(biāo)的：三安光電、長電科技。風(fēng)險提示：5G 推進(jìn)速度不達(dá)預(yù)期，國內(nèi)企業(yè)業(yè)務(wù)進(jìn)展緩慢。zz請務(wù)必仔細(xì)閱讀正文之后的各項披露與/行業(yè)深度投資結(jié)論和投資建議射頻器件主要看 5G 推進(jìn)的時間點(diǎn)，整體射頻器件均會迎來行業(yè)的爆發(fā)期，我們預(yù)計整體射頻器件會維持約 15%的增長，后期隨著國內(nèi)產(chǎn)業(yè)不斷推薦成熟，相關(guān)公司能從射頻器件的 Fabless+Foundry 的形式上占據(jù)一定市場份額。重點(diǎn)標(biāo)的三安光電、長電科技維持原先不變，三安光電的 2018-2020 年 PE 為 16X/12X/11X，長電科技的 2018-2020 年 PE 為 48X/24X/15X?？紤]到

6、5G在爆發(fā)的前夕，并且行業(yè)空間廣闊，同時考慮到相關(guān)上市公司估值處于低位，維持三安光電“買入”評級，維持長電科技“增持”評級。及邏輯首先，5G 行業(yè)未來會提出射頻器件的需求，加大對射頻器件的需求量。5G 新手段，載波聚合、大規(guī)模 MIMO 和波束成形。其中載波聚合和大規(guī)模 MIMO 均會大幅提高對射頻器件的需求量，波束成形對提升對射頻器件的生產(chǎn)工藝要求。最新終端射頻器件組中，射頻器件模組等都將會提量提價，其中基帶（$14.5）+射頻組件（$21）的價值量已經(jīng)達(dá)到（$35.5）。其中8P 的射頻器件價值量$28.5 的價值量進(jìn)一步上升 24.56%；在 5G 不斷應(yīng)用以后，預(yù)計價值量還會持續(xù)上揚(yáng)；

7、其次，射頻器件行業(yè)壁壘加大，龍頭廠商會受益，國產(chǎn)廠商從代工做起。行業(yè)壁壘集中在工藝+模組化+基帶廠商話語權(quán)。射頻前端市場一直是廠商的競爭之地，其集中度非常高，產(chǎn)業(yè)鏈垂直整合，頭部效應(yīng)顯現(xiàn)。射頻前端產(chǎn)業(yè)鏈中，各大廠也在不斷加大自身對于產(chǎn)業(yè)鏈縱深布局的，美系廠商已經(jīng)在全產(chǎn)業(yè)鏈均有布局，日系廠商依舊保持跟隨者的角色，國內(nèi)廠商的產(chǎn)業(yè)之路還在追趕。對于國頻產(chǎn)業(yè)來說，第 2 頁 共 30 頁簡單金融 成就夢想行業(yè)深度高端市場短期進(jìn)入門檻很高，質(zhì)量與驗(yàn)證周期均長，依靠成本優(yōu)勢和資金優(yōu)勢走低端市場。因此在代工行業(yè)布局的三安光電、在封測領(lǐng)域擁有技術(shù)優(yōu)勢的長電科技在行業(yè)發(fā)展中均有機(jī)會受益。有別于大眾的認(rèn)識市場認(rèn)為

8、：射頻器件行業(yè)國內(nèi)受益機(jī)會少；我們認(rèn)為：射頻器件未來將會是 Fabless+Foundry 更加能節(jié)省成本，集中和資金的優(yōu)勢，在低端市場擁有一定的份額，在對進(jìn)行優(yōu)化，技術(shù)和模組化的壁壘短時間無法逾越，但是市場份額足夠大，相關(guān)的上市公司（三安光電等）業(yè)務(wù)進(jìn)展順利，終端客戶認(rèn)證加快，有助于射頻器件的公司受益。第 3 頁 共 30 頁簡單金融 成就夢想行業(yè)深度目錄1. 射頻前端是終端通信的創(chuàng)新模塊71.11.21.3射頻前端是射頻前端通信的組件7量增速平穩(wěn)9智能終端中射頻器件價值量持續(xù)上升102. 5G 對射頻前端提出新需求142.1 4G 到 5G，三大發(fā)展趨勢重構(gòu)射頻器件142.2 5G 新：載

9、波聚合、大規(guī)模 MIMO 和波束成形162.3 射頻器件集成度增加，推動行業(yè)高集中度193. 市場競爭壁壘高，替代任重道遠(yuǎn)213.13.23.3行業(yè)壁壘集中在工藝+模組化+基帶廠商話語權(quán)21產(chǎn)業(yè)鏈垂直整合，頭部效應(yīng)顯現(xiàn)23國內(nèi)廠商先器件為主，資金+規(guī)模助力成長264.4.14.2標(biāo)的推薦27三安光電：射頻器件代工廠正在快速推進(jìn)27長電科技：射頻器件帶來新的增量27第 4 頁 共 30 頁簡單金融 成就夢想行業(yè)深度圖表目錄圖 1：無線通訊系統(tǒng)架構(gòu)示意圖7圖 2：無線通訊系統(tǒng)架構(gòu)示意圖8圖 3：圖 4： 圖 5：圖 6：Apple圖 7：XS 中爾 PMB5762 基帶處理器10XS 中 Avag

10、o FEM10X（A1901）正面主板元器件的分布圖10X Teardown11X RF Components Summary12圖 8：4G 到 5G 的性能特點(diǎn)變化14圖 9：5G 的三大場景（eMBB、mMTC 與 uRLCC）15圖 10：載波聚合技術(shù)原理、特點(diǎn)和實(shí)現(xiàn)形式16圖 11：具有 4x4 MIMO 的 3 下行鏈路 CA17圖 12：CA 的進(jìn)步17圖 13：波束5G 端到端固定無線接入網(wǎng)絡(luò)18圖 14：有源天線系統(tǒng)和波束RFFE18圖 15：各使用案例中的 RF 通信技術(shù)18圖 16：射頻前端發(fā)射/接收鏈路和子鏈路的模組化19圖 17：SAW 濾波器實(shí)現(xiàn)原理21圖 18：B

11、AW 濾波器實(shí)現(xiàn)原理21圖 19：射頻前端產(chǎn)業(yè)鏈模組化趨勢22圖 20：射頻前端產(chǎn)業(yè)鏈圖譜23圖 21：射頻前端產(chǎn)業(yè)鏈并購整合加劇頭部效應(yīng)24表表表表表表1:各類器件工藝和功能. 72：射頻前端各部件市場空間及其（2017 年、2023 年）93：歷代4：歷代的射頻前端價值量分布表12射頻器件供應(yīng)商價值量及其占比13射頻前端所需的器件數(shù)量和單機(jī)價值(美金)135:智能6：4G 到 5G 的主要技術(shù)指標(biāo)差異點(diǎn)14第 5 頁 共 30 頁簡單金融 成就夢想行業(yè)深度表表表表7：射頻模組集成度名稱198：濾波器主要廠商的線與類型219：主10：頻廠商模組化方案23三家代表公司財務(wù)數(shù)據(jù)（2018 第二季

12、度）（：億） . 25第 6 頁 共 30 頁簡單金融 成就夢想行業(yè)深度1. 射頻前端是終端通信的創(chuàng)新模塊1.1 射頻前端是通信的組件射頻器件是無線連接的基礎(chǔ)。與半導(dǎo)體相關(guān)的射頻器件是無線通訊的基礎(chǔ)性：基帶（BB）、零部件，是無線連接的基礎(chǔ)。智能中有幾個重要的集成電路，主要中頻（IF）、射頻（RF）三個部分。每個部分都可能有一個到數(shù)個集成電路。圖 1：無線通訊系統(tǒng)架構(gòu)示意圖資料來源：宏源研究射頻前端按功能不同，分立器件可分為濾波器、雙、功率放大器（PA）、低噪放（LNA）、射頻開關(guān)、天線調(diào)諧、包絡(luò)等。其率放大器（PA）負(fù)責(zé)發(fā)射通道的射負(fù)責(zé) FDD 系統(tǒng)的雙工切換及接收頻信號放大；濾波器負(fù)責(zé)發(fā)射

13、及接收信號的濾波；雙/發(fā)送通道的射頻信號濾波；射頻開關(guān)負(fù)責(zé)接收、發(fā)射通道之間的切換；低噪聲放大器主要用于接收通道中的小信號放大；/發(fā)射機(jī)用于射頻信號的變頻、信道選擇。按照集成度不同射頻前端模組可以分為低、中、高集成度模組。低度模組有 ASM、FEM，中度模組Div FEM 、FEMiD 、PAiD、SMMB PA、MMMB PA、TX Module、RXModule，高度模組表 1:各類器件工藝和功能PAMiD、LNA Div FEM 等。第 7 頁 共 30 頁簡單金融 成就夢想元器件工藝功能天線多種輻射材料接收或發(fā)射電磁波的換能器天線調(diào)諧MEMS、BST連接天線和收發(fā)器，匹配阻抗以提升傳輸

14、功率行業(yè)深度資料來源：宏源研究射頻前端模塊是通信系統(tǒng)的組件，它是連接通信收發(fā)和天線的必經(jīng)通路。它的性能直接決定了移動終端可以支持的通信模式，以及接收信號強(qiáng)度、通話射功率等重要性能指標(biāo)，直接影響終端用戶體驗(yàn)。圖 2：無線通訊系統(tǒng)架構(gòu)示意圖性、發(fā)第 8 頁 共 30 頁簡單金融 成就夢想射頻開關(guān)GaAs-pHEMT、SOS、SOI、MEMS、HR-SOI選擇天線和哪個發(fā)射/或收發(fā)器連通功放GaAs-HBT/GaN將低功率射頻信號轉(zhuǎn)換為高功率射頻信號低噪放SOI保證信噪比的前提下對小功率信號進(jìn)行放大濾波器組SAW、BAW、FBAR、IPD、SMD、LTCC將輸入信號分為多個分量的帶通濾波器陣列，每個

15、分量攜帶原始信號的單頻率子帶雙組SAW、BAW、FBAR、IPD、SMD、LTCC單個路徑雙向通信，并發(fā)射和接收信號，由兩組不同頻率的帶阻濾波器組成。雙訊器SAW、BAW、FBAR、IPD、SMD、LTCC實(shí)現(xiàn)通路的頻域復(fù)用的無源器件四SAW、BAW、FBAR、IPD、SMD、LTCC具有單一輸入端口和 4 個輸出端口的一組非疊加濾波器組包絡(luò)GaN、CMOS通過電壓以最小化功耗的技術(shù)功率單元HV-COMS優(yōu)化和調(diào)節(jié)射頻單元的功率行業(yè)深度資料來源：宏源研究注 1：在實(shí)現(xiàn)原理上，當(dāng)語音上傳時，聲音由麥克風(fēng)接收以后為低頻模擬訊號，經(jīng)由低頻模擬數(shù)碼轉(zhuǎn)換器（ADC）轉(zhuǎn)換為數(shù)碼訊號，經(jīng)由“基帶（BB）”進(jìn)

16、行資料壓縮、加循環(huán)式重復(fù)檢查碼、頻道編碼、交錯置、加密、格式化，再進(jìn)行多任務(wù)、調(diào)變等數(shù)碼訊號處理，如圖二（b）所示。接下來經(jīng)由“中頻（IF）”也就是高頻數(shù)碼模擬轉(zhuǎn)換器（DAC）轉(zhuǎn)換為高頻模擬訊號（電磁波）。最后再經(jīng)由“射頻（RF）”形成不同時間、頻率、波形的電磁波由天線傳送出去。注 2：語音（聽）：天線將不同時間、頻率、波形的電磁波接收進(jìn)來，經(jīng)由“射頻（RF）”處理后得到高頻模擬訊號（電磁波）。再經(jīng)由“中頻（IF）”也就是高頻模擬數(shù)碼轉(zhuǎn)換器（ADC）轉(zhuǎn)換為數(shù)碼訊號。接下來經(jīng)由“基帶（BB）”進(jìn)行解調(diào)（De-modulation）、解多任務(wù)（De-multiplexing）、解格式化（De-fo

17、rmatting）、（De-ciphering）、解交錯置（De-inter-leaving）、頻道解碼（Channel decoding）、解循環(huán)式重復(fù)檢查碼（CRC）、資料解壓縮（Decoding）等數(shù)碼訊號處理，最后再經(jīng)由低頻數(shù)碼模擬轉(zhuǎn)換器（DAC）轉(zhuǎn)換為低頻模擬訊號（聲音）由麥克風(fēng)出來。1.2 射頻前端量增速平穩(wěn)隨著 5G 不斷推行，智能終端的 RF 前端和 WiFi 市場預(yù)計將在 2023 年達(dá)到 352 億美元，復(fù)合年增長率為 14。其中 LTE 的演變顯然是第一次增長浪潮，隨后的增長，絕大部分市場機(jī)會將來自 5G 非（NSA）的建設(shè)期，對不同頻段鏈接的需求意味著在 RF 前端架構(gòu)

18、和附加組件上會有全新的演進(jìn)。表 2：射頻前端各部件市場空間及其（2017 年、2023 年）資料來源：Yole Developpement、宏源研究各個組件的增速不盡相同。濾波器作為 RF 前端行業(yè)最大市場，市場空間將從 2017 年的 80 億美金增長到 2023 年的 225 億美金，年化增長 18.81%。這一增長將主要來自高質(zhì)量 BAW 濾波器的顯著滲透率，這將是超高頻率范圍所需的由 5G NR 定義。還有一部分是用于與 Wi-Fi 共享分集天線的共存濾波器的增長。LNA 的市場會從 17 年的 2.46 億美金增長到 6.02 億美金，年化增長約 16.09%。增長來自于分集模塊的實(shí)

19、施，以及功率放大器模塊的集成。由于增加了采用 4x4 MIMO實(shí)現(xiàn)的新 RF 路徑，將導(dǎo)致的射頻開關(guān)的需求。天線調(diào)諧市場將會從 4.63 億美金增長到 10 億美金，年化增長約 13.69%。預(yù)計天線調(diào)諧器市場增長將通過 4X4 MIMO 技術(shù)滲透率實(shí)現(xiàn)。第 9 頁 共 30 頁簡單金融 成就夢想2017 年2023 年 ECAGR濾波器8022518.81%LNA2.466.0216.09%射頻開關(guān)103020.09%天線調(diào)諧器4.631013.69%PA50705.77%毫米波 FEM（射頻前端模塊）4.23行業(yè)深度PA 的量變化不大，將會從 50 億美金增長到 70 億美金，年化增長約

20、7%。主要是高端 LTE PA 市場的增長，尤其是高端和超高頻段，將彌補(bǔ) 2G / 3G 市場的萎縮，兩者數(shù)量上相互抵消。1.3 智能終端中射頻器件價值量持續(xù)上升根據(jù) Tech Insights 和 iFixit 的拆機(jī)報告，X(A1901)的射頻器件組中，濾波器組、PA 模組、射頻開關(guān)、射頻收發(fā)器、Wi-Fi/BT/FM 模組等，其中基帶（$14.5）+射頻組件（$21）的價值量已經(jīng)達(dá)到（$35.5）。其中進(jìn)一步上升 24.56%。8P 的射頻器件價值量由$28.5圖 3：XS 中爾 PMB5762 基帶處理器圖 4：XS 中 Avago FEM資料來源：Tech Insights、宏源研究

21、Xs Max 中標(biāo)識的 RF 收發(fā)器。據(jù)資料來源：Tech Insights、宏源研究注 1：爾 PMB5762 是注 1：Avago AFEM-8092 FEM；爾稱，它可以實(shí)現(xiàn) Cat 16 下行鏈路和 Cat 15 上行鏈路。根據(jù) Tech Insights 拆機(jī)報告，其中（PMB9948），Intel 的 2 個射頻收發(fā)器AFEM-8092 FEM ， Skyworks SKY13768XS 中基帶使用 Intel 的基帶 XMM7480PMB5757，其射頻前端分別采用到 AvagoFEM ， Skyworks SKY85403 FEM 和一些Skyworks。圖 5：X（A1901

22、）正面主板元器件的分布圖第 10 頁 共 30 頁簡單金融 成就夢想行業(yè)深度資料來源： Tech Insights、宏源研究；以X 為例，博通（Broadcom）射頻前端模塊 AFEM-8072 位于插槽下方的主印刷電路板（PCB）基板上，其配置取決于收發(fā)器組。在X 歐洲版中，射頻前端采用兩個和 TDK-Epcos。X Teardown的模塊，多家供應(yīng)商為：博通（Broadcom）、Qorvo、Skyworks圖 6：Apple資料來源：RF Front-End Module Comparison 2018、宏源研究；注 1：AFEM-8072 的先進(jìn) RF SiP 包含濾波器（18 個）、功

23、率放大器、SOI 開關(guān)等在內(nèi)的近 30 顆。注 2：濾波器采用 Broadcomm 的 Microcap 鍵合晶圓（bonded-wafer）摻雜氮化鋁。級封裝技術(shù)和硅通孔，其中的壓電材料為鈧第 11 頁 共 30 頁簡單金融 成就夢想行業(yè)深度圖 7：X RF Components Summary資料來源：RF Front-End Module Comparison 2018、宏源研究；觀察每代ASP 從 14.7下，我們，其中射頻前端價值量不斷上升，2013-2018 年5 射頻前端增長到X 的 35.5，年復(fù)合增長達(dá) 15.5%。在下一代通訊 5G未來的射頻器件的價值量預(yù)計還會不斷上漲，相

24、關(guān)的可穿戴等也將開辟新的射頻器件市場規(guī)模。的射頻前端價值量分布表表 3：歷代第 12 頁 共 30 頁簡單金融 成就夢想發(fā)布年機(jī)型單機(jī)價值濾波器開關(guān)PA其他20135s/c14.75.63.24.51.420146 Plus19.910.83.93.3220156s/Plus21.311.93.63.72.120167/Plus26.413.26.63.72.620178/Plus/X28.614.27.43.92.8201835.5-XR/XS/Max行業(yè)深度資料來源：宏源研究其中主要的供應(yīng)商被 Avago 收購的 Broadcomm，以及 Skyworks 和 Qorvo。在 SAW 濾波

25、器中，全球 80%的市場份額被 Murata、TDK、TAIYO YUDEN 所，而在 4G、5G 中應(yīng)用的 BAW 濾波器則被 Avago（Broadcomm）和 Qorvo 占據(jù) 95%的市場空間，PA 全球 93%的市場集中在 Skyworks、Qorvo 和 Avago（Broadcomm）所，射頻開關(guān)則進(jìn)入打價格戰(zhàn)的階段。射頻器件供應(yīng)商價值量及其占比表 4：歷代20135s/c14.73.313.554.463.3820156s/Plus21.36.645.345.344.2220178/Plus/X28.613.127.165.163.15資料來源：宏源研究現(xiàn)階段的智能機(jī)中多個射頻

26、前端模組，以XS MAX 為例，其中Avago 的 8092M high/mid PAD、Murata 的 500 4x4 MIMO DSM 和 Skyworks 的206-15 946368 1830 等多個型號的射頻器件。未來隨著濾波器、PA、射頻開關(guān)價值量均在提升，5G 對于 MIMO 升級、頻帶擁擠、器件功耗的提升會對射頻器件提出更高的要求， 單機(jī)價值量還會持續(xù)上漲。射頻前端所需的器件數(shù)量和單機(jī)價值(美金)表 5:智能濾波器40-1007-14射頻開關(guān)2-82-4LNA2-40.4-0.8合計48-12214-28資料來源：宏源研究第 13 頁 共 30 頁簡單金融 成就夢想包絡(luò)0-1

27、0.2-0.5天線調(diào)頻2-41-2PA2-53-7射頻前端器件單機(jī)數(shù)量單機(jī)價值2018XR/XS/Max>30-20167/Plus26.410.844.457.743.3820146 Plus19.97.74.664.083.47發(fā)布年機(jī)型單機(jī)價值A(chǔ)vagoSkyworksQorvo其他行業(yè)深度2. 5G 對射頻前端提出新需求2.1 4G 到 5G，三大發(fā)展趨勢重構(gòu)射頻器件即將到來的 5G 不僅是移動通信技術(shù)的升級，更是面向全新業(yè)務(wù)、智能生活、智能生產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò)。簡言之，其體現(xiàn)在前所未有的關(guān)鍵能力和應(yīng)用場景。高速率：峰值速率超過 10Gbps，用戶體驗(yàn)速率可達(dá) 100Mbps-1Gbps，

28、可實(shí)現(xiàn)移動高清、VR/AR 等極致體驗(yàn)。低時延：網(wǎng)絡(luò)時延 1ms（4G 網(wǎng)絡(luò)時延 50ms），滿足車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、醫(yī)療等嚴(yán)苛要求。海量連接：100 萬連接/平方公里的連接密度，實(shí)現(xiàn)千億量級容量的連接。從通信的發(fā)展路徑、建設(shè)規(guī)模來說，5G 對 4G 的將會互相協(xié)作，互相并存。圖 8：4G 到 5G 的性能特點(diǎn)變化資料來源：Qorvo、宏源研究；和 4G 相比，5G 是一個統(tǒng)一平臺，功能比 4G 更強(qiáng)大。5G 將以原生方式支持所有頻譜類型（、共享和免）和頻段（低頻段、中頻段和高頻段）、大量部署模型（從傳統(tǒng)大型基站到熱點(diǎn)），以及新的互聯(lián)方式（比如端到端和多跳網(wǎng)）。5G 使用的頻譜優(yōu)于4G。從低于

29、 1 GHz 的低頻段到 1 GHz 至 6 GHz 的中頻段，再到被稱為毫米波的高頻段，5G 還將充分利用各種可用頻譜管理范式和頻段中的每一個頻譜。5G 的速度比 4G 更快。5G 將在 4G 的基礎(chǔ)上顯著提速，達(dá)到 20 千兆/秒的峰值數(shù)據(jù)傳輸速率和超過 100 兆/秒的平均數(shù)據(jù)傳輸速率。5G 的網(wǎng)絡(luò)容量比 4G 更大。5G 的流量容量和網(wǎng)絡(luò)效率將提高 100 倍。5G 的延遲比 4G 更低。5G 的延遲將大幅下降，以提供更即時的實(shí)時低 10 倍至 1 毫秒。表 6：4G 到 5G 的主要技術(shù)指標(biāo)差異點(diǎn)：端到端延遲降第 14 頁 共 30 頁簡單金融 成就夢想4G5G延遲10ms小于 1m

30、s峰值數(shù)據(jù)速率1 Gbps20 Gbps移動連接數(shù)80 億個110 億行業(yè)深度資料來源：宏源研究5G 使用案例可大致分為三類主要的互聯(lián)服務(wù)：增強(qiáng)型移動寬帶（eMBB）、大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)（mMTC）和高可靠性、零時延應(yīng)用（uRLCC）。其中 eMBB 場景主要是速率的提升，未來 5G 標(biāo)準(zhǔn)要求單個 5G 基站至少能夠支持20Gbps 的下行速率以及 10Gbps 的上行速率，主要應(yīng)對 4K/8K 超高清、VR/AR 等大流量應(yīng)用。新定義成 5G 的頻段，還有一些即將要進(jìn)行的 4G 頻譜重耕，需要在支持4G 的基礎(chǔ)上支持 5G NR 的新標(biāo)準(zhǔn)。支持 5G 的智能會包含的射頻半導(dǎo)體器件。mMTC 便是基

31、于 5G 新標(biāo)準(zhǔn)的 IoT，有別于目前基于 4G 標(biāo)準(zhǔn)的 IoT，它將對海量用戶提供支持并保障目前體量的數(shù)以億計安全接入網(wǎng)絡(luò)。高可靠性、低時延通信 uRLCC 要求 5G 的時延必須低于 1ms，才能應(yīng)對 5G 物聯(lián)網(wǎng)時代無人駕駛、智能工廠等新興應(yīng)用的需求。圖 9：5G 的三大場景（eMBB、mMTC 與uRLCC）第 15 頁 共 30 頁簡單金融 成就夢想通道帶寬20 MHz；200 KHZ（Cat-NB1 IOT）；100 MHz（6 GHz 以下）；400 MHz（6 GHz以上）；頻段600 MHz 至 5.925 GHz600 MHz-毫米波（例如，28 GHz，39 GHz， 乃

32、至 80 GHz）；上行鏈路波形單載波頻分多址（SC-FDMA）；循環(huán)前綴正交頻分復(fù)用（CP-OFDM）選項；用戶（UE）+23 分貝-毫瓦（dBm），+26dBm HPUE 的2.5GHz 時分雙工（TDD）頻段 41 除外；IOT 在+20dBm 時具有較低功率選項；6GHz 以下的 5G 頻段在 2.5GHz 及以上時為+26dBm；行業(yè)深度資料來源：Qorvo、宏源研究；2.2 5G 新：載波聚合、大規(guī)模MIMO 和波束成形5G 從增強(qiáng)型移動寬帶（eMBB）、大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)（mMTC）和高可靠性、零時延應(yīng)用（uRLCC）多個角度的確令人印象深刻，但要它并非一項全新的技術(shù)。邁向 5G 之路

33、需要依靠 4G 基礎(chǔ)設(shè)施，而對 4G 技術(shù)的改進(jìn)，例如載波聚合、小基站、大規(guī)模多路輸入多路輸出 (MIMO) 和波束形成將可滿足我們對 5G 速度的需求。載波聚合帶來各個器件需求大幅上漲在 LTE-Advanced 中使用載波聚合（Carrier aggregation），以增加信號帶寬，從而提高傳輸比特速率。為了滿足 LTE-A 下行峰速 1 Gbps，上行峰速 500 Mbps 的要求，需要提供最大 100 MHz 的傳輸帶寬，但由于這么大帶寬的連續(xù)頻譜的稀缺，LTE-A 提出了載波聚合的解決方案。載波聚合（Carrier Aggregation, CA）是將 2 個或的載波單元（Comp

34、onent Carrier, CC）聚合在一起以支持更大的傳輸帶寬（最大為 100MHz）。每個 CC 的最大帶寬為 20 MHz。圖 10：載波聚合技術(shù)原理、特點(diǎn)和實(shí)現(xiàn)形式資料來源：Qorvo、宏源研究；載波單元的數(shù)量提升帶來更快的移動連接，但也增加了射頻前端的設(shè)計難度。其中對于下行鏈路（Downlink），特別其靈敏度、諧波的影響、desense（靈敏度惡化）在上行鏈路中，CA 的靈敏度也是需要解決的難點(diǎn)，帶內(nèi)上行鏈路 CA 信號為移動，設(shè)計第 16 頁 共 30 頁簡單金融 成就夢想行業(yè)深度者提供了許多，因?yàn)樗鼈兛梢跃哂懈叩姆逯?，更大的信號帶寬和新?RB 配置。即使可以回退信號功率，

35、也必須調(diào)整 PA 設(shè)計以實(shí)現(xiàn)非常高的線性度。同時必須考慮相鄰信道泄漏（ACLR），不連續(xù) RB 的互調(diào)產(chǎn)物，雜散輻射，噪聲以及對接收靈敏度的影響。我們，隨著 5G 不斷載波聚合的使用，從 2CC 到 5CC 意味著濾波器、開關(guān)、PA、LNA 需求量將同比例增長。大規(guī)模 MIMO 增加下行鏈路需求MIMO 技術(shù)使用安裝在源（發(fā)射器）和目標(biāo)（ 率。天線越多，數(shù)據(jù)流層越多。）上的多個天線來提高容量和效使用載波聚合增加帶寬是實(shí)現(xiàn)更高 4G 數(shù)據(jù)速率的首個最的技術(shù)。在下行鏈路中實(shí)現(xiàn)更高 4G 數(shù)據(jù)速率的下一個選擇是升級到 256QAM 下行鏈路調(diào)制。然后，在已聚合的一個或多個分量載波上增加用于覆蓋 4X

36、4 MIMO 的空間流數(shù)量。隨著我們進(jìn)入 5G 時代，上述兩種的結(jié)為實(shí)現(xiàn) 1 Gbps 數(shù)據(jù)速率的最常見。圖 11：具有 4x4 MIMO 的 3 下行鏈路 CA圖 12：CA 的進(jìn)步資料來源：Qorvo、宏源研究資料來源：Qorvo、宏源研究注 1：需要從基站處最少四個天線發(fā)送的四個唯一數(shù)據(jù)注 1：為進(jìn)一步提升消費(fèi)者的數(shù)據(jù)吞吐量，運(yùn)營商在 DL 和 UL 上采用了 CA。在 6 GHz 以下范圍內(nèi)，運(yùn)營商初期推出的 5G 版本將為 NSA。使用四個 100 MHz 通道，可以在 6 GHz 以下實(shí)現(xiàn)高達(dá) 400 MHz 的瞬時帶寬；流；移動中需要四個對應(yīng)的唯一鏈；注 2：相比:2x2 MIM

37、O，每個受到作用的分量載波(CC) 的數(shù)據(jù)速率都翻倍；利用 256 QAM，可將 4X4 下行鏈路MIMO 應(yīng)用于三個分量載波中的兩個以實(shí)現(xiàn) 1Gbps；從 4x4 MIMO 端的發(fā)展角度來說，基站的發(fā)射端需要 4 個天線，對應(yīng)到終端的接收端也需要 4 個天線，并且在下行鏈路要擯除互相干擾的信號需要進(jìn)行，對于下行鏈路中天線、調(diào)諧、開關(guān)、濾波器、LNA 等器件的需求將實(shí)現(xiàn)翻倍增長。由于下行鏈路僅與接收路徑相連接，而 PA 僅用于上行鏈路，因此 PA 的需求不受影響。波束成形對器件制程工藝提出新需求第 17 頁 共 30 頁簡單金融 成就夢想行業(yè)深度使用更大的天線陣列可提供額外的波束成形，從而克服

38、在毫米波頻率范圍內(nèi)遇到的更嚴(yán)峻的傳播。這些陣列可能具有數(shù)百個元件，但是由于波長短，因此極其緊湊。例如，30GHz 的 64 元件天線陣列大小只有 40mmx40mm。大陣列提供非常集中的波束，這些波束可以在不到一微秒的時間內(nèi)重定向。此外，大型相控陣還可以作為單個陣列或者作為多個的子陣列，指引獨(dú)特的波束在同一頻率資源上同時服務(wù)多個用戶終端。圖 13：波束5G 端到端固定無線接入網(wǎng)絡(luò)圖 14：有源天線系統(tǒng)和波束RFFE資料來源：Qorvo、宏源研究資料來源：Qorvo、宏源研究從理論上來說，波束成形對于射頻器件的總數(shù)量不太會產(chǎn)生比較大的影響，但是對于放大器所使用的技術(shù)將會更加親賴于 SOI 技術(shù)，

39、對制程產(chǎn)生新的要求。圖 15：各使用案例中的 RF 通信技術(shù)資料來源：Qorvo、宏源研究；第 18 頁 共 30 頁簡單金融 成就夢想行業(yè)深度2.3 射頻器件集成度增加，推動行業(yè)高集中度全球眾多的 LTE 頻段組合早已增加射頻設(shè)計的復(fù)雜性。由于智能內(nèi)部設(shè)計的局限性，加上電源與整體外形設(shè)計上的限制，射頻前端需要精心設(shè)計才能夠優(yōu)化的整體性能并減少信號的干擾。新的無線網(wǎng)絡(luò)需要的射頻前端功能，高階多輸入多輸出與大規(guī)模多輸入多輸出、智能天線系統(tǒng)以及復(fù)雜的濾波功能。圖 16：射頻前端發(fā)射/接收鏈路和子鏈路的模組化SMMBPAPAMMMB PASwitchAntennaASMFEMidFilter/DPX

40、SwitchFilter低集成度中集成度高集成度資料來源：Murata、Skyworks、宏源研究；為滿足日益增長的通信終端消費(fèi)需求，射頻前端復(fù)雜度越來越高，并出現(xiàn)模組化趨勢。射頻前端復(fù)雜度隨支持的頻帶數(shù)量增加而提常與天線數(shù)量和所支持?jǐn)?shù)據(jù)流數(shù)量相關(guān)。多模多頻網(wǎng)絡(luò)制式、載波聚合技術(shù)、MIMO 技術(shù)、波束成形技術(shù)等不斷應(yīng)用，以及越來越擁擠的頻譜資源，這些趨勢正對終端射頻前端構(gòu)架、設(shè)計、射頻前端廠商需要通過模組化快速響應(yīng)行業(yè)創(chuàng)新需求。名稱提出了更大的，因此表 7：射頻模組集成度低集成度ASM射頻開關(guān)+天線第 19 頁 共 30 頁簡單金融 成就夢想低集成度FEM射頻開關(guān)+濾波器模組集成部件Diver

41、sity WithLNADiversityModule子路徑PAMidTx-Modual接收端發(fā)射端行業(yè)深度中集成度Div FEM集成 FEM中集成度PAiD集成 PA 和雙中集成度MMMB PA支持多模式多頻帶的 PA高集成度PAMiD集成 FEMiD 和 MMMD PA 模組資料來源：Murata、Qorvo、宏源研究由于下游客戶集中在各個終端市場，其模組化的優(yōu)勢集中在小型化和高集成化的優(yōu)勢上，對于不同種類的智能機(jī)，不同的供應(yīng)商根據(jù)客戶需求作出相應(yīng)的平衡。對于的器件廠商來說，OEM 廠商大多采用了分立器件的方式來射頻前端，成熟的 PA、濾波器、雙等分立器件能得到較大使用，但是其集中度也在不

42、斷增加。傳統(tǒng)的分立器件在 PCB 板上集成的方式已系統(tǒng)需求，將多個射頻前端在單顆內(nèi)部集成的2）使射頻前端已經(jīng)成為中高端市場的主流，高集成度方案有以下幾大優(yōu)勢：1）簡化設(shè)計；小型化；3）降低能量損耗；4）提高系統(tǒng)性能；5）降低射頻解決方案成本，并有利于客戶快速推出新。類似于 Qorvo、Skyworks、Broadcomm 等大廠不斷將高端模組化（注: Murata，Skyworks，Avago，EPCOS，Qorvo 等供應(yīng)商所推出的集成解決方案不斷地主頻前端組件，如過濾器，PA，雙件于同一封裝來縮小射頻前端的和交換機(jī)的集成和模塊化。這些方案通過集成某些組，對減少總體），對于中小分離器件廠商來

43、說，降維打擊會使市場競爭更加激勵。在全球化的趨勢下，射頻前端器件模組化是最大的趨勢。第 20 頁 共 30 頁簡單金融 成就夢想高集成度LNA Div FEM集成 Div FEM 和 LNA中集成度Tx Module集成 PA 和射頻開關(guān)的模組中集成度SMMB PA支持單模式多頻帶的 PA中集成度FEMiD集程射頻開關(guān)+天線+雙行業(yè)深度3. 市場競爭壁壘高，替代任重道遠(yuǎn)3.1 行業(yè)壁壘集中在工藝+模組化+基帶廠商話語權(quán)射頻前端市場一直是廠商的競爭之地，其集中度非常高。例如其中在 SAW 濾波器中，全球 80%的市場份額被 Murata、TDK、TAIYO YUDEN 所，而在 4G、5G 中應(yīng)

44、用的 BAW 濾波器則被 Avago（Broadcomm）和 Qorvo 占據(jù) 95%的市場空間，PA 全球 93%的市場集中在 Skyworks、Qorvo 和 Avago（Broadcomm）所。行業(yè)的壁壘高主要體現(xiàn)在三個方面：1、實(shí)現(xiàn)工藝難度大；2、產(chǎn)業(yè)鏈形成的模組化具有排他性；3、核心基帶廠商具有強(qiáng)話語權(quán)；實(shí)現(xiàn)工藝難度大隨著射頻集成電路技術(shù)和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的發(fā)展，很多分立器件已被替換。最為明顯的就是 中分立的 LNA 和中頻濾波器已經(jīng)被集成到射頻集成電路中。各射頻模塊將逐步被集成到標(biāo)準(zhǔn) CMOS 集成電路中，但射頻濾波器射頻元件的集成不太容易做到。圖 17：SAW 濾波器實(shí)現(xiàn)原理圖 18：B

45、AW 濾波器實(shí)現(xiàn)原理資料來源：發(fā)燒友、宏源研究資料來源：發(fā)燒友、宏源研究BAW 的制作，SAW 器件只能做在類似于鉭酸鋰或鈮酸鋰這樣特殊的單晶基底上。而BAW 器件可以做在可選的任意基底上，因而可以直接利用主流 IC廠現(xiàn)有的工藝、設(shè)備和基底結(jié)構(gòu)。制作 BAW 光刻在 0.8 微米的特征就足夠。一個 BAW 器件所需的光刻步驟在 5 個到 10 個之間。BAW 中的缺陷密度也是次要問題。最關(guān)鍵的工序是足夠高品質(zhì)的壓電層淀積。盡管壓電層是多晶的，但要求所有晶粒的 C軸方向完全一致，方向不一致的晶粒會嚴(yán)重降低壓電耦合因子和品質(zhì)因子。BAW 器件所用材料最流行的有氮化鋁（AlN）、氧化鋅（ZnO）和鋯

46、鈦酸鉛（PZT）。表 8：濾波器主要廠商的線與類型MurataSAW元器件供應(yīng)商第 21 頁 共 30 頁簡單金融 成就夢想廠商線類型行業(yè)深度Taiyo YudenSAW/BAW元器件供應(yīng)商SkyworksSAW模組供應(yīng)商資料來源：宏源研究注 1：的企業(yè)是專注于 SAW，元器件，模組化的企業(yè)集中在歐美廠商手上；模組化是大廠差異化方案射頻前端是一個相對完整的系統(tǒng)性功能，對于終端廠商來說，隨著 5G 漸進(jìn)，提供完整解決方案和服務(wù)能力的廠商能客戶大量時間和精力。提供單一零組件會被完整的解決方案大廠遏制。龍頭企業(yè)均已布局多個競爭將會比拼模組化的能力。并提供完整模組解決方案，因此在高端市場的圖 19：射

47、頻前端產(chǎn)業(yè)鏈模組化趨勢資料來源：Yole Development、宏源研究；5G 將完全重新定義射頻（RF）前端如何在網(wǎng)絡(luò)和調(diào)制解調(diào)器之間進(jìn)行交互。在低于 6GHz 的一側(cè)，目前的前端領(lǐng)導(dǎo)者（Broadcom，Qorvo，Skyworks 和 Murata）已經(jīng)開始適應(yīng)這些變化。 Broadcom 通過將中高頻段融合在一起，為 5G 超高頻段的到來做好了準(zhǔn)備。憑借其 FBAR BAW 濾波器技術(shù)，Broadcom 還擁有高頻和超高頻段的主要關(guān)鍵構(gòu)建模塊。 Skyworks 憑借其新發(fā)布的 Sky5TM 平臺定位于 5G 超高頻段市場，此外還在國內(nèi)中低端市場處于領(lǐng)先地位。Qorvo 采用了類似的

48、，Qorvo 的另一個優(yōu)勢在于其內(nèi)部測試第 22 頁 共 30 頁簡單金融 成就夢想BroadcommSAW/BAW模組供應(yīng)商QorvoSAW/BAW模組供應(yīng)商TDKSAW/BAW元器件供應(yīng)商行業(yè)深度和包裝能力，可以縮短反應(yīng)時間并持續(xù)改進(jìn)，他是第一個推出用于超高頻段覆蓋的前端模塊的器。Murata 主要涵蓋低頻段，但非常適合不斷增長的多樣性模塊市場。公司是新進(jìn)入者，它帶來了從調(diào)制解調(diào)器到天線的端到端解決方案。頻廠商模組化方案表 9：主資料來源：宏源研究基帶廠商話語權(quán)基帶和射頻前端的協(xié)同性要求非常高，基帶決定射頻前端支持的模式和頻數(shù)，對于整個射頻器件均有影響，同時基帶話語權(quán)較強(qiáng)，隨著 5G 不斷

49、應(yīng)用，各大的廠商非常集中，其中以為主導(dǎo)市場份額廠商的基帶不斷推出。例如已有驍龍 X50 5G 基帶（28nm、5Gbps，目前已經(jīng)出貨），三星官宣了 Exynos5100 基帶（10nm、6Gbps，2018 年底出），爾的基帶（10nm、6Gbps，2019 年底出貨）；聯(lián)發(fā)科 Helio M70 基帶（7nm、5Gbps，2019 年上半年出貨），5000，出貨時間未知）。（Balong因此基帶廠商例如 Qualcomm 會借用基帶市場的優(yōu)勢捆綁銷售射頻模組，那么對于原有幾家廠商的供應(yīng)鏈體系會有損傷，基帶廠商直接參與全行業(yè)的生產(chǎn)會是一個行業(yè)壁壘再次強(qiáng)化的顯著特點(diǎn)。3.2 產(chǎn)業(yè)鏈垂直整合，頭

50、部效應(yīng)顯現(xiàn)射頻前端產(chǎn)業(yè)鏈中，各大廠也在不斷加大自身對于產(chǎn)業(yè)鏈縱深布局的，類似于Qualcomm 和 TDK 成立合資公司，RFMD 和 Trit 合并成立 Qorvo，Avago 收購Broadcomm 等，美系廠商已經(jīng)在全產(chǎn)業(yè)鏈均有布局，日系廠商依舊保持跟隨者的角色，國內(nèi)廠商的產(chǎn)業(yè)之路還在追趕。圖 20：射頻前端產(chǎn)業(yè)鏈圖譜第 23 頁 共 30 頁簡單金融 成就夢想公司線模組濾波器PALNA開關(guān)調(diào)諧包絡(luò)基帶QualcommFablessBroadcommIDMQorvoIDMSkyworksIDMMurataIDMTDKFablessTaiyo YudenFablessMTKFabless行業(yè)深度