射頻PA行業(yè)發(fā)展分析報(bào)告

1、射頻PA行業(yè)發(fā)展分析報(bào)告技術(shù)創(chuàng)新 變革未來引言：PA國產(chǎn)化，推進(jìn)射頻產(chǎn)業(yè)鏈共進(jìn)成長！1、射頻PA是射頻前端中價(jià)值量最高的單類型芯片電磁波傳輸距離和發(fā)射功率成正比，射頻PA性能直接決定通訊距離、信號(hào)質(zhì)量和待機(jī)時(shí)間（或 耗電量），根據(jù)Yole數(shù)據(jù)顯示，2017年手機(jī)射頻前端中射頻PA市場規(guī)模約50億美元，在整個(gè)射 頻前端中價(jià)值量占比34%，僅次于濾波器，也是射頻前端價(jià)值量最高的單類型芯片。2、從手機(jī)、基站到萬物互聯(lián)，射頻PA市場空間快速打開5G時(shí)代SA模式要求2T4R，新增三個(gè)頻段需增加6顆PA，設(shè)計(jì)難度增加帶來單顆價(jià)值量提升，射 頻PA單機(jī)價(jià)值量有望大幅度提升?；径耍姶挪l率越高傳播越短，理

2、論上5G基站的信號(hào)覆 蓋面積將大大低于4G基站，GIV預(yù)測2025年全球?qū)⒂?50萬個(gè)5G基站，基站射頻PA市場巨大；5G 時(shí)代室內(nèi)流量占比將高達(dá)80%，5G更高頻段信號(hào)穿墻效果更差，4T4R以上的室內(nèi)數(shù)字化分布基 站有望得到部署，Wi-Fi 6標(biāo)準(zhǔn)大幅度提升進(jìn)而帶來相關(guān)路由器產(chǎn)業(yè)和終端應(yīng)用的快速滲透。3、無線通訊技術(shù)不斷迭代推動(dòng)射頻PA技術(shù)創(chuàng)新不斷不同終端對(duì)射頻PA設(shè)計(jì)需求不同。手機(jī)端，砷化鎵有望繼續(xù)主導(dǎo)；基站端，傳統(tǒng)的硅基LDMOS 工藝雖擁有成本優(yōu)勢，但由于難以滿足更高頻率工作需求，或?qū)⒈坏壣漕l工藝取代。4、國產(chǎn)替代大趨勢下，設(shè)計(jì)與代工各自迎來發(fā)展機(jī)遇國內(nèi)主要市場是手機(jī)和Wi-Fi，

3、不同于濾波器廠商以IDM主導(dǎo)，穩(wěn)懋等化合物半導(dǎo)體代工工藝成 熟，一系列因素都給國內(nèi)射頻PA廠商帶來發(fā)展機(jī)遇。未來隨著5G的普及，在性能可以滿足需求 的情況下，國產(chǎn)廠商有替代的機(jī)會(huì)，與此同時(shí)，國內(nèi)化合物半導(dǎo)體代工將迎來發(fā)展機(jī)會(huì)。5、重點(diǎn)推薦：卓勝微、信維通信、順絡(luò)電子、韋爾股份、三安光電；產(chǎn)業(yè)關(guān)注： 瑞微、唯捷創(chuàng)芯、紫光展銳、安譜隆、無錫好達(dá)、德清華瑩，等等1目錄2射頻PA是射頻前端核心器件，決定無線通信質(zhì)量的關(guān)鍵要素從手機(jī)、基站到物聯(lián)網(wǎng)，萬物互聯(lián)時(shí)代射頻PA市場廣闊通信技術(shù)持續(xù)迭代，射頻PA行業(yè)技術(shù)革新永不止步海外廠商擁有先發(fā)優(yōu)勢，國內(nèi)廠商奮起直追前景可期風(fēng)險(xiǎn)提示射頻模塊是無線通信設(shè)備的核心模

4、塊3圖：手機(jī)射頻架構(gòu)圖：基站射頻架構(gòu)無線通信主要是利用電磁波實(shí)現(xiàn)多個(gè)設(shè)備之間 的信息傳輸。射頻是可以輻射到空間的電磁頻 率,頻率范圍從300KHz300GHz之間。射頻模塊 是用于發(fā)射和/或接收兩個(gè)裝置之間的無線電信 號(hào)的電子設(shè)備，是無線通信設(shè)備實(shí)現(xiàn)信號(hào)收發(fā) 的核心模塊。圖：無線通信圖射頻前端架構(gòu)基本類似4射頻前端包括接收通道和發(fā)射通道兩大部分。 一般由射頻開關(guān)（Switch）、射頻低噪聲放大 器(LNA, Low Noise Amplifier)、射頻功率放 大 器 (PA ， Power Amplifier) 、 雙 工 器 (Duplexers)、射頻濾波器(Filter)、天線調(diào) 諧器

5、(Antenna tuners) 等組成。圖：手機(jī)射頻架構(gòu)圖：基站射頻架構(gòu)發(fā)射通道和接收通道工作原理5資料來源：射頻微波電路設(shè)計(jì)，華西證券研究所平以便于解調(diào)并得到信息。發(fā)射通道是使用基帶信號(hào)（語音、視頻、數(shù)據(jù)或其他信息）去調(diào)制中頻 正弦波信號(hào)，然后中頻信號(hào)再通過混頻器往上搬移到所需的射頻發(fā)射頻 率，通過功率放大器來增加發(fā)射機(jī)的輸出功率并驅(qū)動(dòng)天線將已調(diào)制好的 載波信號(hào)變換成能夠在自由空間傳播的電磁波。圖：發(fā)射通道和接收通道架構(gòu)接收通道是發(fā)射通道的逆過程，天線將在相對(duì)寬的頻率 范圍內(nèi)接收到來自很多輻射 源的電磁波，帶通濾波器將 濾掉不需要的接收信號(hào)，隨 后低噪聲放大器放大可能接 收的微弱信號(hào)并使進(jìn)

6、入到接 收信號(hào)中的噪聲影響最小化， 混頻器將接收到的射頻信號(hào) 下變頻到較低的頻率，中頻 放大器將提升信號(hào)的功率電射頻PA是決定通信質(zhì)量的關(guān)鍵器件，6圖：手機(jī)射頻前端架構(gòu)圖功率放大器是能夠向天線提 供足夠信號(hào)功率的放大電路 主要功能是將調(diào)制振蕩電路 所產(chǎn)生的功率很小的射頻信 號(hào)放大（緩沖級(jí)、中間放大 級(jí)、末級(jí)功率放大級(jí)）并饋 送到天線上輻射出去，是無 線通信設(shè)備射頻前端最核心 的組成部分，其性能直接決 定了無線終端的通訊距離、 信號(hào)質(zhì)量和待機(jī)時(shí)間（或耗 電量），它也是射頻前端功 耗最大的器件。射頻功率放大器在雷達(dá)、無 線通信、導(dǎo)航、衛(wèi)星通信、 電子對(duì)抗設(shè)備等系統(tǒng)中有著 廣泛的應(yīng)用，是現(xiàn)代無線通

7、信的關(guān)鍵設(shè)備。資料來源：GlobalFoundries ,華西證券研究所PA也是射頻前端器件中價(jià)值量較大的器件手機(jī)目前仍然是射頻前端最大的終端應(yīng)用市場，在所有射頻前端器件中，射頻PA的 價(jià)值量僅次于濾波器，是射頻前端器件中價(jià)值量較大的器件。根據(jù)Yole的數(shù)據(jù)顯示， 2017年手機(jī)射頻前端中射頻PA市場規(guī)模約50億美元，在整個(gè)射頻前端中價(jià)值量占比34%，僅次于濾波器。7資料來源：Yole,華西證券研究所Filters 54%PAs34%Switches7%3%LNAs2%圖：手機(jī)射頻前端各器件價(jià)值量占比（2017 年）Antennatuners射頻PA的核心是晶體管8資料來源：百度文庫 ,華西證

8、券研究所放大器的電路一般由晶體管、偏置及穩(wěn)定電路、輸入輸出匹配電路等組成。功率 放大器核心是利用三極管的電流控制作用或場效應(yīng)管的電壓控制作用將電源的功 率轉(zhuǎn)換成按照輸入信號(hào)變化的電流，起到電流電壓放大的作用。晶體管作為射頻放大器的核心器件，它通過用小信號(hào)來控制直流電源，產(chǎn)生隨之 變化的高功率信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)將電源的直流功率轉(zhuǎn)換成為滿足輻射要求的功率信 號(hào)。工程應(yīng)用方面，提升PA性能的方法大多依賴工藝，以手機(jī)射頻PA為例，目前主流 工藝是采用第二代半導(dǎo)體材料砷化鎵，由第一代半導(dǎo)體材料發(fā)展出的工藝技術(shù)（如CMOS、SOI和SiGe工藝）在無線通信技術(shù)發(fā)展過程中遇到瓶頸，通過設(shè)計(jì)來彌 補(bǔ)工藝的不足難度

9、很大，因此在整體的射頻PA器件設(shè)計(jì)生產(chǎn)過程中工藝是基礎(chǔ)。圖：射頻功率放大器工作原理射頻晶體管制造工藝BJTHBTFETMOSFETVDMOSLDMOSMESFETHEMTP-HEMTM-HEMT9資料來源：射頻功率放大器的設(shè)計(jì)研究，華西證券研究所半導(dǎo)體材料晶體管類型SiSi BJTSi VDMOSSi LDMOSGaAsInP SiGeGaAs MESFETGaAs HBTInP PHEMTInP HBTSiGe HBTSiCGaNSiC MESFETSiC LDMOSGaN HEMTGaN on SiCGaN on SiC HEMT射頻晶體管發(fā)展出多種材料工藝圖：射頻晶體管制造工藝射頻半導(dǎo)體

10、主要經(jīng)歷了由第一代 半導(dǎo)體到第三代半導(dǎo)體的三個(gè)階 段的發(fā)展，其制造工藝結(jié)構(gòu)也經(jīng) 歷了由基礎(chǔ)的BJT、FET向更復(fù)雜 的HBT、LDMOS和HEMT等的發(fā)展。表：射頻半導(dǎo)體晶體管類型不同材料的性能及成本差別較大10資料來源：百度文庫，華西證券研究所指標(biāo)SiGaAsGaN材料分類第一代第二代第三代禁帶寬度/eV1.11.423.49電子遷移率/（ 2/150085002000飽和漂移速度/（107cm/s）12.12.7臨界擊穿場強(qiáng)/（MV/cm)0.30.43.3熱導(dǎo)率(W/cmK)1.50.51.7功率密度/（W/mm)1.50.51.3工作溫度/C175175600集成度較高，可與普通硅工藝

11、兼容較低，無法與普通硅工藝兼容較低，無法與普通硅工藝兼容高頻性能差高高成本最低較高最高工藝成熟度高中低產(chǎn)能穩(wěn)定不穩(wěn)定匱乏主要應(yīng)用性能要求較低的射頻前端芯片應(yīng)用，如2G手機(jī)/ 低端WiFi等消費(fèi)電子高頻/高功率/高性能領(lǐng)域射頻前端芯片應(yīng) 用，如3G/4G手機(jī)遠(yuǎn)距離信號(hào)傳送或高功率級(jí)別射頻細(xì)分市場和軍用電子 領(lǐng)域，如基站/軍用雷達(dá)/衛(wèi) 星通信不同工藝結(jié)構(gòu)圖11資料來源：百度文庫，電子工程世界，華西證券研究所圖：HBT（異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管）結(jié)構(gòu)圖圖：HEMT結(jié)構(gòu)圖BJT用電流控制，F(xiàn)ET屬于電壓控制。HBT具有功率密度高、相位噪聲低、線性度好等特點(diǎn)，GaAs HBT 是目前手機(jī)射頻PA主流工藝。硅基

12、LDMOS器件被廣泛用于基站的射頻PA中。HEMT是FET的一種，近幾年 GaN HEMT憑借其良好的高頻特性吸引了大量關(guān)注。圖：BJT（雙極結(jié)型晶體管）結(jié)構(gòu)圖圖：FET（場效應(yīng)晶體管）結(jié)構(gòu)圖圖：LDMOS結(jié)構(gòu)圖不同應(yīng)用場景所需PA的性能指標(biāo)不同資料來源：淺議射頻功率放大器的研究，華西證券研究所輸出功率分為最大瞬間輸出功率和標(biāo)準(zhǔn)輸出功 率，常說的輸出功率其實(shí)就是標(biāo)準(zhǔn)輸 出功率也是額定輸出功率其實(shí)質(zhì)就是射頻功率放大器能夠以長時(shí)間安全 工作且諧波失真能夠在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)的輸出功率 最大值傳輸增益射頻功率放大器輸出功率與輸入功率的比值射頻功率放大器的傳輸增益是衡量射頻功率放大器品質(zhì)及性能好壞的一項(xiàng)重要指

13、標(biāo)線性指標(biāo)包括1dB 壓縮點(diǎn)、IP3（三階互調(diào)截點(diǎn)）、鄰道功率比以及諧波等射頻功率放大器一般采用非線性放大器，這是 因?yàn)榉蔷€性放大器在效率指標(biāo)上高于線性放大 器效率與雜常采用PAE（功率增加效率）以及nc 散輸出（集電極效率）等方法來衡量作為射頻前端功耗最大的器件，效率指標(biāo)直接 影響通信設(shè)備的綜合效率；雜散輸出與噪聲會(huì) 在當(dāng)接收機(jī)和發(fā)射機(jī)采用不同頻帶工作時(shí)產(chǎn)生 于接收機(jī)頻帶內(nèi)，對(duì)其它鄰道形成干擾。12按照應(yīng)用場景分為大功率（基站等）和小功率（手機(jī)等）?；綪A的應(yīng)用指標(biāo)在于其高功率和高效率，而手機(jī)PA的應(yīng)用指標(biāo)則在 于高線性度、低功耗和高效率。表：射頻PA性能指標(biāo)及說明指標(biāo)定義說明不同應(yīng)用場景

14、下射頻PA的競爭格局13資料來源：Yole，ABI Research, 華西證券研究所基站射頻PA主要供應(yīng)商有Freescale、NXP、Infineon等。2015年，NXP以約 118億美元的價(jià)格并購Freescale后將NXP自身的射頻功率晶體管業(yè)務(wù)剝離賣給 了北京建廣資本，這部分剝離的業(yè)務(wù)后來成立了Ampleon（安譜?。Ｊ謾C(jī)射頻PA主要供應(yīng)商有Skyworks、 Broadcom(Avago) 、Qorvo等。NXP（Freescale）34%Ampleon20%Infineon 10%Sumitomo12%others 24%Skyworks43%Qorvo 25%Broadco

15、m 25%Murata 3%others 4%圖：2018年手機(jī)射頻PA市場份額占比圖：2016年基站射頻PA市場份額占比不同材料工藝的PA產(chǎn)業(yè)分工略有不同14拉晶切 片外延生 長IC設(shè)計(jì)晶圓代 工封裝測 試終端集 成資料來源：穩(wěn)懋公告，華西證券研究所普通硅工藝集成電路和砷化鎵/氮化鎵等化合物集成電路芯片生產(chǎn)流 程大致類似，但與硅工藝不同的是化合物半導(dǎo)體制程由于外延過程復(fù) 雜，所以形成了單獨(dú)的磊晶產(chǎn)業(yè)。磊晶是指一種用于半導(dǎo)體器件制造過程中，在原有芯片上長出新結(jié)晶 以制成新半導(dǎo)體層的技術(shù)，又稱外延生長。以砷化鎵為例，IQE、 VPEC(全新)兩家磊晶廠占據(jù)超過70%的市場份額。由于與Si材料性能

16、差異較大，化合物晶圓制造中設(shè)備及工藝與硅有極 大的不同，所以化合物半導(dǎo)體擁有自己獨(dú)立的全套產(chǎn)業(yè)鏈。圖：化合物半導(dǎo)體芯片產(chǎn)業(yè)鏈射頻PA產(chǎn)業(yè)同時(shí)存在兩種商業(yè)模式15資料來源：穩(wěn)懋公告，華西證券研究所芯片設(shè) 計(jì)企業(yè)晶圓制 造商外包封 測企業(yè)終端垂直整合制造商終端FablessIDM射頻PA 產(chǎn)業(yè)同時(shí)有IDM(Integrated Device Manufacture ， 垂直整合制造) 模式和 Fabless模式。IDM模式是指垂直整合制造商獨(dú)自完成集成電路設(shè)計(jì)、晶圓制造、封測的所有環(huán)節(jié)。該 模式為集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展較早期最為常見的模式，但由于對(duì)技術(shù)和資金實(shí)力均有很高的 要求，因此目前只為少數(shù)大型企業(yè)

17、所采納，歷史成熟廠商Skyworks、Qorvo、Broadcom 等均采用IDM模式。在 Fabless 模式下，集成電路設(shè)計(jì)、晶圓制造、封測分別由專業(yè)化的公司分工完成， 此模式中主要參與的企業(yè)類型有芯片設(shè)計(jì)廠商、晶圓制造商、外包封測企業(yè)。隨著技術(shù) 的成熟和代工能力的興起，代工模式占比也將提升，以手機(jī)射頻PA為例，中國臺(tái)灣廠商 穩(wěn)懋已經(jīng)是砷化鎵射頻工藝非常成熟的代工廠。新晉廠商高通、卓勝微等優(yōu)選Fabless， 主攻IC設(shè)計(jì)，制造封測需求外部合作。圖：射頻PA產(chǎn)業(yè)兩種商業(yè)模式目錄16射頻PA是射頻前端核心器件，決定無線通信質(zhì)量的關(guān)鍵要素從手機(jī)、基站到物聯(lián)網(wǎng)，萬物互聯(lián)時(shí)代射頻PA市場廣闊通信技

18、術(shù)持續(xù)迭代，射頻PA行業(yè)技術(shù)革新永不止步海外廠商擁有先發(fā)優(yōu)勢，國內(nèi)廠商奮起直追前景可期到2035年5G將拉動(dòng)12萬億美元的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)17資料來源：HIS，華西證券研究所圖：5G拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長情況預(yù)測HIS發(fā)布的報(bào)告5G經(jīng)濟(jì)：5G技術(shù)將如何助力全 球經(jīng)濟(jì)預(yù)測，未來5G技術(shù)將給全球經(jīng)濟(jì)帶來12 萬億美元的經(jīng)濟(jì)增長，而2020-2035年間5G技術(shù) 帶來的全球GDP增長量相當(dāng)于一個(gè)印度的GDP。到 2035年，5G價(jià)值鏈本身將創(chuàng)造3.5萬億美元經(jīng)濟(jì) 產(chǎn)出，同時(shí)創(chuàng)造2200萬個(gè)工作崗位，其中中國總 產(chǎn)出9840億美元，就業(yè)機(jī)會(huì)950萬個(gè)，居全球首 位。圖：5G拉動(dòng)產(chǎn)出與就業(yè)預(yù)測5G應(yīng)用場景18資料來源：Y

19、ole，華西證券研究所5G關(guān)鍵技術(shù)19資料來源：Yole，華西證券研究所5G新增高頻頻段20資料來源：Qualcomm，華西證券研究所5G 新 增 頻 段 主 要 劃 分 為 sub-6GHz 和 毫 米 波 ， sub-6GHz 的 全 球 主 流 頻 段 主 要 包 括 n1/n3/n8/n20/n28/n41/n77/n78/n79等，國內(nèi)5G網(wǎng)絡(luò)的頻段主要是中國電信（3400MHz-3500MHz） 和中國聯(lián)通（3500MHz-3600MHz）使用的n78頻段、中國移動(dòng)使用的n41（2515MHz-2675MHz）和n79（4800MHz-4900MHz）頻段。除n41頻段靠近4G頻段

20、外，n78、n79頻段相對(duì)比4G頻段屬于更高的頻 譜。圖：全球5G頻段5G具有更大的帶寬21資料來源： Qorvo ，搜狐網(wǎng)，華西證券研究所4G走向5G時(shí)另一個(gè)重大的變化是 手機(jī)必須支持更大的帶寬，提高 帶寬是實(shí)現(xiàn)以全新5G頻段為目標(biāo) 的更高數(shù)據(jù)速率的關(guān)鍵。LTE 頻 段不高于 3GHz，單載波帶寬僅為 20MHz，到了5G時(shí)代，F(xiàn)R1的信道/ 單載波帶寬高達(dá) 100MHz，F(xiàn)R2 的 單載波帶寬高達(dá) 400MHz。圖：4G與5G帶寬對(duì)比圖運(yùn)營商5G頻段帶寬5G頻段號(hào)中國移動(dòng)2515MHz-2675MHz160MHzn414800MHz-4900MHz100MHzn79中國電信3400MHz-

21、3500MHz100MHzn78中國聯(lián)通3500MHz-3600MHz100MHzn78中國電信、中國聯(lián)通的5G頻段n78帶寬分 別為100MHz ； 中國移動(dòng)n79 頻段帶寬為 100MHz， n41頻段帶寬高達(dá)160MHz。圖：國內(nèi)三大運(yùn)營商5G頻段帶寬智能手機(jī)市場規(guī)模大，5G將刺激換機(jī)22資料來源：Strategy Analytics ，華西證券研究所14.415.0714.313.30%14.881.30%-5%14.13-1.30%-5%0%5%1314151620152016201720182019Yole數(shù)據(jù)顯示，2018年全球智能手機(jī)銷售額4220億美元（約合3萬億元人民幣），

22、以出貨量14億部計(jì)算，智能手機(jī)平均售價(jià)達(dá)到301美元（約合2000元人民幣）。愛立信數(shù)據(jù)顯示，2018年全球智能手機(jī)存量50億部，預(yù)計(jì)到2024年全球智能手機(jī)存量將達(dá)到 72億部。2018、2019全球智能手機(jī)出貨量同比均出現(xiàn)下滑，我們判斷主要原因是智能手機(jī)階段性創(chuàng)新 乏力、性能過剩導(dǎo)致的換機(jī)周期拉長，手機(jī)市場急需新動(dòng)力。5G將有望刺激消費(fèi)者換機(jī)，為 市場增長注入動(dòng)力。根據(jù)市場調(diào)研機(jī)構(gòu)Strategy Analytics近日發(fā)布的最新報(bào)告稱，全球5G手機(jī)需求2020年一季 度大漲，其今年首季出貨量，超過去年的1870萬臺(tái)至2410萬臺(tái)。圖：全球智能手機(jī)出貨量出貨量（億臺(tái)）同比5G全網(wǎng)通手機(jī)至少

23、要新增3大頻段2018年12月中國三大運(yùn)營商獲得n41、n78、n79三個(gè)頻段；工信部規(guī)定手機(jī)滿足攜號(hào)轉(zhuǎn)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)通功能，新的5G手機(jī)不僅要 向下兼容2G、3G、4G，也要兼容5G全部頻段。23資料來源：Qorvo，華西證券研究所4G時(shí)代的1T2R，1路發(fā)射、2路接收24資料來源：英飛凌，華西證券研究所典型的4G手機(jī)需要支持約40個(gè)頻段，如B1、B3、B5、B8、B38、B41等，每個(gè)頻段都需要有1 路發(fā)射和2路接收。發(fā)射通路上需要濾波器、功率放大器、開關(guān)等，接收通路需要開關(guān)、低 噪放、濾波器等器件。圖：4G時(shí)代1T2R示意圖部分頻段的射頻前端可以共用25資料來源：RESONANT，華西證券

24、研究所在4G LTE頻段劃分中，有部分頻率相近或重合的頻段，可以形成射頻前端器件共用，業(yè)界通常 將4G頻段劃分為低頻（698960Mhz）、中頻（17102200MHz）和高頻（24003800MHz），相應(yīng) 的，對(duì)應(yīng)射頻前端器件可以形成低頻模組、中頻模組和高頻模組。圖：4G手機(jī)射頻架構(gòu)5G新增頻段，且SA模式要求2T4R26資料來源：RESONANT，華西證券研究所歸根結(jié)底，由于5G增加了新頻段，支持新頻段就需要增加配套的射頻前端芯片。簡化來看，射頻發(fā)射通路主要是PA和濾波器，接收通路主要是LNA和濾波器，其他如射頻開 關(guān)、RFIC、電阻、電容、電感均為核心芯片的配套。圖：5G手機(jī)射頻架構(gòu)圖

25、：簡化示意圖手機(jī)射頻PA單機(jī)用量大幅增加27新增一個(gè)頻段將會(huì)增加2顆PA的使用量，新增三個(gè)頻段大概增加6顆左右 的PA芯片，4G多模多頻手機(jī)需要5-7顆PA，預(yù)測5G多模多頻手機(jī)內(nèi)的PA芯 片最多或?qū)⑦_(dá)到16顆。圖：3G、4G、5G手機(jī)射頻前端器件大幅度增多資料來源：MWRF ，華西證券研究所射頻PA市場增長穩(wěn)定28根據(jù)QYR Electronics Research 數(shù)據(jù)，2011-2018 年，全球射頻功率放 大器的市場規(guī)模從25.33億美元增長至31.05億美元，年均復(fù)合增長率 2.95%；預(yù)計(jì)至2023年，市場規(guī)模將達(dá)35.71億美元。PA市場整體增速較 其他射頻前端芯片增速低，主要是

26、因?yàn)楦叨?G和5G PA市場將保持增長， 但是2G/3G PA市場將會(huì)逐步衰退。圖：20112023年P(guān)A市場空間（億美元）資料來源： QYR ，華西證券研究所2531362520151050303540201120182023E手機(jī)射頻PA模組市場有望超百億美元29由于射頻前端模塊化是大勢所趨，且射頻PA是主動(dòng)元器件，是射頻前端功耗最大的器件，決定了手機(jī)通信質(zhì)量，因此射頻PA廠商往往主導(dǎo)了PA模組的市場。根據(jù)Yole Development的統(tǒng)計(jì)與預(yù)測，2018年射頻前端市場為150億美元，并將以8的 年均復(fù)合增長率增長，到2025年有望達(dá)到258億美元。其中，功率放大器模組市場規(guī)模 預(yù)計(jì)1

27、04億美元，接收模組預(yù)計(jì)29億美元，WiFi連接模組預(yù)計(jì)31億美元，天線模組預(yù)計(jì) 13億美元，分立濾波器及雙工器等預(yù)計(jì)51億美元，分立射頻低噪聲放大器及普通開關(guān)預(yù) 計(jì)17億美元，天線調(diào)諧開關(guān)預(yù)計(jì)12億美元。圖：20172023年智能手機(jī)射頻前端市場資料來源：Yole ，華西證券研究所理論上5G基站覆蓋范圍低于4G基站30資料來源：Qualcomm，華西證券研究所基站電磁波的自由空間損耗可以從Friis Transmission Equation(弗林斯傳輸方 程)得到電磁波波長與傳輸距離成正比，也即是電磁波頻率與傳輸距離成反比。 理論上，當(dāng)其他條件相同時(shí)，頻率越高基站覆蓋范圍越小，也即是5G基

28、站覆蓋范 圍理論上低于4G基站。通過采用3D MIMO技術(shù)提升天線增益以提升下行覆蓋和下行用戶體驗(yàn)，使得下行 覆蓋可以接近4G，不過考慮到終端（手機(jī)等）功率限制，上行鏈路是擴(kuò)大覆蓋的 瓶頸。圖：3D MIMO技術(shù)圖：Friis Transmission EquationGIV預(yù)測2025年全球?qū)⒂?50萬個(gè)5G基站31資料來源：華為giv2025，華西證券研究所中國基站建設(shè)數(shù)量全球領(lǐng)先32資料來源：工信部，中商產(chǎn)業(yè)研究院，華西證券研究所35146655961966784185177263328372544900800700600500400300200100020142015201820192

29、016移動(dòng)電話基站數(shù)20174G基站數(shù)省份2019年已建2020年目標(biāo)廣東3.6萬個(gè)新建6萬個(gè)浙江1.57萬個(gè)新建5萬個(gè)山東1萬個(gè)新建3萬個(gè)重慶2萬個(gè)新建3萬個(gè)廣西2500個(gè)建成2萬個(gè)以上北京1.74萬個(gè)建成3萬個(gè)以上上海1.6萬個(gè)建成2萬個(gè)遼寧3000個(gè)建設(shè)2萬個(gè)深圳5450個(gè)建設(shè)約3萬個(gè)湖南2000個(gè)完成超1萬個(gè)河北-建設(shè)1萬個(gè)福建-建成1萬個(gè)2019年，全國凈增移動(dòng)電話基站174萬個(gè)，總數(shù)達(dá)841萬個(gè)，其中4G基站總數(shù)達(dá)到544 萬個(gè)。中國4G的基站數(shù)量占到全球4G基站數(shù)量的一半以上。中國5G基站建設(shè)在全球占比有望延續(xù)4G的格局。根據(jù)賽迪顧問的數(shù)據(jù)顯示，到2020年 底，全球5G商用網(wǎng)絡(luò)

30、將從2019年的60個(gè)增至170個(gè)，基站會(huì)從2019年的50萬個(gè)增長到 150萬個(gè)，全球5G用戶預(yù)計(jì)將會(huì)從1000多萬增至2.5億，而中國將占全球整個(gè)5G基站建 設(shè)的50%以上，在用戶的發(fā)展數(shù)量上占世界的70%以上。圖：部分省份2020年5G基站建設(shè)目標(biāo)圖：20142019年中國4G基站建設(shè)數(shù)量（萬個(gè)）宏基站單站PA使用量大幅度提升33資料來源：51CTO，搜狐，華西證券研究所根據(jù)中國聯(lián)通5G基站設(shè)備技術(shù)白皮書， 對(duì)于6GHz以下頻段， AAU設(shè)備主要包括 64T64R、32T32R、16T16R三種類型，這三種類型設(shè)備主要區(qū)別在于設(shè)備收發(fā)通道數(shù)的差 異。相對(duì)比4G基站采用4T4R方案，收發(fā)通

31、道數(shù)大幅度增加，每一個(gè)收發(fā)通道對(duì)應(yīng)一個(gè)射 頻單元，5G宏基站單站射頻PA使用量對(duì)比4G基站有大幅度提升。圖：基站每個(gè)收發(fā)通道對(duì)應(yīng)一個(gè)射頻單元圖：中興通訊 Pre5G Massive MIMO2.0基站射頻市場未來幾年有望翻番34資料來源：知乎，賽迪顧問，華西證券研究所由于基站建設(shè)呈現(xiàn)一定的周期性，因此基站射頻市場也相應(yīng)的呈現(xiàn)一定的周期性。 根據(jù)賽迪顧問的數(shù)據(jù)顯示，中國基站射頻市場規(guī)模有望從2020年的不到50億元增長 到2023年的超過110億元，整體市場份額增長超過一倍，之后每年的市場份額將逐年 下降。圖：基站射頻子系統(tǒng)構(gòu)成圖：2020-2027年中國5G細(xì)分環(huán)節(jié)市場規(guī)模預(yù)測（億元）5G時(shí)代

32、室內(nèi)流量占比高達(dá)80%35資料來源：室內(nèi)5G網(wǎng)絡(luò)白皮書，華西證券研究所和發(fā)展的一個(gè)方向。5G技術(shù)將廣泛用于智慧家庭、遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程教 育、工業(yè)制造和物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，具體包括千兆級(jí)移動(dòng) 寬帶數(shù)據(jù)接入、3D視頻、高清視頻、云服務(wù)、增強(qiáng) 現(xiàn)實(shí)（AR）、虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）、工業(yè)制造自動(dòng)化、 緊急救援、自動(dòng)駕駛、現(xiàn)代物流等典型業(yè)務(wù)應(yīng)用。 其中，高清視頻、AR、VR、遠(yuǎn)程醫(yī)療、工業(yè)制造自 動(dòng)化、現(xiàn)代物流管理等主要發(fā)生在建筑物室內(nèi)場 景。圖：室內(nèi)不同應(yīng)用場景流量占比2019中國無線電大會(huì)上，中國鐵塔 通信技術(shù)研究院無線技術(shù)總監(jiān)鄒勇 發(fā)表演講表示，相比4G時(shí)代的70%， 5G時(shí)代室內(nèi)流量占比高達(dá)80%，包括 語音、

33、ARVR等應(yīng)用，對(duì)網(wǎng)絡(luò)時(shí)延提 出了更高要求。而5G的頻段非常高，傳播損耗、穿透損耗都很大， 難以從室外傳到室內(nèi)。因此解決室 內(nèi)信號(hào)覆蓋是5G時(shí)代需要重點(diǎn)解決圖：5G應(yīng)用場景小基站預(yù)計(jì)將迎來發(fā)展時(shí)機(jī)4T4R以上的室內(nèi)數(shù)字化分布基站有望 得到部署。根據(jù)工信部通信科技委常務(wù)副主任韋 樂平在2019中國光網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)上的預(yù) 測2021到2027年國內(nèi)將建設(shè)數(shù)千萬級(jí) 小基站。36資料來源：室內(nèi)5G網(wǎng)絡(luò)白皮書，5G超密集組網(wǎng)技術(shù)研究，華西證券研究所圖：微微協(xié)同下的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖：宏微協(xié)同下的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖：室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營平臺(tái)Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)建立了分布式連接架構(gòu)Wi-Fi全稱為wireless fidelity,在無線局

34、域網(wǎng)的范疇是指“無線相容性認(rèn)證”，實(shí) 質(zhì)上是一種商業(yè)認(rèn)證，同時(shí)也是一種無線聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)。 Wi-Fi主要定位成小范圍、熱 點(diǎn)式的覆蓋，工作在2.4GHz或5GHz兩個(gè)未授權(quán)頻段。 Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)由IEEE標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)制定。Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)建立了分布式連接架構(gòu)，使Wi-Fi能承載絕大部分無線流量，并在住宅內(nèi)、 建筑物內(nèi)、設(shè)備密集的室外區(qū)域等提供寬帶連接。Wi-Fi 已成為當(dāng)今世界無處不在的技術(shù)，為數(shù)十億設(shè)備提供連接，也是越來越多的用戶上網(wǎng)接入的首選方式，并且有逐步取代有線接入的趨勢。37資料來源： IT百科，搜狐網(wǎng)，華西證券研究所圖：WI-FI應(yīng)用圖：華為無線路由器Wi-Fi技術(shù)不斷發(fā)展以滿足更多需求3

35、8資料來源：百度文庫，華為WIFI 6技術(shù)白皮書，華西證券研究所時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)頻段最大傳輸命名1997年802.112.4GHz2Mbps1999年802.11b2.4GHz11Mbps1999年802.11a5GHz54Mbps2003年802.11g2.4GHz54Mbps2009年802.11n2.4GHz 和5 GHz540 MbpsWi-Fi 42013年802.11ac wave15 GHz1.73GbpsWi-Fi 52015年802.11acwave25 GHz3.47Gbps2019年802.11ax2.4GHz 和5 GHz9.6GbpsWi-Fi 6表：Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展隨著視

36、頻會(huì)議、無線互動(dòng)VR、移動(dòng)教學(xué)等業(yè)務(wù)應(yīng) 用越來越豐富，Wi-Fi接入終端越來越多，IoT的 發(fā)展更是帶來了更多的移動(dòng)終端接入無線網(wǎng)絡(luò)， 甚至以前接入終端較少的家庭Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)也將隨著 越來越多的智能家居設(shè)備的接入而變得擁擠。因 此Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)仍需要不斷提升速度，同時(shí)還需要考 慮是否能接入更多的終端，適應(yīng)不斷擴(kuò)大的客戶 端設(shè)備數(shù)量以及不同應(yīng)用的用戶體驗(yàn)需求。圖：不同Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)下的接入量與人均帶寬關(guān)系為適應(yīng)新的業(yè)務(wù)應(yīng)用 和減小與有線網(wǎng)絡(luò)帶 寬的差距， 每一代 802.11的標(biāo)準(zhǔn)都在大 幅度的提升其速率。Wi-Fi6性能全面提升39資料來源：華為WIFI 6技術(shù)白皮書，華西證券研究所Wi-F

37、i 6是新一代802.11 ax標(biāo)準(zhǔn)的簡稱，核心技術(shù)包括OFDMA頻分復(fù)用技術(shù)、DL/UL MU MIMO技 術(shù)、更高階的調(diào)制技術(shù) (1024 QAM)、空分復(fù)用技術(shù)SR BSS Coloring著色機(jī)制、擴(kuò)展覆蓋范圍（ER）等，支持2.4 GHz頻段，具有目標(biāo)喚醒時(shí)間（TWT）功能。Wi-Fi 6連接數(shù)翻倍，傳輸速率 最高可達(dá)9.6Gbps，低時(shí)延，更低功耗。于2019年Q3正式開啟認(rèn)證計(jì)劃。802.11ax設(shè)計(jì)之初就是為了適用于高密度無線接入和高容量無線業(yè)務(wù)，比如室外大型公共場所、 高密場館、室內(nèi)高密無線辦公、電子教室等場景。根據(jù)預(yù)測，到2020年全球移動(dòng)視頻流量將占 移動(dòng)數(shù)據(jù)流量的50%

38、以上，其中有80%以上的移動(dòng)流量將會(huì)通過Wi-Fi承載。圖：不同WI-FI標(biāo)準(zhǔn)下應(yīng)用場景Wi-Fi6滲透率持續(xù)提升40資料來源：IDC，華西證券研究所IDC在3月4日發(fā)布2019年第三季中國WLAN市場季度追蹤報(bào)告顯示，WLAN市場整體規(guī)模仍處平穩(wěn) 增長趨勢，其中Wi-Fi 6在去年第三季開始從一些主流廠商陸續(xù)登場，首次登場的Wi-Fi 6產(chǎn)品在去 年第三季便有470萬美元的銷售規(guī)模。IDC 預(yù)計(jì)，今年Wi-Fi 6將在無線市場中大放異彩，僅在中國 市場的規(guī)模就將接近2億美元。IDC預(yù)測國內(nèi)到2023年Wi-Fi市場規(guī)模將超過12億美元，Wi-Fi 6將在 未來幾年快速滲透。圖：2014-20

39、23年中國網(wǎng)絡(luò)無線市場規(guī)模預(yù)測目錄41射頻PA是射頻前端核心器件，決定無線通信質(zhì)量的關(guān)鍵要素從手機(jī)、基站到物聯(lián)網(wǎng)，萬物互聯(lián)時(shí)代射頻PA市場廣闊通信技術(shù)持續(xù)迭代，射頻PA行業(yè)技術(shù)革新永不止步海外廠商擁有先發(fā)優(yōu)勢，國內(nèi)廠商奮起直追前景可期相關(guān)標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)提示5G給射頻PA設(shè)計(jì)帶來了更大難度42資料來源：集微網(wǎng) ，華西證券研究所5G除了新頻段增加射頻PA的用量外，由于手機(jī)輕薄化趨勢下留給各器件的空間越來越小， 如何在更小的空間里面增加更多的PA、LNA等是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)；多天線導(dǎo)致后端插損更大，因此PA需要更高的功率；PA是大信號(hào)電路，帶寬越大對(duì)設(shè)計(jì)的要求越高，帶寬從20MHz提升到100MHz是一個(gè)量

40、級(jí)的提升，PA設(shè)計(jì)上需要進(jìn)行升級(jí)。圖：5G給射頻前端帶來的挑戰(zhàn)射頻PA的工藝及演進(jìn)43資料來源：GLOBALFOUNDRIES ，華西證券研究所圖：射頻PA工藝演進(jìn)目前射頻PA的常見工藝有GaAs、 SiGe BiCMOS、CMOS和RF-SOI。GaAs 具有射頻性能好、擊穿電壓高等優(yōu) 勢，但成本高、難于集成，未來發(fā) 展方向主要在于開發(fā)更大尺寸晶圓 技術(shù)降低制造成本。其他三者均是 以硅為基礎(chǔ)的半導(dǎo)體工藝，具有集 成度好、成本低等優(yōu)勢，但材料性 能局限明顯。四者優(yōu)劣勢及發(fā)展方向見下表：工藝優(yōu)勢劣勢發(fā)展方向GaAsRF性能好、擊穿電壓高成本高、難于集成開發(fā)200mm晶圓技術(shù)，更大的尺寸將降低制造

41、成本SiGe BiCMOS高頻特性好、集成度高、 良率和成本優(yōu)勢截止頻率與擊穿電壓過低， 功率消耗較高提高截止頻率和擊穿電壓，降低功 耗CMOS低成本、高集成度高噪聲、低絕緣度與Q值、改 善性能將增加制程成本、功 放面積與GaAs比過大短期在對(duì)性能不十分苛求的市場領(lǐng) 域依靠成本優(yōu)勢開拓市場，長期需 要CMOS PA架構(gòu)重大的突破和創(chuàng)新RF-SOI功耗、易于集成在擊穿電壓方面面臨挑戰(zhàn)提升它們的擊穿電壓，以實(shí)現(xiàn)好的 線性度和大信號(hào)處理能力砷化鎵仍將是手機(jī)端PA的主流工藝44Si CMOS PA存在低崩潰電壓、高頻損耗、訊號(hào)隔離度不佳、低輸出功率密度等缺點(diǎn)。 GaN特性參數(shù)雖然好，但目前成本高，需要

42、較高電壓驅(qū)動(dòng)，智能手機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓較低導(dǎo)致 GaN PA的性能打折。其他SiGe、BiCMOS、RF-SOI短期內(nèi)都需要進(jìn)一步突破性能局限。 GaAs具有載波聚合和多輸入多輸出（MIMO）技術(shù)所需的高功率和高線性度，因此未來 一段時(shí)間將維持GaAs材料工藝主導(dǎo)的格局。據(jù)Strategy Analytics之研究報(bào)告中指出，2018年全球砷化鎵元件市場(含IDM廠之組 件產(chǎn)值)總產(chǎn)值約為88.7億美元。圖：20132018年全球砷化鎵元件總產(chǎn)值及增長情況（億美元）64.574.281.582.188.388.79.23%15.03%9.80%0.74%7.52%0.45%0%4%8%12%16%02

43、0406080100201320142015資料來源：Strategy Analytics，華西證券研究所201620172018通信領(lǐng)域目前是砷化鎵工藝主戰(zhàn)場45資料來源：前瞻經(jīng)濟(jì)學(xué)人，華西證券研究所相對(duì)比硅半導(dǎo)體，砷化鎵半導(dǎo)體具有高頻、抗輻射、耐高電壓等特性，因此廣泛應(yīng)用在主流的商 用無線通訊、光通訊以及先進(jìn)的國防、航空及衛(wèi)星用途上，其中無線通訊的普及更是催生砷化鎵 代工經(jīng)營模式的重要推手。砷化鎵具有不同于硅等其他半導(dǎo)體之晶圓代工技術(shù)、設(shè)計(jì)流程與驗(yàn)證模式。在砷化鎵的晶圓尺寸上，六寸晶圓是目前主流尺寸。圖：砷化鎵終端應(yīng)用市場占比60%10%30%通信領(lǐng)域國防與航空航天領(lǐng)域其他砷化鎵半導(dǎo)體擁有

44、獨(dú)立的全套產(chǎn)業(yè)鏈46資料來源：百度文庫，華西證券研究所與硅材料大規(guī)模集成電路制造不同，砷化鎵微波功率半導(dǎo)體多為分立器件，制 造工藝相對(duì)簡單。另一方面，由于材料性能差異較大，砷化鎵晶圓制造中設(shè)備 及工藝與硅有極大的不同。所以砷化鎵半導(dǎo)體擁有自己獨(dú)立的全套產(chǎn)業(yè)鏈。砷化鎵器件制備包括拉單晶、外延、設(shè)計(jì)、晶圓代工和封裝測試環(huán)節(jié)。圖：砷化鎵半導(dǎo)體制造流程砷化鎵單晶生長工藝資料來源：前瞻經(jīng)濟(jì)學(xué)人，知乎，華西證券研究所從20世紀(jì)50年代開始就開發(fā)出了多種砷化鎵單晶生長方法。目前主流工業(yè)化生長工藝包括：液封 直拉法（LEC）、水平布里其曼法（HB）、垂直布里其曼法（VB）以及垂直梯度凝固法（VGF）等住友電氣

45、、費(fèi)里博格和AXT等龍頭廠商以VGF/VB/LEC工藝為主。日本住友電氣GaAs單晶生產(chǎn)以VB法和LEC法為主，德國費(fèi)里博格以VGF和LEC法為主，而美國AXT則以VGF法為主。表：砷化鎵襯底主流生長工藝對(duì)比大類工藝特點(diǎn)LECHBVGFVB工藝 水平低位錯(cuò)差好很好很好位錯(cuò)均勻性差中等好好長尺寸好差好好大直徑好差好好監(jiān)控可觀察可觀察不可觀察不可觀察生產(chǎn) 水平直徑（英寸）3、4、62、32、3、4、5、62、3、4、5、6生產(chǎn)規(guī)模批量生產(chǎn)批量生產(chǎn)批量生產(chǎn)批量生產(chǎn)優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)可靠性高，容易生長 較長的大直徑單晶， 晶體碳含量可控，晶 體的半絕緣特性好位錯(cuò)密度比LEC砷化鎵單晶 的位錯(cuò)密度低一個(gè)數(shù)量級(jí)以

46、 上適合生長超低位錯(cuò)的砷化鎵單晶既可以生長低阻砷 化鎵單晶，也可以 生長高阻半絕緣砷 化鎵單晶缺點(diǎn)化學(xué)劑量比較難控制、 熱場的溫度梯度大（100150 K/cm）、 晶體的位錯(cuò)密度高達(dá) 104以上且分布不均勻難以生長非摻雜的半絕緣砷 化鎵單晶，所生長的晶體界 面為D形，在加工成晶體過 程中將造成較大的材料浪費(fèi)。難以生長大直徑的晶體晶體生長過程中無 法觀察與判斷晶體 的生長情況，同時(shí) 晶體的生長周期較 長晶體生長過程中無 法觀察與判斷晶體 的生長情況，同時(shí) 晶體的生長周期較長 47砷化鎵基板主流生長工藝圖示48圖：液封直拉法（LEC）圖：水平布里其曼法（HB）圖：垂直布里奇曼法（VB）圖：垂直梯

47、度凝固法（VGF）資料來源：知乎，華西證券研究所GaAs單晶襯底市場三廠商主導(dǎo)49資料來源：Semiconductor TODAY，華西證券研究所全球半絕緣GaAs單晶襯底市場方面，根據(jù)Semiconductor TODAY數(shù)據(jù)，目前全球半絕緣單晶GaAs 襯底市場集中度高達(dá)95%，日本的住友電氣（SumitomoElectric）、德國費(fèi)里伯格（Freiberger Compound Materials）以及美國的AXT公司占據(jù)了95%以上的市場份額。圖：三廠商占據(jù)GaAs單晶襯底市場95%以上份額其他, 5%Freiberger、 AXT 、 Sumitomo 合計(jì), 95%砷化鎵外延過程

48、復(fù)雜形成單獨(dú)環(huán)節(jié)50外延是指一種用于半導(dǎo)體器件制造過程中，在原有芯片上長出新結(jié)晶以制成新半導(dǎo)體層的技術(shù)。 此技術(shù)又稱外延成長（Epitaxial Growth），或指以外延技術(shù)成長出的結(jié)晶，有時(shí)可能也概指以 外延技術(shù)制作的晶粒。外延技術(shù)可用以制造硅晶體管到CMOS集成電路等各種組件，尤其在制作化合物半導(dǎo)體例如砷化鎵外延晶圓時(shí)，外延尤其重要。外延成長技術(shù)大致有幾種：化學(xué)氣相沉積、分子束外延技術(shù)、液相外延或稱液態(tài)外延（LPE）、固 相外延（SPE）。其中，分子束磊晶法（MBE）及化學(xué)氣相沉積法（MOCVD）是目前僅存的關(guān)鍵且成 熟的-族化合物半導(dǎo)體磊晶代工技術(shù)。兩種技術(shù)各有其特殊且不可取代的優(yōu)點(diǎn)。

49、磊晶片廠商主要有英商IQE、臺(tái)商VPEC（全新光電）、日商Sumitomo Chemicals、臺(tái)商IntelliEPI（英特磊）。其中， Sumitomo Chemicals和全新光電皆為MOCVD廠商，英特磊是MBE廠商，IQE兩 種技術(shù)都有。圖：全球砷化鎵磊晶廠市場份額（2018年）IQE, 54%VPEC, 25%SumitomoChemicals,13%IntelliEPI, 6%其他, 2%資料來源：Strategy Analytice，華西證券研究所分子束磊晶法及化學(xué)氣相沉積法51資料來源：維基百科，百度，華西證券研究所MBE成長條件是透過元素加熱方式，藉由超高真空環(huán)境的腔體，將

50、所需磊晶元素加熱升 華形成分子束，當(dāng)分子束接觸基板后，就可以形成所需磊晶結(jié)構(gòu)。MOCVD成長條件是由氣相方法進(jìn)行，透過氫氣或氮?dú)獾忍囟ㄝd氣引導(dǎo)，使三族和五族氣 體均勻混合后，再導(dǎo)入反應(yīng)腔體中，接著透過適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)溫度（400800度），讓氣體 裂解并成長于基板上。圖：分子束磊晶法（MBE）從量產(chǎn)速率來看，MOCVD為氣相方式導(dǎo)入反應(yīng)腔體，其速度較MBE快1.5倍；但以磊晶品質(zhì)來說，由于MBE可精 準(zhǔn)控制分子束磊晶成長，因此比MOCVD有更佳結(jié)果。圖：化學(xué)氣相沉積法（MOCVD）代工成熟，穩(wěn)懋是砷化鎵最大的代工廠WIN（71.1%）52GCS（8.4%）AWSC（8.7%）Qorvo（2%） （9

51、.8%）資料來源：Strategy Analytics，穩(wěn)懋公告，華西證券研究所以砷化鎵晶圓代工市場而言，2018年代工市場規(guī)模為7.47億美元，其中穩(wěn)懋2018 年市占率為71.1%，為全球第一大砷化鎵晶圓代工半導(dǎo)體廠商。AWSC（宏捷科技）、GCS（環(huán)宇通訊半導(dǎo)體，主要運(yùn)營在美國）合計(jì)占有17.1%的市場份額。這三家代工廠合計(jì)占有88.2%的市場份額。圖：砷化鎵代工市場格局（2018年）Others砷化鎵產(chǎn)業(yè)鏈53資料來源：穩(wěn)懋公告，華西證券研究所上游IC設(shè)計(jì)：高通、 聯(lián)發(fā)科、立積、 華為海思、卓 勝微等中游下游Solution(全智矽格)、King Yuan(京元電)基 板 ： Frei

52、berger、晶元制造：WIN Semi.(穩(wěn)懋)、封裝：Tong Hsing、手機(jī)射頻前端、 基站等AXT Inc.、AWSC(宏捷)、LingsenSumitomoGCS(環(huán)宇)、Precision磊晶片：IQE、VPEC、SCIOCS、Wavetek (聯(lián)穎)測試：GigaSumika、英特)、 ASE(日月磊、聯(lián)亞光)、Sigurd(終端圖：砷化鎵產(chǎn)業(yè)鏈Skyworks、Qorvo、Broadcom、Lumentum II-VI、Finisar終端FablessIDM射頻芯片：分立式和模組54資料來源： Broadcom ，華西證券研究所射頻前端模組是將射頻開關(guān)、低噪聲放大器、濾波器、

53、雙工器、功率放大器等兩種或者兩種以上的分 立器件集成為一個(gè)模組，從而提高集成度與性能并使體積小型化。根據(jù)集成方式的不同可分為DiFEM（集成射頻開關(guān)和濾波器）、LFEM(集成射頻開關(guān)、低噪聲放大器和濾波器)、FEMiD（集成射頻開關(guān)、濾波器和雙工器）、PAMiD（集成多模式多頻帶PA和FEMiD）等模組組合。持續(xù)增加的射頻前端器件數(shù)量和PCB板可用面積趨緊之間的矛盾促進(jìn)射頻前端模組化發(fā)展，越來越多 的分立式射頻前端芯片通過SiP技術(shù)封裝在同一顆大芯片里面。從Broadcom的發(fā)展來看，20072010年 主要是分立的射頻前端器件，20112013年是單顆PA模組，2014年以來持續(xù)升級(jí)，已經(jīng)實(shí)

54、現(xiàn)多頻段PA 模組整合。與此同時(shí)，Skyworks、Qorvo、村田、高通等射頻前端芯片大廠均已推出多品類射頻前端 模組產(chǎn)品。圖：Broadcom射頻前端器件演進(jìn)射頻芯片：分立式和模組55資料來源： Yole ，華西證券研究所據(jù)Yole Development的統(tǒng)計(jì)與預(yù)測，分立器件與射頻模組共享整個(gè)射頻前端市場。2018年射頻模組市 場規(guī)模達(dá)到105億美元，約占射頻前端市場總?cè)萘康?0%。到2025年，射頻模組市場將達(dá)到177億美 元，年均復(fù)合增長率為8%；2018年分立器件市場規(guī)模達(dá)到45億美元，約占射頻前端市場總?cè)萘康?0%。到2025年，分立器件仍將保留81億美元的市場規(guī)模。圖：2018

55、-2025年射頻前端芯片分立式和模組的市場規(guī)模對(duì)比（百萬美元）452753396101663970097392777280991047311396124501369115166161861711217745050001000015000200002500030000201820192020E2021E2022E2023E2024E2025E分立式模組不同射頻器件可構(gòu)成不同模組56資料來源：慧智微官網(wǎng)，Murata官網(wǎng)，華西證券研究所射頻前端模組按集成器件不同大致分為：L-PAMiF（PA、LNA、開關(guān)、濾波器等高集成度模塊）、PAMiD（帶集成雙工器的功率放大器模塊）、PAM（功率放大器模塊）

56、、Rx DM（接收分集模塊）、ASM（開關(guān)復(fù)用器、天線開關(guān)模塊）、FEM（射頻開關(guān)、濾波器）、 天線耦合器（多路復(fù)用器）、LMM（低噪聲放大器-多路復(fù)用器模塊）、MMMB PA（多模、 多頻帶功率放大器）和毫米波前端模組。其中L-PAMiF、PAMiD等都是高集成度模組。圖：慧智微n77/n79雙頻L-PAMiF芯片圖：村田的PAMiD模組（虛線內(nèi)）接收模組（FEM）57資料來源：Techinsights，Yole，華西證券研究所2529252423292827263020182025E接收模組主要指承擔(dān)下載功能的射頻模組，不含PA。以手機(jī)為例，與基站通信的過 程中，分為上行（上傳）和下行（下

57、載），手機(jī)上傳數(shù)據(jù)需要手機(jī)PA將信號(hào)放大， 基站處于接收狀態(tài)；下載數(shù)據(jù)需要基站方面的PA將信號(hào)放大，手機(jī)處于接收狀態(tài)。 接收模組主要是射頻開關(guān)、濾波器、LNA等芯片產(chǎn)品的排列組合。據(jù)Yole Development數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)射頻前端接收模組市場空間將從2018年的25億美元 增長到2025年的29億美元，年均復(fù)合增長率為2%。圖：小米10中用到的接收模組圖：2018-2025年接收模組市場空間（億美元）功率放大器模組（PAM）58資料來源：Qorvo，Yole，華西證券研究所圖：射頻濾波器原理圖功率放大器模組主要指承擔(dān)上傳信號(hào)功能的射頻模組，包含PA。以手機(jī)為例，與基站通信的 過程中，分為上行

58、（上傳）和下行（下載），手機(jī)上傳數(shù)據(jù)需要手機(jī)PA將信號(hào)放大，基站處 于接收狀態(tài)；下載數(shù)據(jù)需要基站方面的PA將信號(hào)放大，手機(jī)處于接收狀態(tài)。功率放大器模組 主要是射頻開關(guān)、濾波器、PA等芯片產(chǎn)品的排列組合。以Qorvo某款M/HB PA模組為例，在一 顆大SiP封裝內(nèi)，包含有12個(gè)濾波器、3個(gè)PA、1個(gè)控制芯片、1個(gè)天線開關(guān)和3個(gè)射頻開關(guān)。據(jù)Yole Development數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)功率放大器模組模組市場空間將從2018年的60億美元增長到 2025年的104億美元，年均復(fù)合增長率為8%。圖：2018-2025年功率放大器模組市場空間（億美元）601046040200100801202018202

59、5EAiP模組（毫米波天線模組）59資料來源：卓勝微，Yole，華西證券研究所圖：AiP模塊構(gòu)成由于毫米波頻率高，傳輸損耗大，因此天線和射頻前端集成化，典型設(shè)計(jì)上，將毫米波天線與毫米波芯片封裝在一起，業(yè)內(nèi)稱之為AiP（antenna-in-package）?，F(xiàn)階段美國5G網(wǎng)絡(luò)主推毫米波建設(shè)，三星美國版搭載AiP模組支持美國5G頻段。預(yù)計(jì)2020年 iPhone新品美國版本同樣需要配置AiP模組。據(jù)Yole Development數(shù)據(jù)，AiP模組于2019年開始產(chǎn)生銷售，主要是美國市場，預(yù)計(jì)到2025年 市場空間將達(dá)到13億美元，年均復(fù)合增長率為68%。0.6130212108641420192

60、025E圖：20192025 AiP模組市場空間（億美元）WiFi模組60資料來源：Yole，華西證券研究所圖 ：iPhone SE 主 板 ， 黃 色 框 為 USI 339S00648 WiFi/藍(lán)牙 SoC，支持最新WiFi 6WiFi功能是智能手機(jī)的必備，最新一代標(biāo)準(zhǔn)為WiFi 6，小米10、華為P40、iPhone SE 2代等2020年新上市手機(jī)全面支持。每一次標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)都會(huì)帶動(dòng)相關(guān)芯片創(chuàng)新和價(jià)值量提升，隨著WiFi 6新標(biāo)準(zhǔn)的普及滲透，據(jù) Yole Development數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)WiFi模組市場規(guī)模將從2018年的20億美元增長到2025年的31億 美元，年均復(fù)合增長率為6%。圖