5G時(shí)代射頻前端行業(yè)趨勢(shì)與格局解析

1、目錄 HYPERLINK l _TOC_250040 手機(jī)射頻前端架構(gòu)及行業(yè)現(xiàn)狀 7 HYPERLINK l _TOC_250039 射頻前端芯片概況 7 HYPERLINK l _TOC_250038 5G 技術(shù)路線 9 HYPERLINK l _TOC_250037 5G NR 9 HYPERLINK l _TOC_250036 NSA 作為過(guò)渡方案，SA 方案漸成主流 10 HYPERLINK l _TOC_250035 5G 方案：Sub 6GHz 先行，mmWave 等待技術(shù)成熟 12 HYPERLINK l _TOC_250034 射頻前端產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)：創(chuàng)新疊出，孕育國(guó)產(chǎn)機(jī)會(huì) 14 H

2、YPERLINK l _TOC_250033 射頻前端呈現(xiàn)模組化趨勢(shì) 14 HYPERLINK l _TOC_250032 PA：GAAS 為主流技術(shù)，氮化鎵技術(shù)處于導(dǎo)入期 15 HYPERLINK l _TOC_250031 開(kāi)關(guān)主要采用RF-SOI 工藝 19 HYPERLINK l _TOC_250030 濾波器由金屬腔體向陶瓷腔體轉(zhuǎn)變 21 HYPERLINK l _TOC_250029 LNA：SIGE 工藝開(kāi)始興起 22 HYPERLINK l _TOC_250028 5G 給射頻帶來(lái)價(jià)值量擴(kuò)張 23 HYPERLINK l _TOC_250027 手機(jī)端：?jiǎn)螜C(jī)射頻價(jià)值量擴(kuò)張 23

3、 HYPERLINK l _TOC_250026 基站端：大規(guī)模天線技術(shù)增加射頻天線用量 25 HYPERLINK l _TOC_250025 5G 基站需求增長(zhǎng) 25 HYPERLINK l _TOC_250024 大規(guī)模天線、工藝改進(jìn)帶來(lái)新增長(zhǎng)點(diǎn) 26 HYPERLINK l _TOC_250023 射頻前端產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)崂?27 HYPERLINK l _TOC_250022 細(xì)分射頻領(lǐng)域市場(chǎng)現(xiàn)狀 27 HYPERLINK l _TOC_250021 4.1.1PA 28 HYPERLINK l _TOC_250020 4.1.2濾波器：SAW、BAW、LTCC 三種路線 29 HYPERLI

4、NK l _TOC_250019 4.1.3開(kāi)關(guān) 30 HYPERLINK l _TOC_250018 4.1.4LNA 31 HYPERLINK l _TOC_250017 SOITEC 25 年深耕半導(dǎo)體創(chuàng)新，優(yōu)化晶圓襯底 32 HYPERLINK l _TOC_250016 全球射頻前端行業(yè)格局解析 34 HYPERLINK l _TOC_250015 高通捆綁RF360，提供 5G 整合解決方案 34 HYPERLINK l _TOC_250014 RF360 完成整合，可提供 5G 射頻前段模組整體解決方案 34 HYPERLINK l _TOC_250013 高通憑借平臺(tái)優(yōu)勢(shì)，助R

5、F360 占得先機(jī) 36 HYPERLINK l _TOC_250012 高通是唯一提供毫米波解決方案的廠商 40 HYPERLINK l _TOC_250011 蘋果以博通、SKYWORKS、QORVO 為主力供應(yīng)商 41 HYPERLINK l _TOC_250010 Qorvo 深耕 GaN，搶占化合物射頻前端賽道 41 HYPERLINK l _TOC_250009 Skyworks 注重小基站射頻應(yīng)用 43 HYPERLINK l _TOC_250008 村田受益華為，5G 高端機(jī)型射頻業(yè)務(wù)興起 45 HYPERLINK l _TOC_250007 村田基本情況 45 HYPERLI

6、NK l _TOC_250006 村田為華為提供射頻前端解決方案 46 HYPERLINK l _TOC_250005 博通專注蘋果、三星 47 HYPERLINK l _TOC_250004 國(guó)產(chǎn)射頻龍頭：卓勝微 49 HYPERLINK l _TOC_250003 海思攜手國(guó)產(chǎn)迎頭趕上，國(guó)產(chǎn)替代遠(yuǎn)快于 4G 51 HYPERLINK l _TOC_250002 華為手機(jī)國(guó)產(chǎn)化供應(yīng)鏈趨勢(shì)明顯 51 HYPERLINK l _TOC_250001 國(guó)內(nèi)主導(dǎo) 5G 發(fā)展，滲透率快于 3G/4G 53 HYPERLINK l _TOC_250000 國(guó)內(nèi)射頻元器件主要廠商梳理 53投資建議 55卓

7、勝微 55三安光電 55華天科技 56信維通信 56韋爾股份 57麥捷科技 57海特高新 58中芯國(guó)際 58風(fēng)險(xiǎn)提示 59圖表目錄圖表 1：從“香農(nóng)定律”看通信技術(shù)演進(jìn)方向 7圖表 2：射頻前端結(jié)構(gòu) 8圖表 3：射頻前端全球市場(chǎng)規(guī)模（十億美元） 8圖表 4：2018 主要射頻器件市場(chǎng)份額占比 9圖表 5：2018 年射頻前端市場(chǎng)拆分 9圖表 6：5G 頻段分布 10圖表 7：5G 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進(jìn) 11圖表 8：5G 需求增多 11圖表 9：2G 網(wǎng)絡(luò)到 5G 網(wǎng)絡(luò)，時(shí)延與速度的變化 12圖表 10：全球 5G 頻段分布 12圖表 11：世界各國(guó)在 SUB 6GHZ 頻段分布 13圖表 12：世界

8、各國(guó)在毫米波頻段分布 13圖表 13：毫米波覆蓋范圍 13圖表 14：SUB 6GHZ 覆蓋范圍 13圖表 15：5G NR 毫米波覆蓋范圍廣 14圖表 16：射頻前端模組化方案 14圖表 17：射頻前端模組按頻率劃分 15圖表 18：典型 5G 射頻前端設(shè)計(jì)方案 15圖表 19：AIP 模組 15圖表 20：一二三代半導(dǎo)體性能比較 16圖表 21：多級(jí)GAAS PA 和等效GAN PA 比較 16圖表 22：微波頻率范圍功率的工藝技術(shù)對(duì)比 16圖表 23：GAAS 供應(yīng)鏈 17圖表 24：2018 全球 GAAS 設(shè)備市場(chǎng)份額 17圖表 25：2018 GAAS 代工廠市場(chǎng)份額 17圖表 2

9、6：中國(guó) 5G 基站 GAN PA 市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)（億元） 18圖表 27：穩(wěn)懋最近兩年生產(chǎn)量和銷售量 18圖表 28：穩(wěn)懋目前已進(jìn)入量產(chǎn)的產(chǎn)品 19圖表 29：GAAS 代工競(jìng)爭(zhēng)情況 19圖表 30：RF-SOI 工藝優(yōu)勢(shì) 19圖表 31：不同工藝射頻開(kāi)關(guān)性能比較 19圖表 32：中國(guó) 5G 基站 GAN PA 市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè) 20圖表 33：RF-SOI 的工藝供應(yīng)鏈 20圖表 34：RF-SOI 主要產(chǎn)品及應(yīng)用 20圖表 35：不同介質(zhì)腔體濾波器性能對(duì)比 21圖表 36：兩種基站濾波器性能比較 21圖表 37：中國(guó)移動(dòng)電話基站發(fā)展情況（萬(wàn)個(gè)） 22圖表 38：LNA 產(chǎn)品工藝性能對(duì)比 22圖

10、表 39：英飛凌采用 SIGE 設(shè)計(jì) LNA 22圖表 40：亞德諾采用 SIGE 設(shè)計(jì) LNA 22圖表 41：TOWERJAZZ 的 SIGE 進(jìn)展領(lǐng)先同行業(yè)廠商 23圖表 42：射頻前端部件價(jià)、量提升 23圖表 43：5G 給 PA、濾波器帶來(lái)新的挑戰(zhàn) 23圖表 44：射頻元器件市場(chǎng)不斷增長(zhǎng) 24圖表 45：第一代 5G RFFE 成本溢價(jià)（美元） 24圖表 46：NOTE 10+ 5G 天線模組 24圖表 47：5G 帶來(lái)價(jià)值量提升（美元） 25圖表 48：中國(guó)宏基站數(shù)量（萬(wàn)個(gè)） 25圖表 49：全球小基站數(shù)量（千臺(tái)） 25圖表 50：BTS 基站收發(fā)臺(tái)出貨量（百萬(wàn)件） 26圖表 51

11、：RF LINEUP 出貨量（百萬(wàn)件） 26圖表 52：基站天線演進(jìn)過(guò)程 26圖表 53：MIMO 演進(jìn)情況示意圖 26圖表 54：5G 基站帶來(lái) PA、LNA 數(shù)量增長(zhǎng) 26圖表 55：微波頻率范圍功率電子設(shè)備的工藝技術(shù)對(duì)比 27圖表 56：基站應(yīng)用射頻市場(chǎng)空間（億美元） 27圖表 57：射頻前端產(chǎn)業(yè)鏈 27圖表 58：射頻前端產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)召?gòu)兼并發(fā)展 27圖表 59：2017 年 PA 廠商市場(chǎng)份額比重 28圖表 60：射頻芯片供應(yīng)鏈?zhǔn)崂?29圖表 61：2017 年 SAW 廠商市場(chǎng)份額比重 29圖表 62：射頻 SAW 供應(yīng)鏈 29圖表 63：2017 年BAW 廠商市場(chǎng)份額比重 30圖表

12、64：射頻 BAW 供應(yīng)鏈 30圖表 65：全球射頻開(kāi)關(guān)市場(chǎng)規(guī)模（億美元） 30圖表 66：射頻開(kāi)關(guān)市場(chǎng)占比 30圖表 67：射頻開(kāi)關(guān)芯片供應(yīng)鏈?zhǔn)崂?31圖表 68：全球射頻 LNA 市場(chǎng)規(guī)模（億美元） 31圖表 69：射頻 LNA 市場(chǎng)占比 31圖表 70：射頻 LNA 供應(yīng)鏈 32圖表 71：SOI 晶圓應(yīng)用情況 32圖表 72：主要RF-SOI 加工工藝比較 33圖表 73：全球 SOI 晶圓需求估計(jì)（8 寸,千片） 33圖表 74：SOITEC 在行業(yè)中的地位 34圖表 75：2018 年 SOITEC 產(chǎn)品收入拆分 34圖表 76：2018 年 SOITEC 在 SOI 收入份額 3

13、4圖表 77：2016 年高通和 TDK 合資 34圖表 78：射頻前端部件價(jià)、量提升 34圖表 79：RF 360 發(fā)展歷史 35圖表 80：EPCOS 濾波器+高通 PA 組成 PAMID 35圖表 81：高通擁有從基帶MODEM SOC，RFIC 到 FEM 完整解決方案 36圖表 82：高通調(diào)制解調(diào)器-射頻前端系統(tǒng) 36圖表 83：V50 THINQ 5G 主板 37圖表 84：高通“射頻前端+基帶”解決方案：LG V50 THINQ 5G 37圖表 85：OPPO RENO 5G 主要射頻前端組件 38圖表 86：OPPO RENO 5G 模塊化RFFE 設(shè)計(jì) 38圖表 87：MIX

14、 3 5G 主要射頻前端組件 39圖表 88：MIX 3 5G 采用完全模塊化設(shè)計(jì) 39圖表 89：高通“射頻前端+基帶”解決方案：小米 10 40圖表 90：高通研究毫米波近 30 年 40圖表 91：毫米波頻段分布 41圖表 92：美國(guó)毫米波技術(shù)市場(chǎng)規(guī)模（百萬(wàn)美元） 41圖表 93：QORVO 產(chǎn)品及應(yīng)用領(lǐng)域 41圖表 94：QORVO 主要產(chǎn)品收入拆分（百萬(wàn)美元） 41圖表 95：APPLE RF 供應(yīng)商 42圖表 96：QORVO 主要客戶收入占比 42圖表 97：每臺(tái) IPHONE 射頻價(jià)值量（美元） 42圖表 98：全球基站數(shù)量（百萬(wàn)個(gè)） 43圖表 99：全球大規(guī)模天線射頻收發(fā)芯片

15、出貨量（百萬(wàn)件） 43圖表 100：QORVO 在GAN 工藝發(fā)展路徑 43圖表 101：SKYWORKS 通過(guò)收購(gòu)新公司來(lái)增強(qiáng)自身的產(chǎn)品線 44圖表 102：占 SKYWORKS 營(yíng)業(yè)收入比重大于 10%的客戶 44圖表 103：SKYWORKS 營(yíng)業(yè)收入狀況（百萬(wàn)美元） 45圖表 104：SKYWORKS 凈利潤(rùn)（百萬(wàn)美元） 45圖表 105：SKYWORKS 研發(fā)費(fèi)用（百萬(wàn)美元） 45圖表 106：村田主要產(chǎn)品收入占比 46圖表 107：村田營(yíng)收狀況（百萬(wàn)美元） 46圖表 108：村田毛利率和凈利率 46圖表 109：村田收購(gòu)時(shí)間線 46圖表 110：MATE30 系列主要供應(yīng)商 47圖

16、表 111：博通主要業(yè)務(wù)、市場(chǎng)、客戶 47圖表 112：博通發(fā)展歷程 47圖表 113：博通營(yíng)收狀況（百萬(wàn)美元） 48圖表 114：博通主要產(chǎn)品收入占比 48圖表 115：公司 FBAR 設(shè)計(jì)主要產(chǎn)品 48圖表 116：AFEM-8092 49圖表 117：IPHONE XS MAX-A2101 49圖表 118：博通主要收入廠商占比 49圖表 119：卓勝微各類型產(chǎn)品、主要功能及量產(chǎn)時(shí)間表 50圖表 120：卓勝微主要客戶銷售額占比 50圖表 121：卓勝微營(yíng)收狀況（百萬(wàn)元） 50圖表 122：卓勝微研發(fā)投入（百萬(wàn)元） 50圖表 123：MATE30 PRO 5G 半導(dǎo)體BOM 51圖表 1

17、24：P30、P40 供應(yīng)鏈對(duì)比 52圖表 125：全球 5G 普及率及預(yù)測(cè) 53圖表 126：全球LTE、5G 滲透率對(duì)比 53圖表 127：5G 基站規(guī)劃 53圖表 128：中國(guó)各頻段手機(jī)出貨占比 53圖表 129：國(guó)內(nèi)主要射頻前端芯片廠商 54圖表 130：國(guó)內(nèi)射頻產(chǎn)業(yè)鏈 55圖表 131：卓勝微盈利預(yù)測(cè) 55圖表 132：三安光電半導(dǎo)體化合物產(chǎn)能規(guī)劃 56圖表 133：三安光電盈利預(yù)測(cè) 56圖表 134：華天科技盈利預(yù)測(cè) 56圖表 135：信維通信盈利預(yù)測(cè) 57圖表 136：韋爾股份盈利預(yù)測(cè) 57圖表 137：麥捷科技盈利預(yù)測(cè) 58圖表 138：海特高新微電子業(yè)務(wù)收入 58圖表 139

18、：海特高新盈利預(yù)測(cè) 58圖表 140：中芯國(guó)際盈利預(yù)測(cè) 59手機(jī)射頻前端架構(gòu)及行業(yè)現(xiàn)狀射頻前端芯片概況射頻前端芯片是無(wú)線通信的核心零部件，包括 PA、波濾器、LNA、開(kāi)關(guān)和 Tuner 等芯片。香農(nóng)定律是通信領(lǐng)域的基礎(chǔ)定律?；仡櫷ㄐ艔?2G 到 5G 網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，基本沿著香農(nóng)定律的脈絡(luò)進(jìn)行演繹。5G 網(wǎng)絡(luò)通信速率高達(dá) 10Gbps，高速率的核心技術(shù)來(lái)源于四個(gè)方面。MIMO 天線：多根天線的應(yīng)用提高了信道容量。小基站：網(wǎng)絡(luò)密集化需要更多蜂窩基站數(shù)量，相應(yīng)的 5G 基站端投資大于 4G 網(wǎng)絡(luò)。載波聚合：將多個(gè)頻率的無(wú)線信號(hào)進(jìn)行載波聚合，以提高傳輸速度。高階調(diào)制。使用更高階的調(diào)制方式，增加通信容量。

19、通信技術(shù)沿著香農(nóng)定律指出的四個(gè)方向不斷向前演進(jìn)。在香農(nóng)定律趨勢(shì)下，通信系統(tǒng)（基站端、手機(jī)等終端）對(duì)射頻前端芯片的性能及復(fù)雜度要求愈來(lái)愈高。圖表1： 從“香農(nóng)定律”看通信技術(shù)演進(jìn)方向資料來(lái)源：Yole， 射頻前端系統(tǒng)包含的芯片品類較多，包括如下細(xì)分產(chǎn)品方向。功率放大器 PA：用于發(fā)射鏈路，將微弱信號(hào)放大為功率較高的信號(hào)。濾波器：用于篩選信號(hào)中特定的頻率成分通過(guò)，而極大地衰減或抑制其他頻率。開(kāi)關(guān)：用于接收、發(fā)射通道之間的切換。低噪放：用于接收來(lái)自天線中的小信號(hào)并放大信號(hào)功率。多工器：是一組非疊加的濾波器，幫助通道的數(shù)位信號(hào)輸往單一的接收端。Tuner:用于發(fā)射機(jī)和天線之間，調(diào)諧后實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。 E

20、nvelop Tracker:用于提高承載高峰均功率比信號(hào)的功放效率。 PaMid:由 PA、濾波器、雙工器、開(kāi)關(guān)組合構(gòu)成的模塊。DRx Module:將開(kāi)關(guān)電源、數(shù)字功放集成到一起的功率放大模塊。 Transceiver:安裝在一個(gè)部件上并共用一部分相同電路的無(wú)線電發(fā)報(bào)機(jī)和收?qǐng)?bào)機(jī)。LNA開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)PALNAPALNA開(kāi)關(guān)PA雙工器雙工器開(kāi)關(guān)濾波器收發(fā)器基帶芯片圖表2： 射頻前端結(jié)構(gòu)資料來(lái)源：卓勝微、 根據(jù) Yole 預(yù)測(cè)，2018-2025 年全球射頻前端的市場(chǎng)規(guī)模將由 150 億美元增長(zhǎng)到 258 億美元，年復(fù)合增速高達(dá) 8%。其中增速最大的 Tuner市場(chǎng)規(guī)模將從 2018 年的 5 億美

21、元增長(zhǎng)到 2025 年的 12 億美元，復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá) 13%。圖表3： 射頻前端全球市場(chǎng)規(guī)模（十億美元）資料來(lái)源： Yole、 濾波器和 PA 是射頻前端領(lǐng)域最大的兩個(gè)細(xì)分方向，合計(jì)占射頻前端市場(chǎng)的 61%。其中濾波器約占 21%，PA 放大器占 40%，開(kāi)關(guān)和 LNA占 6%。圖表4： 2018 主要射頻器件市場(chǎng)份額占比資料來(lái)源：Yole、 目前全球射頻前端市場(chǎng)集中度較高，前四大廠商占據(jù)全球 85%的市場(chǎng)份額，分別為 Skyworks（24%）、Qorvo（21%）、Avago（Broadcom）（20%）、Murata（20%）。目前各細(xì)分市場(chǎng)均為日美巨頭壟斷，市場(chǎng)集中度較高。國(guó)內(nèi)卓勝微

22、等射頻廠商已在開(kāi)關(guān)、LNA 等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破，實(shí)力比肩國(guó)際一線廠商。圖表5： 2018 年射頻前端市場(chǎng)拆分資料來(lái)源： Yole、 5G 技術(shù)路線5G NR通過(guò) 5G NR，信息傳遞將實(shí)現(xiàn)超低時(shí)延、高可靠性。5G NR 是在 OFDM的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出的全球性 5G 標(biāo)準(zhǔn)，能夠?yàn)橄乱淮涓C移動(dòng)技術(shù)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，能兼容之前 4G 的技術(shù)，數(shù)據(jù)帶寬達(dá)到 10Gbps。5G 可部署頻段分成了兩個(gè)范圍：FR1 和 FR2。FR1：450 MHz - 6000 MHz； FR2：24250 MHz - 52600 MHz。圖表6： 5G 頻段分布FR1 中的 NR 工作頻帶（FDD 模式）NR 操作頻段上行鏈路

23、（UL）工作頻段下行鏈路（DL）工作頻段雙工模式BS 接收/UE 發(fā)送BS 發(fā)送/UE 接收FUL_low - FUL_highFDL_low - FDL_highn11920 MHz - 1980 MHz2110 MHz - 2170 MHzFDDn21850 MHz - 1910 MHz1930 MHz - 1990 MHzFDDn31710 MHz - 1785 MHz1805 MHz - 1880 MHzFDDn5824 MHz - 849 MHz869 MHz - 894 MHzFDDn72500 MHz - 2570 MHz2620 MHz - 2690 MHzFDDn8880 M

24、Hz - 915 MHz925 MHz - 960 MHzFDDn12699 MHz - 716 MHz729 MHz - 746 MHzFDDn20832 MHz - 862 MHz791 MHz - 821 MHzFDDn251850 MHz - 1915 MHz1930 MHz - 1995 MHzFDDn28703 MHz - 748 MHz758 MHz - 803 MHzFDDn342010 MHz - 2025 MHz2010 MHz - 2025 MHzTDDn382570 MHz - 2620 MHz2570 MHz - 2620 MHzTDDn391880 MHz - 19

25、20 MHz1880 MHz - 1920 MHzTDDn402300 MHz - 2400 MHz2300 MHz - 2400 MHzTDDn412496 MHz - 2690 MHz2496 MHz - 2690 MHzTDDn511427 MHz - 1432 MHz1427 MHz - 1432 MHzTDDn661710 MHz - 1780 MHz2110 MHz - 2200 MHzFDDn701695 MHz - 1710 MHz1995 MHz - 2020 MHzFDDn71663 MHz - 698 MHz617 MHz - 652 MHzFDDFR1 中的 NR 工作

26、頻帶（SDL、TDD、SUL 模式）NR 操作頻段上行鏈路（UL）工作頻段下行鏈路（DL）工作頻段雙工模式BS 接收/UE 發(fā)送BS 發(fā)送/UE 接收FUL_low - FUL_highFDL_low - FDL_highn75N/A1432 MHz - 1517 MHzSDLn76N/A1427 MHz - 1432 MHzSDLn773300 MHz - 4200 MHz3300 MHz - 4200 MHzTDDn783300 MHz - 3800 MHz3300 MHz - 3800 MHzTDDn794400 MHz - 5000 MHz4400 MHz - 5000 MHzTDDn

27、801710 MHz - 1785 MHzN/ASULn81880 MHz - 915 MHzN/ASULn82832 MHz - 862 MHzN/ASULn83703 MHz - 748 MHzN/ASULn841920 MHz - 1980 MHzN/ASULn861710 MHz - 1780 MHzN/ASULFR2 中的 NR 工作頻帶（TDD 模式）NR 操作頻段上行鏈路（UL）和下行鏈路（DL）工作頻段雙工模式n25726500 MHz - 29500 MHzTDDn25824250 MHz - 27500 MHzTDDn26027000 MHz - 40000 MHzTDDn

28、26127500 MHz - 28350 MHzTDD資料來(lái)源：ittbank， NSA 作為過(guò)渡方案，SA 方案漸成主流NSA 作為過(guò)渡方案，SA 方案漸成主流。制定 5G 標(biāo)準(zhǔn)的 3GPP 將接入網(wǎng)（5G NR）和核心網(wǎng)（5G Core）拆開(kāi)，在 5G 時(shí)代各自發(fā)展。5G核心網(wǎng)向分離式架構(gòu)演進(jìn)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能、控制面和用戶面的分立，以此滿足不同人群對(duì)不同服務(wù)的需求。5G NR（new radio）工作在1GHz到 100GHz 中，不后向兼容 LTE。其中的原因就在于 5G 網(wǎng)絡(luò)不僅僅是提供移動(dòng)寬帶設(shè)計(jì)，同時(shí)還要面向 eMBB（增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶）、 URLLC（超可靠低時(shí)延通信）和 MTC（大

29、規(guī)模機(jī)器通信）三大場(chǎng)景。針對(duì)不同的場(chǎng)景也就推出了 5G NR、5G 核心網(wǎng)、4G 核心網(wǎng)和 LTE 混合搭配，組成多種網(wǎng)絡(luò)部署選項(xiàng)。NSA 和 SA 主要有三大區(qū)別：NSA 沒(méi)有核心網(wǎng)組，而 SA 相反，擁有自己的核心網(wǎng)絡(luò)。在手機(jī)系統(tǒng)性設(shè)計(jì)上，NSA 上搭載了 2 條鏈路，一個(gè) 4G 一個(gè) 5G，互相連通。在 SA/NSA 共存模式下，手機(jī)端搭載了三條通道，2 條 5G 通道及 1 條 4G 通道。NSA 的終端雙連接需要 LTE 和 NR 兩種無(wú)線接入技術(shù)，而在SA 情況下只需要NR 無(wú)線接入技術(shù)。圖表7： 5G 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進(jìn)資料來(lái)源：華為、 5G 三大場(chǎng)景定義萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代：增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶（

30、eMBB）、海量物聯(lián)網(wǎng)（mMTCL）、高可靠低時(shí)延（uRLLC）。其中 eMBB 相當(dāng)于 3G-4G網(wǎng)絡(luò)速率的變化，而 mMTCL 和 uRLLC 是針對(duì)行業(yè)推出的全新場(chǎng)景，推動(dòng)科技由移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代向萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代轉(zhuǎn)變。圖表8： 5G 需求增多資料來(lái)源：36 氪， 由于在使用 NSA 組網(wǎng)的情況下，終端天線要采用 LTE 和 NR 兩種無(wú)線接入技術(shù)，一根天線連接 NR，另外一根連接 LTE。而在 SA 上，兩根天線都連接了 NR，大大提升了上行效率，因此 5G 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)會(huì)從 NSA 逐漸向 SA 演進(jìn)。圖表9： 2G 網(wǎng)絡(luò)到 5G 網(wǎng)絡(luò)，時(shí)延與速度的變化1.4時(shí)延（Ms）速度（Gbps）14.0

31、1.21.2012.112.01.010.00.88.00.60.40.20.490.281.30.126.04.02.00.00.20.30.42G3G3.5G4G5G0.090.0資料來(lái)源：Skyworks， 圖表10：全球 5G 頻段分布資料來(lái)源：Yole， 1.2.35G 方案：Sub 6GHz 先行，mmWave 等待技術(shù)成熟中日韓和歐洲選擇 sub 6GHz 方案，美國(guó)由 mmWave 轉(zhuǎn)向 Sub 6GHz方案。在 sub6GHz 中，韓國(guó)和日本是最主要的 Ultra LTE 頻譜使用者。兩個(gè)國(guó)家都考慮使用 5G NR 擴(kuò)展 UHB 頻譜。預(yù)計(jì) UHB 5G 頻譜還將在歐洲、中國(guó)

32、、俄羅斯和印度擴(kuò)展。在美國(guó) FCC 尚未決定擴(kuò)展到 UHB頻道。而在毫米波頻譜中，N257 波段是在美國(guó)、韓國(guó)和日本推出的 5G 毫米波段的主要波段，歐洲、中國(guó)和世界其他地區(qū)在 2020 年晚些時(shí)候?qū)⒅攸c(diǎn)放在N258 波段。最早出現(xiàn)的毫米波芯片將會(huì)支持 N257、 N261 和N260。圖表11：世界各國(guó)在 sub 6GHz 頻段分布圖表12：世界各國(guó)在毫米波頻段分布資料來(lái)源：Yole， 資料來(lái)源：Skyworks， 毫米波技術(shù)還未成熟，sub 6Ghz 在目前階段具有成本優(yōu)勢(shì)。國(guó)內(nèi)和歐洲對(duì)于毫米波的反映普遍比較冷淡，一方面是由于毫米波成本高，盡管高通推出的下一代 5G 解決方案能夠兼容，但是

33、技術(shù)不成熟導(dǎo)致性能不夠穩(wěn)定。另一方面毫米波基礎(chǔ)建設(shè)成本高，網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有完全覆蓋。根據(jù)谷歌測(cè)算，在相同的資本支出上，sub 6GHz 能夠覆蓋毫米波近 4倍的范圍。美國(guó)政府之前采用毫米波方案的原因是 sub 6GHz 頻段被軍方使用，無(wú)法商用。但由于毫米波覆蓋面積小、傳輸不穩(wěn)定等因素影響用戶使用體驗(yàn)，美國(guó)開(kāi)始由毫米波轉(zhuǎn)向sub 6GHz。圖表13：毫米波覆蓋范圍圖表14：Sub 6GHz 覆蓋范圍資料來(lái)源：Google， 資料來(lái)源：Google， 毫米波的難度在于，毫米波基板要求能夠?qū)崿F(xiàn)高頻高速，這對(duì)于材料、加工精度要求大大提高。毫米波的信號(hào)傳輸有點(diǎn)像水管，水管越光滑，信號(hào)損失越小，精度差一點(diǎn)信號(hào)馬

34、上衰減。圖表15：5G NR 毫米波覆蓋范圍廣資料來(lái)源：Yole、 射頻前端產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)：創(chuàng)新疊出，孕育國(guó)產(chǎn)機(jī)會(huì)射頻前端呈現(xiàn)模組化趨勢(shì)射頻前端模組化是趨勢(shì)，蘋果等一線旗艦機(jī)型使用大量模組化射頻組件。做成單個(gè)分立器件相對(duì)容易，但模組化產(chǎn)品需要廠商具備強(qiáng)大的射頻設(shè)計(jì)能力。手機(jī)射頻前端設(shè)計(jì)呈模組化趨勢(shì)，射頻模組化將帶來(lái)以下優(yōu)勢(shì)：解決多頻段帶來(lái)的射頻復(fù)雜性挑戰(zhàn)，提供全球載波聚合模塊化平臺(tái)，縮小 RF 元件體積，加快手機(jī)產(chǎn)品上市時(shí)間等。Dual connectivity and the use of UHBFliterPAFliterMore independent streamMove from dipl

35、exer to multiplexerGood path isolation, while enabling high CAUHB PAMiDMore DL CA LNAintegrationLNAMore BandsMore Filters Fliter44 MIMOAt least 4 antennaMain MB/HBFliterMain LBUHB PAMiDPAFliterHB PAMiDMHBPAFliterMB/HB PAMiDDiversity MB/HBHB PAMiDFliterDiversity LBLBLNAPAFliterFliterLB PAMiDDAxMInteg

36、ration & densification in PAMiDLNALNAFliterFliterDAxMDAxMLNAFliterDAxMSwitchSwitchASMASMDiplexerMultiplexerTunerTunerTuner圖表16：射頻前端模組化方案SwitchASMSwitchTunerTunerSwitchSwitchSwitchTuner資料來(lái)源：Yole、 More DL CA / 44 MIMO proliferation of DRxM5G 驅(qū)動(dòng)射頻前端模組化。目前 5G 對(duì)于低頻段的射頻前端模組影響有限，中低端手機(jī)主要采用 SAW、BAW、PA 等分立方案。

37、中高端手機(jī)逐漸開(kāi)始采用模組化方案。從由低到高的集成度來(lái)看，模組化方案包括了ASM、FEM、Div FEM 等低集成度方案，以及LNA Div FEM、 PaMid 等高集成度方案。我們預(yù)計(jì)，隨著 5G 手機(jī)的普及，低集成度射頻模組方案會(huì)率先向中低端手機(jī)滲透。圖表17：射頻前端模組按頻率劃分圖表18：典型 5G 射頻前端設(shè)計(jì)方案模組集成器件集成度ASM射頻開(kāi)關(guān)、天線低FEM射頻開(kāi)關(guān)、濾波器低Div FEM集成 FEM中FEMiD射頻開(kāi)關(guān)、天線、雙工器中PAiDPA、雙工器中SMMB PA支持單模式多頻帶 PA中MMMB PA支持多模式多頻帶 PA中Tx ModulePA、射頻開(kāi)關(guān)中PAMiDFE

38、MiD、MMMD PA高LNA Div FEMDiv FEM、LNA高資料來(lái)源：Yole、 資料來(lái)源：Yole、 5G 毫米波階段將采用模組化射頻方案。毫米波階段采用 AiP 模塊方案，使射頻前端模塊集成天線以及射頻前端功能。AiP 是基于封裝材料與工藝將天線與芯片集成在封裝內(nèi)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)級(jí)無(wú)線功能的技術(shù)，具備縮短路徑損耗、性價(jià)比高、符合小型化趨勢(shì)等優(yōu)點(diǎn)。從AiP 產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)來(lái)看，主要的模塊設(shè)計(jì)方案廠商是高通、三星，主要制造和封測(cè)廠商有臺(tái)積電、日月光等。AIP 的材料較為特殊，國(guó)內(nèi)廠商相比海外還有一定差距。圖表19：AiP 模組資料來(lái)源： Hindawi、 PA：GaAs 為主流技術(shù)，氮化鎵技術(shù)處

39、于導(dǎo)入期根據(jù)所用半導(dǎo)體材料不同，射頻 PA 可以分為 CMOS、GaAs、GaN三大技術(shù)路線。CMOS 是使用最為廉價(jià)的沙子作為原材料制備硅，這是第一代半導(dǎo)體材料。CMOS PA 于 2000 年便已經(jīng)出現(xiàn)，于 2G 時(shí)代進(jìn)入手機(jī)市場(chǎng)，目前大多數(shù)電子產(chǎn)品中的元器件都是基于硅的標(biāo)準(zhǔn) CMOS 工藝制作，技術(shù)成熟且產(chǎn)能穩(wěn)定。圖表20：一二三代半導(dǎo)體性能比較CMOSGaAsGaN禁帶寬度1.121.423.42擊穿場(chǎng)強(qiáng)（106V/cm）0.60.73.5熱傳導(dǎo)率(W/cm.K)1.50.61.3電子遷移率(cm2/V.s)135085001500飽和電子速率(107cm/s)10.82.5材料成本低

40、中高工藝發(fā)展情況成熟發(fā)展中初期資料來(lái)源：EETOP、 整理相比于第一代的硅（Si），鍺（Ge）之類的單質(zhì)半導(dǎo)體材料，第二代半導(dǎo)體材料主要使用 GaAs 或 SiGe。隨著手機(jī)信號(hào)從 2G 進(jìn)化到 3G和 4G，雖然電子設(shè)備中的其他原件仍然可以使用硅，但硅已經(jīng)難以滿足射頻器件的要求。CMOS 擊穿電壓弱，電子遷移率低，飽和電子速率低，特別是帶寬會(huì)隨著頻率增加迅速減少，CMOS 僅在 3.5GHz頻率內(nèi)有效。而 GaAs 電子遷移率比硅高 6 倍，有較高的擊穿電壓，可以用于超高速、超高頻器件應(yīng)用，比同樣的 Si 元件更適合操作在高功率的場(chǎng)合。目前移動(dòng)端 3G/4G 主要采用GaAs PA，除了前述

41、的 GaAs工藝在性能上的優(yōu)勢(shì)，更是因?yàn)槠浼夹g(shù)成熟穩(wěn)定可靠，比起更新的半導(dǎo)體材料如 GaN 來(lái)說(shuō)，更適合民用市場(chǎng)。圖表21：多級(jí)GaAs PA 和等效GaN PA 比較圖表22：微波頻率范圍功率的工藝技術(shù)對(duì)比資料來(lái)源：analog、 資料來(lái)源：analog、 全球最大 GaAs 晶圓代工服務(wù)廠商穩(wěn)懋（Win Semiconductor）是該市場(chǎng)上的龍頭公司。根據(jù) Strategy Analytics 數(shù)據(jù)，2018 年全球砷化鎵元件市場(chǎng)（含 IDM 廠的組件產(chǎn)值）總產(chǎn)值約為 88.7 億美元，創(chuàng)歷史新高。其中穩(wěn)懋的市占率全球第四，約為 6.0%。在砷化鎵晶圓代工市場(chǎng)，2018 年代工市場(chǎng)規(guī)模為

42、 7.47 億美元。穩(wěn)懋于 2010 年起成為全球第一大砷化鎵晶圓代工半導(dǎo)體廠商，2018 年市占率為 71.1%。圖表23：GaAs 供應(yīng)鏈供應(yīng)鏈供應(yīng)鏈廠商砷化鎵基板Freiberger, AXT Inc., Sumitomo砷化鎵泵晶圓IQE, 全新, SCIOCS,Sumika, 英特磊, 聯(lián)亞砷化鎵 IC 設(shè)計(jì)Microsemi, 絡(luò)達(dá), RDA,立積砷化鎵整合元件廠Skyworks， Qorvo，博通， Lumentum， II-VI，F(xiàn)inisar砷化鎵晶圓代工穩(wěn)懋, 宏捷，環(huán)宇，聯(lián)穎砷化鎵 IC 封裝同欣 , 菱生砷化鎵 IC 測(cè)試全智, 日月光,硅格, 京元電砷化鎵終端應(yīng)用手機(jī)

43、蘋果,三星, LG,華為,OPPO,Vivo,HTC基站華為,愛(ài)立信,諾基亞，思科資料來(lái)源：穩(wěn)懋， 整理圖表24：2018 全球GaAs 設(shè)備市場(chǎng)份額圖表25：2018 GaAs 代工廠市場(chǎng)份額三菱電子2%雷神公司1%其他Qorvo 2%其他10%GCS 8%宏捷科技9%穩(wěn)懋71%12%M/A-COM3%亞德諾半導(dǎo)體Skyworks 32%3%村田3%SEI 3%穩(wěn)懋6%博通9%Qorvo 26%資料來(lái)源：Strategy analytics， 資料來(lái)源：Strategy analytics， 第三代半導(dǎo)體材料 GaN 在性能上顯著強(qiáng)于 GaAs，但成本較高。GaN禁帶寬度更寬，擊穿電壓更強(qiáng)，

44、飽和電子速率更快，能承受更高的工作溫度（熱導(dǎo)率高）。雖然目前GaAs 技術(shù)成熟，現(xiàn)有的移動(dòng)端 3G/4G 主要采用 GaAs PA，但是 GaN 是一種相對(duì)較新的技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)更高的電壓，大幅簡(jiǎn)化輸出合成器、減少損耗，因而可以提高效率，減小芯片尺寸，劣勢(shì)僅是缺乏低成本的襯底。目前 GaN 在部分基站端應(yīng)用率先實(shí)現(xiàn)替代 GaAs。隨著技術(shù)攻關(guān)進(jìn)程加快，GaN 將成為高射頻、大功耗應(yīng)用的主要方案。圖表26：中國(guó) 5G 基站GaN PA 市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)（億元）121.71076832.72.44.27.21401201008060402002017201820192020202120222023資料來(lái)源

45、：TOPOLOGY、 穩(wěn)懋 GaAs 晶圓產(chǎn)量保持逐年穩(wěn)步增長(zhǎng)。這是因?yàn)?GaAs 晶圓制造市場(chǎng)中 IDM 公司雖然占有超過(guò) 50%的生產(chǎn)規(guī)模，但近幾年由于專業(yè)代工相對(duì)具有成本優(yōu)勢(shì)，加上 IDM 公司對(duì)于產(chǎn)能擴(kuò)充的投資趨于保守，因此持續(xù)釋出更大比率的訂單給以穩(wěn)懋為代表的晶圓制造代工廠。截至 2018 年穩(wěn)懋的晶圓A、B、C 廠合計(jì)月產(chǎn)能 32,000 片，是目前全球產(chǎn)能最大的砷化鎵晶圓廠，2019 年延續(xù) 2018 年的擴(kuò)充計(jì)劃，預(yù)計(jì)今年旺季時(shí)月產(chǎn)能將擴(kuò)充為 36,00037,000 片。圖表27：穩(wěn)懋最近兩年生產(chǎn)量和銷售量資料來(lái)源：穩(wěn)懋、 在無(wú)線通訊領(lǐng)域穩(wěn)懋主要提供 HBT 和 pHEMT

46、兩大類 GaAs 電晶體制程技術(shù)。二者均為最尖端的無(wú)線寬頻通訊微波制程技術(shù)，目前穩(wěn)懋的產(chǎn)品線可滿足 100MHz 至 100GHz 內(nèi)各種不同頻帶無(wú)線傳輸系統(tǒng)的應(yīng)用。與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手相比穩(wěn)懋在技術(shù)上占有優(yōu)勢(shì)。產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域1 微米 HBTOC-768, OC-192 光纖通訊/光纖網(wǎng)路元件中的發(fā)射器和接收器等主動(dòng)元件2 微米 HBT手持行動(dòng)通訊裝置(Handsets)和無(wú)線區(qū)域網(wǎng)路(WLAN)0.5 微米 pHEMTSwitch0.5 微米 power pHEMT衛(wèi)星通訊、全球定位系統(tǒng)(GPS)、有線電視調(diào)頻器(Cable TV tuner)、交通電子收費(fèi)裝置 (Electronic toll col

47、lection)、無(wú)線區(qū)域性網(wǎng)路等0.15 微米 pHEMT衛(wèi)星通訊(SATCOM and VSAT)、汽車業(yè)的自動(dòng)巡航和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)基地臺(tái)的聯(lián)系0.1 微米 pHEMT公司穩(wěn)懋宏捷科技GCS晶圓尺寸6 寸6 寸4 寸HBT 技術(shù)BiFETCDMA PALTE PAInGaP GSM PA CDMA PA OC-192InP OC-768其他技術(shù)BiHEMT、pHEMT、 VCSELBiHEMT、pHEMT、 VCSELpHEMT圖表28：穩(wěn)懋目前已進(jìn)入量產(chǎn)的產(chǎn)品圖表29：GaAs 代工競(jìng)爭(zhēng)情況資料來(lái)源：穩(wěn)懋 2018 年年報(bào)、 資料來(lái)源：GCS、宏捷科技、 開(kāi)關(guān)主要采用 RF-SOI 工藝射頻開(kāi)關(guān)

48、主要應(yīng)用 RF-SOI 工藝。從性能上說(shuō)，RF-SOI 工藝為高功率 RF 開(kāi)關(guān)提供高開(kāi)關(guān)線性度和低Ron*Coff 值，進(jìn)而提供更高的Q 值，降低襯底的損耗。圖表30：RF-SOI 工藝優(yōu)勢(shì)圖表31：不同工藝射頻開(kāi)關(guān)性能比較SOIGaAsSiGe BiCOMSFt250200250擊穿電壓1V6V1V開(kāi)關(guān)功率3W1W3W襯底損耗小小大PA 功率，PAE200mw，40%1W,40%200mW,40%工藝一致性和良品率好低好集成度高低高抗輻射強(qiáng)強(qiáng)弱制造成本低超高高資料來(lái)源：格羅方德、 資料來(lái)源：半導(dǎo)體觀察， RF-SOI 之所以勝過(guò) GeAs，成為射頻開(kāi)關(guān)芯片的主流制作方式，主要有四方面的原因

49、：RF-SOI 更好地克服了Johnson 極限，解決效率與功率組合;RF 特有的襯底優(yōu)勢(shì)，降低了寄生效應(yīng)，從而提高產(chǎn)品品質(zhì)，降低損耗和噪聲系數(shù)，此外RF-SOI 還提高了絕緣/線性度；在邏輯與控制集成方面，MIPI 接口成為標(biāo)準(zhǔn)化配置；RF-SOI 比其他方式成本更低，經(jīng)濟(jì)性更好。供應(yīng)鏈方面，格羅方德（GlobalFoundries）的 RF-SOI 產(chǎn)品覆蓋面最廣。格羅方德工藝節(jié)點(diǎn)從 12nm 一直覆蓋到 180nm，并且在 12-45nm范圍沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手推出相同工藝節(jié)點(diǎn)的產(chǎn)品。130nm 工藝節(jié)點(diǎn)的 RF-SOI 需求旺盛，主要為開(kāi)關(guān)、LNA、調(diào)諧器產(chǎn)品。格羅方德的 RF-SOI生產(chǎn)布局

50、領(lǐng)先于市場(chǎng)，為 IDM 客戶提供了性能和面積優(yōu)勢(shì)。圖表32：中國(guó) 5G 基站GaN PA 市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)高通Qorvo村田開(kāi)關(guān)LNAPA調(diào)諧器資料來(lái)源：TOPOLOGY、 圖表33：RF-SOI 的工藝供應(yīng)鏈制程(nm)250180130/11065452212臺(tái)積電格羅方德7RF/7SW(switch)8SW(switch)RFSOI45(毫米波)22FDX（低功率）12FDX華聯(lián)電子中芯國(guó)際TPSOcSB18HC(Switch)(Switch/LNA)華虹宏力0.2m(Switch)意法半導(dǎo)體H9SOI(Switch/Tuner/L NA)H9SOI(Switch/Tun er/LNA/PA

51、)索尼、東芝(Switch/Tuner)(Switch/LNA)資料來(lái)源：Yole、 （注：括號(hào)內(nèi)為相關(guān)公司工藝）圖表34：RF-SOI 主要產(chǎn)品及應(yīng)用45 RF-SOI8SW RF-SOI130 RF-SOI7SW RF-SOI規(guī)格制程45 nm130 nm130 nm180 nm應(yīng)用集成毫米波X互聯(lián)網(wǎng)寬帶衛(wèi)星終端相控陣前端XSub 6 GHzXX汽車?yán)走_(dá)X4G LTE 和 3G 基站XXX小基站XXX接入點(diǎn)X4G LTE 和 3G 智能手機(jī)平板XX物聯(lián)設(shè)備XXXX擅長(zhǎng)領(lǐng)域開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)、LNA、邏輯開(kāi)關(guān)、 LNA, PA、邏輯LNA資料來(lái)源：格羅方德、 濾波器由金屬腔體向陶瓷腔體轉(zhuǎn)變終端濾波器首

52、先發(fā)展出的是聲表面波濾波器（SAW）。SAW 直接在晶圓上制作，利用壓電材料的壓電特性，將電波輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲波，在聲表面濾波器內(nèi)，對(duì)聲波進(jìn)行導(dǎo)限以產(chǎn)生高品質(zhì)因數(shù)的駐波，再把聲波的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電波的信號(hào)（這種電能與機(jī)械能之間的相互轉(zhuǎn)換損耗極低，不必?fù)?dān)心信號(hào)丟失的問(wèn)題），達(dá)到過(guò)濾雜質(zhì)信號(hào)的目的。 SAW 的體積比金屬腔體濾波器和陶瓷介質(zhì)濾波器都要小，支持將用于不同頻段的濾波器和雙工器整合在單一芯片上，因此于 2G，3G 和 4G時(shí)代是終端濾波器應(yīng)用的主流。圖表35： 不同介質(zhì)腔體濾波器性能對(duì)比金屬腔體濾波器陶磁介質(zhì)濾波器300mm,與高相對(duì)規(guī)格介電損耗大小介電常數(shù)有關(guān)50mm，與高相對(duì)介電常數(shù)有

53、關(guān)溫度漂移特性差好目前成本較高，一旦實(shí)工藝成熟，成本低現(xiàn)量產(chǎn)，成本可大幅降低應(yīng)用場(chǎng)景3G/4G 主流選擇5G 時(shí)代成為主流資料來(lái)源：大富科技、 整理基站濾波器于 2G，3G 和 4G 時(shí)代的主流由金屬腔體濾波器占據(jù)。金屬腔體濾波器由金屬整體切割而成，結(jié)構(gòu)牢固。它的工作原理是通過(guò)讓接收到的電磁波在腔體中振蕩，其中達(dá)到諧振頻率的電磁波會(huì)保留下來(lái)，而其他頻率的則會(huì)在振蕩中被耗散，以此達(dá)成篩選信號(hào)中特定的頻率成分通過(guò)的目的。圖表36：兩種基站濾波器性能比較金屬腔體濾波器陶磁介質(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(chǎng)景2T2R/4T4R/8T8R5G 64T/64R資料來(lái)源：大富科技、 5G

54、 時(shí)代陶瓷介質(zhì)濾波器有望成為主流。雖然金屬腔體濾波器工藝成熟且成本較低，但是為了應(yīng)對(duì)越來(lái)越復(fù)雜的無(wú)限干擾環(huán)境，陶瓷介質(zhì)濾波器被開(kāi)發(fā)出來(lái)。陶瓷介質(zhì)濾波器的工作原理同金屬腔體濾波器大致相同，是使用陶瓷基塊讓特定頻率電磁波在其中來(lái)回反射形成駐波，區(qū)別主要在于他們所采用的材料：介質(zhì)陶瓷材料損耗更低、介電常數(shù)更高、頻率溫度系數(shù)和熱膨脹系數(shù)更小，所以可以承受更高功率。就結(jié)果來(lái)講，陶瓷介質(zhì)濾波器體積更小，Q 值更高，損耗更小，雖然成本高昂，但隨著新建 5G 基站數(shù)量增加，3G/4G 基站數(shù)量趨于飽和，陶瓷介質(zhì)濾波器將成為未來(lái)的普遍選擇。圖表37：中國(guó)移動(dòng)電話基站發(fā)展情況（萬(wàn)個(gè)）900800700600500

55、4003002001000移動(dòng)電話基站數(shù)4G基站數(shù)4G基站增速841108%66761955954446635137249%263328%177%85%251346201420152016201720182019120%100%80%60%40%20%0%資料來(lái)源：工信部、 LNA：SiGe 工藝開(kāi)始興起SOI 為主流，SiGe 工藝興起。LNA 工藝研發(fā)主要聚焦增益、噪聲系數(shù)和線性度等指標(biāo)，力求讓新的產(chǎn)品工藝能夠帶來(lái)更高的電子遷移率、更小的尺寸和更少的損耗，這直接影響著接收機(jī)的接收性能和靈敏度。隨著 5G 時(shí)代的到來(lái)，數(shù)據(jù)傳輸速率越來(lái)越快，頻率要求越來(lái)越高, SiGe 異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管（S

56、iGe HBT）在增益、噪聲系數(shù)和頻率特性等方面具有更高性能，并且與現(xiàn)有的主流 Si 加工工藝兼容性好，目前在 SiGe LNA 中已有相對(duì)廣泛的運(yùn)用。圖表38：LNA 產(chǎn)品工藝性能對(duì)比英飛凌Skyworks亞德諾半導(dǎo)體型號(hào)BGA8U1BN6SKY65806-636LFADL5724噪聲系數(shù)（dB）1.61.22.1-2.4OP1（dBm）18-22N/A8OP3（dBm）10-15N/A2運(yùn)行頻率 GHz4.0-6.03.0-4.012.7-15.4面積（ 平方毫米）0.71.10.71.122采用工藝SiGeSOISiGe資料來(lái)源：英飛凌，Skyworks，亞德諾, 圖表39：英飛凌采用

57、SiGe 設(shè)計(jì) LNA圖表40：亞德諾采用 SiGe 設(shè)計(jì) LNA資料來(lái)源：英飛凌， 資料來(lái)源：亞德諾， TowerJazz 是光學(xué) SiGe 的龍頭企業(yè)。TowerJazz 在無(wú)線市場(chǎng)上的主要產(chǎn)品為射頻 SOI、SiGe PA、SiGe LNA 等。2018 年 6 月 27 日TowerJazz宣布其位于日本 UOZU 的 300mm 工廠應(yīng)用 65nm 工藝，將 300mm 65nm RF SOI 平臺(tái)應(yīng)用在下一代產(chǎn)品上，將具有同類最佳的 LNA 和開(kāi)關(guān)性能，滿足射頻前端模塊的集成需求。同年 TowerJazz 便開(kāi)始擴(kuò)充 SiGe 產(chǎn)能，現(xiàn)在仍處于爬坡階段，預(yù)計(jì) 2020 年出貨量會(huì)大

58、幅增加。目前TowerJazz 主要的客戶為卓勝微、Qorvo、Murata。圖表41：Towerjazz 的 SiGe 進(jìn)展領(lǐng)先同行業(yè)廠商資料來(lái)源：Towerjazz, 5G 給射頻帶來(lái)價(jià)值量擴(kuò)張手機(jī)端：?jiǎn)螜C(jī)射頻價(jià)值量擴(kuò)張5G 帶動(dòng)射頻前端增長(zhǎng)。2G 到 5G，頻段數(shù)量大幅增加，技術(shù)演進(jìn)給 PA 和濾波器帶來(lái)了挑戰(zhàn)。為了適應(yīng) 5G 的需求，射頻前端走向模塊化，濾波器、開(kāi)關(guān)數(shù)量都在增加。2G、3G 時(shí)代，手機(jī)大概需要 10 顆以內(nèi)的濾波器，一臺(tái) 4G 手機(jī)需要 10-30 顆。而到了 5G，中端機(jī)型濾波器大約需要 30 顆以上，高端機(jī)型所需數(shù)量將更高。圖表42：射頻前端部件價(jià)、量提升圖表43：

59、5G 給 PA、濾波器帶來(lái)新的挑戰(zhàn)2G3G4G5G$3$8$28$40濾波器5濾波器10濾波器30開(kāi)關(guān)10開(kāi)關(guān)30Bands404CA DL/2CAUL4CA DL/2CAUL44 MIMO88 MIMO峰值1Gbps資料來(lái)源：skyworks， 資料來(lái)源：skyworks, 濾波器是射頻前端領(lǐng)域增長(zhǎng)最快的細(xì)分方向，復(fù)合增速超 21%，預(yù)計(jì)2025 年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 280 億美金。圖表44：射頻元器件市場(chǎng)不斷增長(zhǎng)資料來(lái)源：高通、 毫米波 5G 射頻方案進(jìn)入商用階段。三星 Note10+ 5G 和 S10 5G 毫米波版本采用了相同的射頻天線設(shè)計(jì)思路。相比較 sub-6 版本，毫米波版本在設(shè)備

60、背面搭載了 3 個(gè)高通的毫米波天線模塊QTM052。三星為毫米波天線模塊設(shè)計(jì)了空腔，以解決毫米波穿透能力差的問(wèn)題，增強(qiáng)毫米波接收信號(hào)的能力。高通QTM052 是全球首個(gè) 5G 毫米波天線模組。2018 年 7 月，QTM052首次發(fā)布，可與高通 X50 5G 基帶芯片配套使用。QTM052 支持 26.5-29.5Ghz 頻率（n257 頻段）、27.5-28.35Ghz（n261 頻段）、37-40Ghz（n260 頻段）。QTM052 尺寸只有約一枚硬幣大小，內(nèi)置四個(gè)天線能夠連接最近的 5G 信號(hào)塔，從周圍表面反射信號(hào)。高通為了配合 X55，相應(yīng)推出了毫米波天線模塊 QTM525 和 QT