5G終端射頻前端半導(dǎo)體行業(yè)：變化中的機(jī)會結(jié)構(gòu)性的增長

1、 第 頁 HYPERLINK / 敬請參閱最后一頁特別聲明行業(yè)深度研究- 2 -內(nèi)容目錄 HYPERLINK l _bookmark0 一、終端射頻前端： 5G 手機(jī)加速滲透，帶動射頻前端高增長5 HYPERLINK l _bookmark1 1、射頻前端：終端通信核心組成5 HYPERLINK l _bookmark3 2、通信技術(shù)升級，射頻前端價值量倍增5 HYPERLINK l _bookmark6 3、5G 網(wǎng)絡(luò)分步演進(jìn)，終端芯片走向集成7 HYPERLINK l _bookmark9 4、2019 年是 5G 手機(jī)元年，2020 年有望加速滲透8 HYPERLINK l _bookm

2、ark12 二、5G 射頻前端：變化中的機(jī)會9 HYPERLINK l _bookmark13 1、5G 核心技術(shù)：CA、MIMO、調(diào)制方案9 HYPERLINK l _bookmark15 2、sub 6G：核心技術(shù)給射頻前端帶來的變化10 HYPERLINK l _bookmark16 MIMO：增加獨(dú)立射頻通道，增加天線調(diào)諧和天線開關(guān)10 HYPERLINK l _bookmark19 更多的 CA 和更高的頻段：頻段數(shù)不斷增加11 HYPERLINK l _bookmark23 更高階 的 QAM 調(diào)制：射頻前端性能提升14 HYPERLINK l _bookmark26 3、毫米波：

3、革命性的變化14 HYPERLINK l _bookmark29 4、射頻前端半導(dǎo)體：模塊化是必然趨勢16 HYPERLINK l _bookmark42 三、4G 到 5G 射頻前端空間測算：結(jié)構(gòu)性的增長20 HYPERLINK l _bookmark43 1、整體高增長：元件數(shù)量+復(fù)雜度大增，市場空間翻倍增長20 HYPERLINK l _bookmark45 2、結(jié)構(gòu)性：濾波器LNA/開關(guān)/調(diào)諧PA21 HYPERLINK l _bookmark47 濾波器：增速最快，貢獻(xiàn)了射頻前端 70%的增量22 HYPERLINK l _bookmark55 PA：整體增長相對平緩24 HYPER

4、LINK l _bookmark60 開關(guān)：快速增長，SOI 是首選技術(shù)25 HYPERLINK l _bookmark65 天線調(diào)諧：隨著天線數(shù)量和復(fù)雜度提升高速增長27 HYPERLINK l _bookmark71 LNA：隨著接收通路增加穩(wěn)定增長28 HYPERLINK l _bookmark75 3、5G 手機(jī)射頻前端半導(dǎo)體價值量拆分以及測算29 HYPERLINK l _bookmark79 四、競爭格局：海外寡頭壟斷，國內(nèi)廠商迎來發(fā)展機(jī)會31 HYPERLINK l _bookmark80 1、并購不斷：射頻前端模塊化趨勢+基帶廠商向前端延伸31 HYPERLINK l _boo

5、kmark82 2、當(dāng)前競爭格局：美日企業(yè)寡頭壟斷，占據(jù) 90%份額32 HYPERLINK l _bookmark84 3、未來格局判斷：模組優(yōu)于分立式，毫米波帶來新玩家，國內(nèi)廠商迎來機(jī)會 HYPERLINK l _bookmark84 32 HYPERLINK l _bookmark86 五、投資建議33 HYPERLINK l _bookmark87 六、風(fēng)險提示33 HYPERLINK l _bookmark88 附錄：國內(nèi)外射頻前端公司介紹34 HYPERLINK l _bookmark89 1、博通（Avago）：產(chǎn)品多元化，BAW 濾波器全球龍頭 34 HYPERLINK l _

6、bookmark94 2、Skyworks：模組化廠商，蘋果是第一大客戶34 HYPERLINK l _bookmark99 3、Qorvo：實力雄厚的射頻前端精品公司35 HYPERLINK l _bookmark102 4、村田：積極布局射頻前端36 HYPERLINK l _bookmark107 5、高通：射頻前端新玩家，從基帶到射頻全產(chǎn)業(yè)鏈布局37 HYPERLINK l _bookmark109 6、國內(nèi)射頻前端廠商一覽37行業(yè)深度研究圖表目錄 HYPERLINK l _bookmark2 圖表 1：手機(jī)通信基本原理5 HYPERLINK l _bookmark4 圖表 2：每一代

7、蜂窩技術(shù)升級帶來新技術(shù)和射頻前端價值量提升6 HYPERLINK l _bookmark5 圖表 3：手機(jī)中射頻前端單機(jī)用量和價值量6 HYPERLINK l _bookmark7 圖表 4：5G 的 NSA 和 SA7 HYPERLINK l _bookmark8 圖表 5：5G 手機(jī)三個階段的演進(jìn)8 HYPERLINK l _bookmark10 圖表 6：手機(jī)銷量預(yù)測8 HYPERLINK l _bookmark11 圖表 7：5G 手機(jī)銷量中性預(yù)測9 HYPERLINK l _bookmark14 圖表 8：5G 核心技術(shù)10 HYPERLINK l _bookmark17 圖表 9：

8、MIMO 原理10 HYPERLINK l _bookmark18 圖表 10：RF 器件增加智能手機(jī)中可用天線容量和天線數(shù)量會受限11 HYPERLINK l _bookmark20 圖表 11：載波聚合的原理和分類12 HYPERLINK l _bookmark21 圖表 12：更多的載波聚合使得 5G 頻段數(shù)激增12 HYPERLINK l _bookmark22 圖表 13：網(wǎng)絡(luò)升級，頻率不斷升高13 HYPERLINK l _bookmark24 圖表 14：不同的調(diào)制14 HYPERLINK l _bookmark25 圖表 15：更高階的 QAM 調(diào)制可以提升傳輸速率14 HYP

9、ERLINK l _bookmark27 圖表 16：LCP 封裝整合射頻前端模組，高通 QTM052 天線模組15 HYPERLINK l _bookmark28 圖表 17：毫米波帶來工藝和材料升級16 HYPERLINK l _bookmark30 圖表 18：射頻前端模塊化程度不斷提升16 HYPERLINK l _bookmark31 圖表 19：不同的射頻前端模塊17 HYPERLINK l _bookmark32 圖表 20：手機(jī)射頻前端的復(fù)雜度不斷增加17 HYPERLINK l _bookmark33 圖表 21：模塊化趨勢下射頻功能的 PCB 密度不斷提升18 HYPERL

10、INK l _bookmark34 圖表 22：射頻前端模塊化趨勢18 HYPERLINK l _bookmark35 圖表 23：模塊化趨勢下射頻功能的 PCB 密度不斷提升18 HYPERLINK l _bookmark36 圖表 24：射頻前端模塊化趨勢18 HYPERLINK l _bookmark37 圖表 25：不同手機(jī)模塊化程度19 HYPERLINK l _bookmark38 圖表 26：射頻模塊的 BOM 占比越來越高19 HYPERLINK l _bookmark39 圖表 27：射頻前端模塊化趨勢20 HYPERLINK l _bookmark40 圖表 28：不同手機(jī)

11、模塊化程度20 HYPERLINK l _bookmark41 圖表 29：射頻模塊的 BOM 占比越來越高20 HYPERLINK l _bookmark44 圖表 30：手機(jī)射頻前端的復(fù)雜度不斷增加21 HYPERLINK l _bookmark46 圖表 31：射頻前端結(jié)構(gòu)性增長21 HYPERLINK l _bookmark48 圖表 32：不同濾波器占比以及性能對比情況22 HYPERLINK l _bookmark49 圖表 33：BAW 濾波器市場份額22 HYPERLINK l _bookmark50 圖表 34：SAW 濾波器市場份額22 HYPERLINK l _bookm

12、ark51 圖表 35：5G 射頻濾波器發(fā)展路徑23 HYPERLINK l _bookmark52 圖表 36：射頻濾波器市場空間23 HYPERLINK l _bookmark53 圖表 37：濾波器出貨量預(yù)測23 HYPERLINK / 敬請參閱最后一頁特別聲明 HYPERLINK / 21883465/36139/20190805 16:48- 3 -行業(yè)深度研究 HYPERLINK l _bookmark54 圖表 38：毫米波時代的濾波器技術(shù)24 HYPERLINK l _bookmark56 圖表 39：PA 市場空間24 HYPERLINK l _bookmark57 圖表 4

13、0：PA 出貨量預(yù)測24 HYPERLINK l _bookmark58 圖表 41：全球 PA 市場份額25 HYPERLINK l _bookmark59 圖表 42：不同 PA 技術(shù)的占比變化25 HYPERLINK l _bookmark61 圖表 43：射頻前端中的開關(guān)26 HYPERLINK l _bookmark62 圖表 44：開關(guān)市場空間26 HYPERLINK l _bookmark63 圖表 45：開關(guān)出貨量預(yù)測26 HYPERLINK l _bookmark64 圖表 46：射頻前端中的開關(guān)材料的變化27 HYPERLINK l _bookmark66 圖表 47：5G

14、 天線設(shè)計面臨的挑戰(zhàn)27 HYPERLINK l _bookmark67 圖表 48：通過天線調(diào)諧和更小的天線解決天線設(shè)計難題27 HYPERLINK l _bookmark68 圖表 49：天線調(diào)諧開關(guān)市場空間28 HYPERLINK l _bookmark69 圖表 50：天線調(diào)諧開關(guān)出貨量預(yù)測28 HYPERLINK l _bookmark70 圖表 51：射頻前端中的天線調(diào)諧開關(guān)技術(shù)的變化28 HYPERLINK l _bookmark72 圖表 52：LNA 市場空間29 HYPERLINK l _bookmark73 圖表 53：LNA 出貨量預(yù)測29 HYPERLINK l _b

15、ookmark74 圖表 54：射頻前端中的LNA 材料的變化29 HYPERLINK l _bookmark76 圖表 55： 5G 對射頻前端的變化30 HYPERLINK l _bookmark77 圖表 56：不同手機(jī)射頻前端價值量測算 (3G/4G)，201830 HYPERLINK l _bookmark78 圖表 57：5G 射頻前端價值量測算31 HYPERLINK l _bookmark81 圖表 58：射頻前端廠商收并購不斷32 HYPERLINK l _bookmark83 圖表 59：射頻前端目前以 IDM 為主32 HYPERLINK l _bookmark85 圖表

16、 60：射頻前端廠商產(chǎn)品線分布33 HYPERLINK l _bookmark90 圖表 61：博通歷史沿革34 HYPERLINK l _bookmark91 圖表 62：博通收入構(gòu)成34 HYPERLINK l _bookmark92 圖表 63：博通營收和凈利率34 HYPERLINK l _bookmark93 圖表 64：博通毛利率和凈利率34 HYPERLINK l _bookmark95 圖表 65：skyworks 營收和凈利率35 HYPERLINK l _bookmark96 圖表 66：skyworks 毛利率和凈利率35 HYPERLINK l _bookmark97

17、圖表 67：蘋果是 skyworks 第一大客戶35 HYPERLINK l _bookmark98 圖表 68：skyworks 的 SAW 濾波器客戶構(gòu)成35 HYPERLINK l _bookmark100 圖表 69：Qorvo 營收和凈利率36 HYPERLINK l _bookmark101 圖表 70：Qorvo 毛利率和凈利率36 HYPERLINK l _bookmark103 圖表 71：村田營收和凈利率36 HYPERLINK l _bookmark104 圖表 72：村田毛利率和凈利率36 HYPERLINK l _bookmark105 圖表 73：村田產(chǎn)品結(jié)構(gòu)37

18、HYPERLINK l _bookmark106 圖表 74：村田產(chǎn)品下游分布37 HYPERLINK l _bookmark108 圖表 75：高通的 5G 方案37 HYPERLINK l _bookmark110 圖表 76：國內(nèi)射頻前端公司一覽38 HYPERLINK / 敬請參閱最后一頁特別聲明 HYPERLINK / 21883465/36139/20190805 16:48- 4 -行業(yè)深度研究一、終端射頻前端： 5G 手機(jī)加速滲透，帶動射頻前端高增長1、射頻前端：終端通信核心組成射頻前端介于天線和射頻收發(fā)之間，是終端通信的核心組成器件。手機(jī)通 信模塊主要由天線、射頻前端、射頻收

19、發(fā)、基帶構(gòu)成，其中射頻前端是指介于天線與射頻收發(fā)之間的通信元件，包括：濾波器、LNA（(低噪聲放大器，Low Noise Amplifier)、PA（功率放大器，PowerAmplifier）、開關(guān)、天線調(diào)諧。濾波器：用來濾除消除噪聲，干擾和不需要的信號，從而只留下所需頻率范圍內(nèi)的信號。雙工器，三工器，四工器和多路復(fù)用器通常采用多個濾波器的組合，手機(jī)中使用的濾波器主要采用 SAW（表面聲波）和 BAW（體聲波）兩種技術(shù)制造。PA：在發(fā)射信號時通過 PA 放大輸入信號，使得輸出信號的幅度足夠大以便后續(xù)處理。PA 質(zhì)量和效率因此對手機(jī)的信號完整性和電池壽命至關(guān)重要。用于放大接收信號的稱為低噪聲放大

20、器（LNA）。開關(guān)：開關(guān)在打開和關(guān)閉之間切換，允許信號通過或不通過?？煞譃椋簡蔚秵螖S、單刀雙擲、多刀多擲開關(guān)。天線調(diào)諧器：天線調(diào)諧器位于天線之后但在信號路徑的末端之前，使得兩側(cè)的電特性彼此匹配以改善它們之間的功率傳輸。由于實現(xiàn)匹配的方式因信號頻率而異，因此該設(shè)備必須是可調(diào)的。從具體信號傳輸路徑來說 ：信號接收路徑：天線（接收信號）開關(guān)&濾波器 LNA（小信號放大）射頻收發(fā)基帶。信號發(fā)射路徑：基帶射頻收發(fā)PA（功率放大器）開關(guān)&濾波器天線（發(fā)射信號）。圖表 1：手機(jī)通信基本原理來源：yole， 2、通信技術(shù)升級，射頻前端價值量倍增每一代蜂窩技術(shù)都會帶來新技術(shù)和新的射頻前端價值量?；仡檹?2G 到

21、 4G 技術(shù)的發(fā)展，每一代蜂窩都帶來了新的技術(shù)，從 2G 到 3G 增加了接收分集， 3G 到 4G 增加了載波聚合，更高的頻段和 wifi 的 2x2 MIMO（Multi-input Multi- output），4.5G 的進(jìn)一步升級由增加了超高頻，4x4 MIMO，更多的載波聚合。更多的頻段，更多的技術(shù)帶來了相應(yīng)的射頻前端元器件的價值量不斷增加。 HYPERLINK / 敬請參閱最后一頁特別聲明 HYPERLINK / 21883465/36139/20190805 16:48- 5 -行業(yè)深度研究圖表 2：每一代蜂窩技術(shù)升級帶來新技術(shù)和射頻前端價值量提升來源：yole， 價值量來看：

22、 2G 到 4G，射頻前端單機(jī)價值量增長超 10 倍， 4G 到5G，射頻前端單機(jī)價值量增長有望超三倍。2G：平均成本50 美金，頻段更提升至 6GHz 及毫米波段，帶來更多射頻元件以及更多高價值量的射頻元件。圖表 3：手機(jī)中射頻前端單機(jī)用量和價值量 HYPERLINK / 敬請參閱最后一頁特別聲明 HYPERLINK / 21883465/36139/20190805 16:48- 6 -行業(yè)深度研究來源：yole， 3、5G 網(wǎng)絡(luò)分步演進(jìn)，終端芯片走向集成網(wǎng)絡(luò)端，從 NSA（非獨(dú)立組網(wǎng)）到獨(dú)立組網(wǎng)（SA）。5G 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)分兩步，早期 5G 部署將會使用非獨(dú)立組網(wǎng)的方式，即利用 4G 的核心

23、網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行 5G 的覆蓋，同時兼容 4G，該架構(gòu)將逐漸升級到獨(dú)立組網(wǎng)（SA）。圖表 4：5G 的 NSA 和 SA來源：高通， 為了節(jié)省成本、空間和功耗，5G SoC 和 5G 射頻芯片的集成將會是趨勢， 而 5G 智能型手機(jī)設(shè)計有三個演進(jìn)階段：第一階段：初期 5G 與 4G LTE 數(shù)據(jù)的傳輸將以各自獨(dú)立的方式存在。5G 技術(shù)多來自 LTE-Advanced Pro 的演進(jìn)發(fā)展，但 4G 和 5G 兩者的編碼方式不同，且使用的頻段各異，因此，初期 5G 與 4G 數(shù)據(jù)的傳輸將以各自獨(dú)立的方式存在。智能型手機(jī)部分將是 1 個 7 納米(nm)制 程的 AP 與 4G LTE(包含 2G/3G)基

24、頻芯片的 SoC，并配置一組射頻芯片(RFIC)。而支持 5G 數(shù)據(jù) 傳輸端則完全是另一個獨(dú)立配置存在，包括一個 10nm 制程、能同時支持 Sub-6GHz 及毫米波段的 5G 基頻芯片，前端配置 2 個獨(dú)立的射頻元件，包括一個支持 5G Sub-6GHz 射頻 IC，另一個支持毫米波射頻前端天線模塊。第二階段： 5G 智能型手機(jī)市場仍處于早期階段，加上制程良率與成本等考量，主流配置仍會是一顆獨(dú)立 AP 與一個體積更小的 4G/5G 基帶芯片。第三階段：將會實現(xiàn) AP 與 4G/5G 基頻芯片 SoC 的解決方案，LTE 與 Sub-6GHz 射頻 IC 也可望進(jìn)一步集成。而毫米波射頻前端仍

25、必須以獨(dú)立模塊存在。 HYPERLINK / 敬請參閱最后一頁特別聲明 HYPERLINK / 21883465/36139/20190805 16:48- 7 -行業(yè)深度研究圖表 5：5G 手機(jī)三個階段的演進(jìn)來源：digitimes， 4、2019 年是 5G 手機(jī)元年，2020 年有望加速滲透2019 年是 5G 手機(jī)元年， sub 6G 手機(jī) 2020 年開始加速滲透。在營運(yùn)商網(wǎng)絡(luò)部署初期，毫米波手機(jī)使用效益相對較低，同時由于成本與體積問題的存在，預(yù)計 2019-2022 年將以 Sub 6G 為主。圖表 6：手機(jī)銷量預(yù)測來源：yole， 為什么看好 2020 年 5G 加速滲透？需求端

26、：2019 年下半年的換機(jī)需求有一部分會遞延到明年購買 5G 手機(jī)； HYPERLINK / 敬請參閱最后一頁特別聲明 HYPERLINK / 21883465/36139/20190805 16:48- 8 -行業(yè)深度研究供給端：2019 年下半年的去庫存和明年補(bǔ)庫存。2019 年下半年手機(jī)廠商一定會大規(guī)模的去 4G 手機(jī)的庫存，因為到明后年這部分機(jī)型很難賣出去了； 同時，到明后年，5G 手機(jī)相對成熟，又要開始一波補(bǔ)庫存。價格端：5G 手機(jī)售價往中低端滲透推動 5G 手機(jī)加速滲透，華為 Mate 20 X 5G 手機(jī)售價六千多價格低于預(yù)期，我們認(rèn)為這是一個很好的信號，預(yù)計國內(nèi)5G 手機(jī)的滲透

27、到 2020 年中有望到 3000 元以上的機(jī)型，到 2020 年底 2021 年將滲透到 2000 元以上的機(jī)型。盡管手機(jī)整體市場增長放緩，但由于射頻元件隨著網(wǎng)絡(luò)升級是累加的，隨著 LTE-A Pro 復(fù)雜度的提升和 5G 射頻元件的增加，射頻前端市場仍然會持續(xù)高增長。在中性假設(shè)下，假設(shè) 5G 手機(jī)滲透率與 4G 同步，2020 年全球的 5G 手機(jī)銷量 1.8-1.9 億部，國內(nèi)至少 8000 萬以上。樂觀假設(shè)下：參考目前國內(nèi)各廠商的 forecast 和假設(shè)蘋果三款 5G 手機(jī)，國產(chǎn)品牌 2020 年 5G 手機(jī)加總超過 1.5 億部，樂觀情況下， 2020 年全球的 5G 手機(jī)銷量將接

28、近 2.5 億部， 5G baseband/ap 和射頻前端半導(dǎo)體， 有可能準(zhǔn)備 2.8-3.0 億顆。圖表 7：5G 手機(jī)銷量中性預(yù)測來源：yole， 二、5G 射頻前端：變化中的機(jī)會1、5G 核心技術(shù)：CA、MIMO、調(diào)制方案5G 技術(shù)變化比較多，我們會聽到很多相關(guān)名詞，比如載波聚合、massive MIMO，高階 QAM（正交振幅調(diào)制，rature Amplitude Modulation）等等。事實上整個通信技術(shù)的升級都是圍繞著香農(nóng)定理，而相關(guān)的技術(shù)升級也是圍繞是香農(nóng)公式提高系數(shù)信道容量 C，具體來說：增加系數(shù)的物理含義是：增加 MIMO 數(shù)和增加基站密度（超密集組網(wǎng)）；增加系數(shù)的物理

29、含義是：增加頻譜寬度，一種是使用新的頻段，比如增加 sub6 G 和毫米波段的新頻譜，或者是 CA（載波聚合）的方式提升頻譜使用效率。增加系數(shù)的物理含義是：提高信噪比，主要是通過更高階的 QAM調(diào)制方式。 HYPERLINK / 敬請參閱最后一頁特別聲明 HYPERLINK / 21883465/36139/20190805 16:48- 9 -行業(yè)深度研究圖表 8：5G 核心技術(shù)來源：yole， 2、sub 6G：核心技術(shù)給射頻前端帶來的變化MIMO：增加獨(dú)立射頻通道，增加天線調(diào)諧和天線開關(guān)MIMO：是一種使用多根天線發(fā)送信號和多根天線來接收信號的傳輸技術(shù)。實現(xiàn)在相同頻帶內(nèi)的同一載波上傳輸不

30、同的信息。這種技術(shù)又被稱為空間復(fù)用， 每個天線單獨(dú)饋點(diǎn)。5G-Sub 6G 將增加更多的 MIMO，4x4 下行鏈路 MIMO 將是 5G 的強(qiáng)制要求。圖表 9：MIMO 原理來源：微波射頻網(wǎng)， 對射頻器件的影響：需要更多的天線和更多的獨(dú)立射頻通道，相應(yīng)射頻前端元件同步增加。 HYPERLINK / 敬請參閱最后一頁特別聲明 HYPERLINK / 21883465/36139/20190805 16:48- 10 -行業(yè)深度研究5G sub 6G 手機(jī)端，4x4 下行鏈路 MIMO 將是強(qiáng)制要求，可能會是1T4R（NSA）或者 2T4R（SA），這對已經(jīng)支持可選下行 4x4 LTE MIMO

31、 的手機(jī)設(shè)計，這種改變并不明顯，對于其他許多手機(jī)需要大幅增加射頻器件（LNA，開關(guān)、濾波器等）、信號路由復(fù)雜性和天線帶寬， 需要 4 根天線和 4 個獨(dú)立的射頻通道。如果考慮上行 MIMO，增加的元器件更多（PA，開關(guān)，濾波器等）。高性能的天線調(diào)諧（antenna tuner）和天線轉(zhuǎn)換開關(guān)用量增加。更多的 MIMO 需要增加更多的天線，但是由于手機(jī)空間有限，單臺手 機(jī)可裝載的天線數(shù)量有限，因此需要使每根天線能夠高效地支持更寬 的頻率范圍，將天線數(shù)量保持在可承受范圍內(nèi)。更多的 antenna tuner 來提高輻射效率；由于增加的天線數(shù)量有限，需要高性能天線轉(zhuǎn)換開關(guān)能夠最大化信號連接的數(shù)量，因

32、此天線開關(guān)的數(shù)量也會增加。圖表 10：RF 器件增加智能手機(jī)中可用天線容量和天線數(shù)量會受限來源：Qorvo， 更多的 CA 和更高的頻段：頻段數(shù)不斷增加根據(jù)本章第一小節(jié)的分析，提升頻譜寬度能提高信道容量，進(jìn)而提升傳輸速率。而提升頻譜寬度有兩種方式，一種是通過載波聚合（CA）提高頻譜使用效率；另一種是發(fā)展新的頻譜。載波聚合（CA）載波聚合（CA）提升頻譜使用效率。 CA 是將多個載波聚合成一個更寬的頻譜，同時可以把不連續(xù)的頻譜碎片聚合到一起，提高傳輸速率和頻譜使用效率。可分為：帶間載波聚合、帶內(nèi)載波聚合（連續(xù)/不連續(xù)）。 HYPERLINK / 敬請參閱最后一頁特別聲明 HYPERLINK /

33、21883465/36139/20190805 16:48- 11 -行業(yè)深度研究圖表 11：載波聚合的原理和分類來源：3GPP， 載波聚合帶來頻段數(shù)的大幅增加。從 4G LTE4G 到 4G LTE-Advanced Pro， 載波聚合組合的數(shù)量呈指數(shù)級增長，頻段數(shù)也快速增加，從 4G LTE 的 66 個增 加到 4G LTE-Advanced Pro 1000 多個，5G 將帶來更多的載波聚合，預(yù)計總頻段數(shù)將超過 1 萬個。圖表 12：更多的載波聚合使得 5G 頻段數(shù)激增來源：digitimes， 載波聚合對射頻前端的影響：天線開關(guān)數(shù)增加；由于載波聚合帶來了頻段數(shù)量的大幅度增加，但是不會

34、帶來天線數(shù)量的增加，因此天線開關(guān)數(shù)量會增加。濾波器數(shù)量大幅增加；濾波器的數(shù)量會大幅增加，因為載波聚合會帶來頻段數(shù)的增加，而增加一個頻段需要增加至少 2-3 個濾波器。 HYPERLINK / 敬請參閱最后一頁特別聲明 HYPERLINK / 21883465/36139/20190805 16:48- 12 -行業(yè)深度研究PA 和 LNA 不一定會增加，其他開關(guān)數(shù)也會增加。因為 PA 和 LNA 帶寬比較寬，可以多個頻段共用，用開關(guān)切換，因此相應(yīng)的 PA、LNA 的開關(guān)數(shù)也會增加。發(fā)展新頻譜使用資源發(fā)展新頻譜使用資源是通信技術(shù)發(fā)展的持續(xù)推動的方向。例如 2G 僅使用900MHz、1800MHz

35、 兩個頻段，3G 新增 1.9GHz、2.1GHz、2.6GHz 等幾個主要頻段，而 4G 通訊發(fā)展至今已定義多達(dá) 60 多個頻段。5G NR 已定義的頻譜范圍則提高至 6GHz(FR1)，及過去蜂巢式行動網(wǎng)絡(luò)從未使用過的毫米波段(FR2)。新的頻譜資源開發(fā)有朝更高頻段、更大頻譜使用范圍發(fā)展的趨勢，5G 通訊使用更高的頻段，一方面是尋求更多可作為全球通訊使用的頻段，二方面是高頻段擁有更寬廣的頻譜資源，能提供 Gbps 級傳輸應(yīng)用服務(wù)。如 4G LTE 移動通信技術(shù)使用頻段從 700MHz 橫跨至 3.5GHz，而在 Rel.15 版本的 5G NR 已定義的頻譜范圍則提高至 6GHz(FR1)

36、，及過去蜂巢式行動網(wǎng)絡(luò)從未使用過的毫米波段(FR2)。圖表 13：網(wǎng)絡(luò)升級，頻率不斷升高來源：digitimes，yole，qorvo， 5G 新頻譜對射頻前端的影響： 更多更高的頻段：更多的頻段帶來射頻元件的同步增加。濾波器：BAW/FBAR 用量的增加。 HYPERLINK / 敬請參閱最后一頁特別聲明 HYPERLINK / 21883465/36139/20190805 16:48- 13 -行業(yè)深度研究由于 SAW 只支持 2G 以內(nèi)的頻段，因此 5G-sub 6G 將帶來適合 2G以上高頻段的 BAW/FBAR 用量的增加； 更大的帶寬：最大單通道帶寬由 4G 的 20 MHz 變

37、為 5G sub6 的 100 MHz。在一定情況下需要使用適合大帶寬的 LTCC（低溫共燒陶瓷， Low Temperatrue Co-fired Ceramic）陶瓷濾波器。帶寬變得越寬，濾波器的一致性難度提升，溫漂問題難度增大，在一定情況下需要使用適合大帶寬的 LTCC 陶瓷濾波器。PA 性能提升，需要覆蓋更大的帶寬。更高階的 QAM 調(diào)制：射頻前端性能提升QAM 調(diào)制又叫正交幅度調(diào)制，把多進(jìn)位與正交載波技術(shù)結(jié)合起來，進(jìn)一步提高頻帶利用率。更高階的 QAM 調(diào)制可以提升傳輸速率，256QAM 調(diào)制的速度是 64QAM 調(diào)制的 1.3 倍。5G 將會使用更高階的 QAM 調(diào)制。圖表 14：

38、不同的調(diào)制圖表 15：更高階的 QAM 調(diào)制可以提升傳輸速率來源：3GPP， 來源：digitimes， 更高階的 QAM 調(diào)制對射頻前端的影響：PA 等射頻器件需要更高線性度等性能。QAM 調(diào)制點(diǎn)的數(shù)量越多，發(fā)送的信息越多，頻譜效率越高。但點(diǎn)數(shù)越多，它們在載波上的幅度越接近，信號越可能受到噪音或干擾。RF 組件的性能必須提高。比如 QAM256 調(diào)制將需要更高的 PA 線性度。此外滿足這些 PA 性能要求可能會帶來功耗上的挑戰(zhàn)。3、毫米波：革命性的變化毫米波射頻前端和天線整合成毫米波（mmWave）天線模塊。毫米波射頻模塊不僅可以集成 PA，濾波器，開關(guān)和 LNA，還可以集成天線和天線調(diào)諧器

39、， 最終通過 AiP 或 Ao P 技術(shù)封裝成毫米波天線模組，在這個模組內(nèi)把天線預(yù)先整合好，提前做好天線的調(diào)整工作，讓所有器件都能更智能地協(xié)同工作，從而很 容易形成波束，保障信息傳輸質(zhì)量。 HYPERLINK / 敬請參閱最后一頁特別聲明 HYPERLINK / 21883465/36139/20190805 16:48- 14 -行業(yè)深度研究圖表 16：LCP 封裝整合射頻前端模組，高通 QTM052 天線模組來源：digitimes，yole， 毫米波帶來工藝和材料升級。濾波器：由于 BAW 目前一般支持頻段 6G 以內(nèi)，因此毫米波段有望使用 IPD 或者陶瓷等技術(shù)；PA&LNA&開關(guān)：毫

40、米波段的應(yīng)用將會采用更多 advanced SOI 技術(shù)。 HYPERLINK / 敬請參閱最后一頁特別聲明 HYPERLINK / 21883465/36139/20190805 16:48- 15 -行業(yè)深度研究圖表 17：毫米波帶來工藝和材料升級來源：GTI， 4、射頻前端半導(dǎo)體：模塊化是必然趨勢射頻前端半導(dǎo)體模塊化是趨勢。由于智能型手機(jī)空間有限，而元件增加， 射頻前端元件模塊化是必然趨勢。4G 時代集成度不同的射頻前端模組種類較多， 比如 ASM，F(xiàn)EMiD，PAMiD 等等。目前模組化程度最高的是 PAMiD，由于 PA使用GaAs HBT，LNA 和射頻開關(guān)使用的 RFSOI 等，

41、濾波器采用 MEMS 工藝，因此濾波器的集成是難點(diǎn)。圖表 18：射頻前端模塊化程度不斷提升來源：murata， HYPERLINK / 敬請參閱最后一頁特別聲明 HYPERLINK / 21883465/36139/20190805 16:48- 16 -行業(yè)深度研究圖表 19：不同的射頻前端模塊來源：murata， 復(fù)雜度提升，空間有限，促進(jìn)模塊化趨勢隨著通信技術(shù)的升級，手機(jī)射頻前端的復(fù)雜度不斷提升。如下圖 iPhone 和 Android LTE RFFE 的設(shè)計演變。LTE 演進(jìn)的下一步功能更高設(shè)備中引入更高階調(diào)制（256QAM），將 3x20MHz 系統(tǒng)的最大理論吞吐量推至 600mb

42、ps 或速度提高 33。此外，不久之后實施了 4x4 MIMO 天線布局。同樣，這些進(jìn)步增加了 RFFE 整體的復(fù)雜性。圖表 20：手機(jī)射頻前端的復(fù)雜度不斷增加 HYPERLINK / 敬請參閱最后一頁特別聲明 HYPERLINK / 21883465/36139/20190805 16:48- 17 -行業(yè)深度研究來源：IHS， 分配給射頻前端的 PCB 板面積沒有增加，模塊化成必然趨勢。盡管射頻前端的用量和復(fù)雜性急劇增加，但分配給該功能的 PCB 空間量卻不斷下降，通過模塊化提高前端器件的密度成為趨勢。圖表 21：模塊化趨勢下射頻功能的 PCB 密度不斷提升圖表 22：射頻前端模塊化趨勢來

43、源：IHS， 來源：yole， 目前射頻組件中模塊占市場的 30%，未來比例會逐漸上升。根據(jù) Navian 估計模塊現(xiàn)在占 RF 組件市場的約 30，在模塊化趨勢下，該比率將在未來逐漸上升。從村田濾波器出貨來看，模塊中濾波器出貨占比目前超過了 50，預(yù)計未來比例也將逐步增加。圖表 23：模塊化趨勢下射頻功能的 PCB 密度不斷提升圖表 24：射頻前端模塊化趨勢來源：Navian， 來源：murata， 蘋果，三星，華為，小米等大部分手機(jī)都有不同程度的模塊化。按面積來 看，以 iPhone X為例，模塊化射頻器件的面積占比接近了百分之五十。以三星為例，2012 年三星 Galaxy SIII 中

44、只有 6的主要射頻元件集成在模塊中，而這些元件占射頻前端 BOM 成本的 26（不包括 RF 收發(fā)器）。相比之下，模塊化組件占三星 Galaxy S8 Plus 中射頻前端 BOM 的 87。 HYPERLINK / 敬請參閱最后一頁特別聲明 HYPERLINK / 21883465/36139/20190805 16:48- 18 -行業(yè)深度研究圖表 25：不同手機(jī)模塊化程度圖表 26：射頻模塊的 BOM 占比越來越高來源：yole， 來源：IHS， 不同材料的模塊化以及減少射頻器件之間的干擾是難點(diǎn)。射頻前端器件總體分為兩種工藝，一種是半導(dǎo)體工藝（PA/LNA/開關(guān)），另一種是 MEMS 工

45、藝（濾波器）。由于 PA 使用 GaAs HBT，LNA 使用 GaAs/SiGe，射頻開關(guān)使用RF SOI 都是屬于半導(dǎo)體工藝，而濾波器采用 MEMS 工藝，因此濾波器的集成是難點(diǎn)。3G/4G 會是分立式和模塊式并存，5G 增量部分大部分都是模塊3G/4G 時代射頻前端集成度取決于設(shè)計和性價比，分立式和模塊并存。出于空間的考慮，4G 高端機(jī)需要部分射頻器件采取模塊形式，但是射頻前端模塊成本相對會高，因此低端機(jī)主要是分立式的。一般來說射頻集成度與其他類似設(shè)計和定價的智能手機(jī)中的射頻部分的成本是直接相關(guān)的。5G 時代新增的大部分是模塊，且集成度將不斷提升。模塊化趨勢，5G 新增大部分是 PAM

46、iD、 PA+FEM iD、DRM 模塊。由于手機(jī)空間有限，而 5G 需要增加大量的射頻前端器件，因此，對于 5G 頻段新增的射頻前端器件，主要是模塊形式，除了一部分antenna plexer，小開關(guān)，天線調(diào)諧開關(guān)等之外，大部分的增量都是模塊。射頻模塊里的集成度也在不斷提升。最開始用于低（大約LNA/開關(guān)/調(diào)諧PA射頻前端價值量增長具有結(jié)構(gòu)性，濾波器、開關(guān)等未來增速最快。射頻前 端器件雖然整體是高增長的，但是不同的射頻前端器件增長也是結(jié)構(gòu)性的。其中濾波器由于跟頻段數(shù)相關(guān)，增加頻段就要增加濾波器，因此濾波器未來幾年復(fù)合增速高達(dá) 19%，而 PA 由于是化合物半導(dǎo)體工藝，帶寬較寬，因此可以多個頻

47、段共用一個 PA，數(shù)量上增速相對緩慢。圖表 31：射頻前端結(jié)構(gòu)性增長來源：yole， HYPERLINK / 敬請參閱最后一頁特別聲明 HYPERLINK / 21883465/36139/20190805 16:48- 21 -行業(yè)深度研究濾波器：增速最快，貢獻(xiàn)了射頻前端 70%的增量聲學(xué)濾波器 SAW 和 BAW 濾波器目前是主流，SAW 成本低占據(jù) 73 %市場， BAW 更高頻率。手機(jī)端的濾波器主要以聲學(xué)濾波器為主，包括 SAW，TC- SAW（溫度性能改進(jìn)的 SAW），BAW/FBAR 等。在 SAW 和 BAW 之間，成本 和高頻性能是兩個主要參考因素， BAW 因為在高頻下具有更

48、好的隔離度和插損，因此高頻性能較好，SAW 由于成本更低價格更便宜，目前仍然占據(jù)濾波器市場的大部分，根據(jù) Resonant 的預(yù)測數(shù)據(jù)，SAW 濾波器目前占終端濾波器市場高達(dá) 73%。圖表 32：不同濾波器占比以及性能對比情況來源：yole， Avago 等美系廠商占比 90%以上 BAW 的市場，SAW 則由村田為代表的日系廠商主導(dǎo)。在供應(yīng)格局方面，BAW 濾波器領(lǐng)域 Avago 是龍頭，市占率 60% 左右，其次是 Qorvo 占比 30%。而 SAW 濾波器領(lǐng)域，村田是龍頭占據(jù)了 50% 的份額，另外兩家日本供應(yīng)商 Taiyo Yuden 和 TDK 緊隨其后。圖表 33：BAW 濾波器

49、市場份額圖表 34：SAW 濾波器市場份額來源：qorvo， 來源：qorvo， HYPERLINK / 敬請參閱最后一頁特別聲明 HYPERLINK / 21883465/36139/20190805 16:48- 22 -行業(yè)深度研究5G sub 6G 增量：sub 6G 主要以 LTCC 和 BAW 為主要的增量。5G 新頻段有兩個特點(diǎn)，一個頻率更高，另一個帶寬更寬，因此對于 5G 新增濾波器， BAW / FBAR 濾波器可以處理高達(dá) 6GHz 的頻率，具有低損耗特性，帶外抑制好，適用于相鄰的頻譜之間的濾波。而傳統(tǒng)的聲學(xué)濾波器目前不適應(yīng)極寬的帶寬，需要更寬帶寬的情況下 LTCC 濾波器

50、將會是選擇方案。圖表 35：5G 射頻濾波器發(fā)展路徑來源：murata， 核心驅(qū)動：CA+頻段增加，濾波器用量跟頻段線性相關(guān)，一個頻段對應(yīng)至 少 1-2 個以上的濾波器。濾波器不論從數(shù)量和價值量上來看都是增長最快的。從價值量上來看，濾波器增長強(qiáng)勁，雙工器和多工器占比提升，整個濾波器價值量將由 2018 年的 92 億美金增加到 2025 年的 280 億美金，2025 年將占射頻市場的 70%。從量上來看，增長也非?？欤鲐浟繉⒄?2025 年射頻市場的 72%。圖表 36：射頻濾波器市場空間圖表 37：濾波器出貨量預(yù)測來源：yole， 來源：yole， 5G 毫米波增量： IPD 和陶瓷濾波

51、器將可能會是選擇。Skyworks 在其 5G 白皮書中有提到類似觀點(diǎn)，并不認(rèn)為聲學(xué)濾波器也可以解決毫米波的問題，將無源器件集成到硅，玻璃或陶瓷襯底中的 IPD（集成無源器件）濾波器將會是選擇。 HYPERLINK / 敬請參閱最后一頁特別聲明 HYPERLINK / 21883465/36139/20190805 16:48- 23 -行業(yè)深度研究圖表 38：毫米波時代的濾波器技術(shù)來源：skyworks， PA：整體增長相對平緩PA 數(shù)量增加有限，價值量有提升。PA 主要是對發(fā)射的射頻信號進(jìn)行功率放大，因此 5G 增加信號發(fā)射鏈路就需要增加 PA，但是因為 PA 帶寬較寬，可以多個頻段共用，

52、比如采用多模多頻的 PA，因此，從量上來看，PA 沒有什么增長，主要多模多頻 PA 的整合程度提高以及低端手機(jī)市場（2G 手機(jī)）的減少。整體價值量有一定增長，因為多模多頻 PA 價值量更高，PA 的價值量將由 2018 年的 44.5 億美金增加到 2022 年的 50 億美金。圖表 39：PA 市場空間圖表 40：PA 出貨量預(yù)測來源：yole， 來源：yole， Skyworks，Avago，Qorvo 是 PA 的三大玩家。PA 是屬于射頻前端中的有源器件，設(shè)計制造難度較大，目前 skyworks 是全球第一大供應(yīng)商，Avago 和 Qorvo 位列二三，三家公司占據(jù)了全球手機(jī) PA 市

53、場的 80-90，成為寡頭壟斷。 HYPERLINK / 敬請參閱最后一頁特別聲明 HYPERLINK / 21883465/36139/20190805 16:48- 24 -行業(yè)深度研究圖表 41：全球 PA 市場份額來源：skyworks，qorvo， GaAs 將仍然是高端 PA 的首選技術(shù)，毫米波可能采用 SOI PA。目前砷化鎵 PA 依然是主流，隨著 LTE Pro 和 5G Sub 6G 的要求的提升，GaAs 滲透率也將提升。雖然 CMOS PA 越來越成熟并有集成的優(yōu)勢但是因為參數(shù)性能的影響，它只適用于低端市場，而毫米波可能會采用 SOI PA。圖表 42：不同 PA 技術(shù)

54、的占比變化來源：yole， 5G 對 PA 提出了新的要求。為了支持 5G Sub 6G 新技術(shù)，需要新增超高頻的 PA，比如 2T4R 中 2x2 的上行 MIMO 就需要增加額外的 PA，5G 更大的帶寬對 PA 提出了新的功耗要求，同時需要更高的線性度，PA 的功耗控制，結(jié)構(gòu)封裝中的熱管理也變得更加重要。開關(guān)：快速增長，SOI 是首選技術(shù) HYPERLINK / 敬請參閱最后一頁特別聲明 HYPERLINK / 21883465/36139/20190805 16:48- 25 -行業(yè)深度研究手機(jī)中天線開關(guān)用量非常多，種類也很多，按結(jié)構(gòu)可以分為單刀雙擲，單刀多擲，多刀多擲開關(guān)，按用途可以

55、分為 Tx-Rx 開關(guān)，Atenna Cross 開關(guān)， Rx 開關(guān)等。圖表 43：射頻前端中的開關(guān)來源：yole， 射頻開關(guān)將迎來強(qiáng)勁的增長，無論是僅用于 Rx 還是用于 Rx / Tx。不論是價值量和數(shù)量，射頻開關(guān)都將迎來高增長，全球射頻開關(guān)市場空間將由 2018 年的 14.5 億美金增加到 2025 年 23 億美金，其中 Rx / Tx 開關(guān)的增長將來自MIMO 的分集天線處的 Tx 使用和由于 CA 和更多頻段帶來的天線切換數(shù)增加。圖表 44：開關(guān)市場空間圖表 45：開關(guān)出貨量預(yù)測來源：yole， 來源：yole， SOI 仍然是射頻開關(guān)的首選技術(shù)，RF M EM S 技術(shù)將進(jìn)入高

56、端天線開關(guān)市場。從技術(shù)上來看，目前 SOI 仍然是射頻開關(guān)的首選技術(shù)，由于 Bulk-CMOS 為了可能會逐漸退出市場，而 RF MEMS 技術(shù)將在 2019 年開始滲透，并在高端天線開關(guān)市場穩(wěn)步增長。 HYPERLINK / 敬請參閱最后一頁特別聲明 HYPERLINK / 21883465/36139/20190805 16:48- 26 -行業(yè)深度研究圖表 46：射頻前端中的開關(guān)材料的變化來源：yole， 天線調(diào)諧：隨著天線數(shù)量和復(fù)雜度提升高速增長天線設(shè)計挑戰(zhàn)增多，天線調(diào)諧用量增加。4G 時代由于全面屏的推廣， 攝像頭增多等，使得天線凈空變小，天線設(shè)計難度增長效率變低，需要越來越多的調(diào)諧

57、開關(guān)提升天線性能。5G 給天線設(shè)計帶來更多的挑戰(zhàn)，從 4G 開始到現(xiàn)在的 5G，MIMO 逐漸增加，頻段也越來越多，這就帶來天線的增加，在Sub-6Ghz 的時候，需要 8 到 10 個天線，但到了毫米波時代，手機(jī)天線會增加到 10 到 12 根甚至更多，在天線數(shù)量增加的同時，留給天線的空間卻越來越小， 需要類似孔徑調(diào)諧（Aperture Tuning）、阻抗調(diào)諧( Impedance Matching)和更 小的天線解決方案和低損耗的調(diào)諧來解決。圖表 47：5G 天線設(shè)計面臨的挑戰(zhàn)圖表 48：通過天線調(diào)諧和更小的天線解決天線設(shè)計難題來源：Qorvo， 來源：Qorvo， 天線調(diào)諧用量快速增長

58、。隨著 5G 4x4 MIMO 和 8x8 MIMO 架構(gòu)帶來的更多的天線數(shù)量和天線設(shè)計難度增加，天線調(diào)諧開關(guān)用量快速增加，需要更多的孔徑調(diào)諧提升天線帶寬，更多的阻抗調(diào)諧提升天線輻射效率。天線調(diào)諧開關(guān)市場將從 2018 年的 4.5 億美金增加到 2025 年的 12.3 億美金。目前孔徑調(diào)諧器占總體積的 75以上，但阻抗調(diào)諧市場將迅速增長，2025 年將占整個天線調(diào)諧開關(guān)市場的 70。 HYPERLINK / 敬請參閱最后一頁特別聲明 HYPERLINK / 21883465/36139/20190805 16:48- 27 -行業(yè)深度研究圖表 49：天線調(diào)諧開關(guān)市場空間圖表 50：天線調(diào)諧

59、開關(guān)出貨量預(yù)測來源：yole， 來源：yole， 天線調(diào)諧開關(guān)技術(shù)路徑 SOI 是主流，RF M EMS 份額也將逐漸提升。SOI 是主流技術(shù)，被 Qorvo（Qorvo 占目前調(diào)諧市場 70%）和 Skyworks 等大廠商所使用。Cavendish Kinetics（CK）等廠商的 RF MEMS 工藝損耗非常低，獲得市場認(rèn)可，份額也在逐漸提升。圖表 51：射頻前端中的天線調(diào)諧開關(guān)技術(shù)的變化來源：yole， LNA：隨著接收通路增加穩(wěn)定增長LNA 市場將穩(wěn)步增長，特別是因為新增了接收通路。LNA 主要是用于接收信號時進(jìn)行小信號放大，以便降低到收發(fā)器的線路上的 SNR。3G/4G 時，有部分

60、 LNA 是集成在射頻收發(fā)里面的，沒有單獨(dú)的 L NA，因此 LNA 市場空間較小， 2017 年開始快速增長，由于 LTE Adv Pro 和 5G Sub-6 GHz 更嚴(yán)高的要求，主 頻段通信被要求具有 LNA。 HYPERLINK / 敬請參閱最后一頁特別聲明 HYPERLINK / 21883465/36139/20190805 16:48- 28 -行業(yè)深度研究圖表 52：LNA 市場空間圖表 53：LNA 出貨量預(yù)測來源：yole， 來源：yole， LNA 目前以 SiGe 為主，長期來看，特別是毫米波，基于 SOI 的 LNA 將成為主流。目前 iPhone 等主流手機(jī)上的