射頻前端功率放大器（PA）龍頭廠商唯捷創(chuàng)芯研究報告

射頻前端功率放大器（PA）龍頭廠商唯捷創(chuàng)芯研究報告一、唯捷創(chuàng)芯：國內(nèi)射頻前端PA龍頭唯捷創(chuàng)芯專注于射頻前端領(lǐng)域，是國內(nèi)PA模組龍頭廠商。公司成立于2010年，深耕射頻前端功率放大器芯片，2015年掛牌新三板，公司發(fā)展前期以傳音股份、聯(lián)想等終端品牌廠商為主要銷售對象，2016-2018年開始進入轉(zhuǎn)型期，大力拓展手機頭部廠商，并在2018-2021年間陸續(xù)導(dǎo)入小米、OPPO、VIVO、榮耀等品牌客戶。從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)看，公司目前的產(chǎn)品主要為PA模組、射頻開關(guān)、WiFiFEM等。2021H1PA模組、射頻開關(guān)、Wi-Fi射頻前端模組、接收端模組的收入占比分別為97.27%、0.90%、1.61%、0.22%。公司產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于智能手機、平板電腦、智能穿戴設(shè)備等移動終端，以及無線寬帶路由器等通信設(shè)備。其中公司射頻功率放大器模組的終端客戶主要為手機品牌廠商，已覆蓋小米、OPPO、vivo等全球多家主流手機品牌。通過導(dǎo)入安卓大客戶，2018-2021收入規(guī)?？焖僭鲩L。2016年以前公司以波導(dǎo)等小客戶為主，2017-2018年，公司一方面提升產(chǎn)品性能，對標(biāo)國際水準(zhǔn)，另一方面開展品牌手機大客戶的產(chǎn)品認(rèn)證和供應(yīng)鏈導(dǎo)入工作，2018-2021年，公司逐步導(dǎo)入了小米、華為、OPPO、VIVO、榮耀等手機大客戶，實現(xiàn)了收入水平快速提升，2018-2021年公司整體營收從2.84億元快速增長到35.09億元，CARG+131%。公司是4GPA龍頭，5G模組、高集成度模組占比快速提升。公司產(chǎn)品不斷升級，以2GPA產(chǎn)品起家，2013、2015年分別推出3G、4GPA產(chǎn)品，并成為國內(nèi)4GPA出貨量最大的廠商。公司在4G射頻功率放大器模組出貨量穩(wěn)步提升的同時，同步注重5G射頻功率放大器模組、射頻開關(guān)、Wi-Fi射頻前端以及接收端模組的研發(fā)與量產(chǎn)工作，2019年我國正式開啟5G商用，公司在2019年推出了5GPA模組并于2020年規(guī)模量產(chǎn)銷售，目前公司的5G射頻前端產(chǎn)品已經(jīng)應(yīng)用于知名終端客戶的中高端產(chǎn)品。隨著來自大客戶、5G、高集成度產(chǎn)品的收入占比提升，2021年公司毛利率顯著改善。公司2018~2021年毛利率逐步提升，分別為21.89%、18.04%、17.92%、27.76%。2019年公司處于向頭部手機廠商批量供貨的第一個年度，因鞏固市場地位、產(chǎn)品迭代升級等因素，公司對成熟產(chǎn)品進行了一定幅度降價，造成了當(dāng)年度公司總體毛利率的下降。2020年公司產(chǎn)品逐步迭代，總體銷售單價有所提升，但由于產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)能緊張等影響，封測單位成本有所上漲，綜合毛利率相對穩(wěn)定。2021年1-6月由于頭部廠商市場需求較大，公司成熟產(chǎn)品銷售單價保持穩(wěn)定，同時5G及高集成度PA模組、Wi-Fi6模組等高單價產(chǎn)品銷售收入占比進一步增加，總體產(chǎn)品銷售單價提升較快，帶動了公司毛利率快速上漲。公司近幾年凈利率受股權(quán)支付費用影響較大。2018-2021年公司經(jīng)營性利潤持續(xù)增長，但由于公司確認(rèn)了大額的股份支付費用并作為經(jīng)常性損益，對公司凈利潤金額影響較大，2021年公司歸母凈利潤為-0.67億元，2018-2021H1公司分別確認(rèn)了1094萬、3804萬、1.73億、2.68億元的股權(quán)支付費用。若剔除股份支付影響，公司扣除非經(jīng)常性損益后歸屬于母公司股東的凈利潤于2019年轉(zhuǎn)換正，2020年為7273萬元，2021H1為2.51億元.。公司采用Fabless模式，與產(chǎn)業(yè)鏈頂尖供應(yīng)商達成長期穩(wěn)定合作，主要晶圓供應(yīng)商穩(wěn)懋、臺積電、格羅方德等是GaAs、CMOS、SOI晶圓制造行業(yè)中的領(lǐng)軍企業(yè)；主要基板供應(yīng)商珠海越亞具有世界領(lǐng)先的“銅柱法”無芯封裝基板技術(shù)和精密的工藝制程；SMD原材料主要由全球一流廠商村田提供；封裝測試廠商除唯捷精測外，主要為長電科技、蘇州日月新、甬矽電子等。二、PA是射頻前端重要器件，5G及WiFi6驅(qū)動價值量提升1、射頻前端是無線通信的模塊核心組件，PA是射頻前端的重要器件射頻前端（RadioFrequencyFront-End，RFFE）是無線通信模塊的核心組件。無線通信模塊主要包含天線、射頻前端、主芯片三部分，用于信號發(fā)射、信號接收過程中二進制信號和無線電磁波信號的相互轉(zhuǎn)換：在發(fā)射信號的過程中將二進制信號轉(zhuǎn)換成高頻率的無線電磁波信號；在接收信號的過程中將收到的電磁波信號轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)字信號。射頻前端產(chǎn)業(yè)鏈從上游到下游依次為：原材料、射頻前端分立器件、射頻前端模組、移動通信設(shè)備，射頻前端模組普遍外包給SiP封裝廠商進行封裝。射頻前端對手機無線通信性能至關(guān)重要。射頻前端決定了移動終端可以支持的通信模式、接收信號強度、通話穩(wěn)定性、發(fā)射功率等重要性能指標(biāo)，直接影響終端用戶體驗。除通信系統(tǒng)以外，手持設(shè)備中的無線連接系統(tǒng)（WiFi、GPS、Bluetooth、FM和NFC等）對射頻前端芯片也有較強的需求。無線通信技術(shù)升級帶動射頻前端需求增長，5G和WiFi6是近幾年主要增長點。無線通信傳輸包含眾多技術(shù)，按照傳輸距離可以分為近距離和遠距離無線通信技術(shù)，手機支持的近距離無線通信技術(shù)包含WiFi、藍牙、GPS、NFC/RFID、UWB、Zigbee等；遠距離無線通信技術(shù)包含2G、3G、4G、5G等蜂窩移動通信技術(shù)。不同通信制式對應(yīng)的射頻前端互相獨立，5G射頻前端是新增市場。信號傳輸分為接收、發(fā)射、分集接收三條通路，蜂窩移動通信（3G/4G/5G）、WiFi、藍牙、GPS等都具備獨立的無線通信模組和信號傳輸路徑。也就是說，5G與WiFi的射頻前端、天線不能公用、是兩塊獨立的市場。其次，4G與5G之間也有獨立的射頻前端和天線，未來很長一段時間5G手機都將會兼容4G，因此5G射頻前端及天線是一塊獨立的新增市場。射頻功率放大器（PA）的工作原理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)換為按照輸入信號變化的電流，經(jīng)過不斷的電流/電壓放大，從而完成功率的放大。在智能手機等終端設(shè)備中，PA芯片通常與其他射頻前端芯片集成為模組產(chǎn)品進行應(yīng)用。PA模組在射頻前端中價值占比高。2019年，射頻功率放大器模組的市場規(guī)模為53.76億美元，為射頻前端市場規(guī)模最大的細(xì)分產(chǎn)品領(lǐng)域；2019年至2025年，PA模組市場規(guī)模預(yù)計將保持11%的年均復(fù)合增長率，于2025年將達到89.31億美元，仍為射頻前端市場中規(guī)模占比最高的細(xì)分產(chǎn)品。2、5G驅(qū)動射頻前端市場規(guī)模增長，PA用量及技術(shù)難度提升5G分為Sub6GHz（FR1）、毫米波（FR2）。由于毫米波頻率高、波長短，相比之下信號分辨率、傳輸安全性以及傳輸速率更優(yōu)，同時更寬的帶寬可以避免低頻段的擁堵；但是毫米波傳輸損耗大、距離短，基建成本很高。而Sub6GHz的基建投入遠小于毫米波，可以在原有的4G基站上部署5G設(shè)備，同時在速率、時延等指標(biāo)上Sub6GHz已經(jīng)可以滿足當(dāng)前大部分應(yīng)用。Sub6GHz為商用主流頻段，毫米波在特定環(huán)境應(yīng)用，主要應(yīng)用于體育場館、會議中心、地鐵站等人流量大、對信號傳輸速率要求高的地區(qū)。5G頻段按照頻率，可以進一步分為毫米波（mmWave）、超高頻（UHB）、高頻（HB）、低頻（LB），其中高頻（HB）和低頻（LB）的頻率在3GHz以下，與原有的3G/4G頻段接近。超高頻是指3GHz~6GHz之間的頻段——n77、n78、n79。國內(nèi)銷售5G手機至少支持2個5G頻段——N41和N77/N78，高端機會支持更多5G頻段，比如iPhone12

（A2408）支持17個5GNR頻段，華為Mate405G版支持9個5GNR頻段。5G智能手機滲透率持續(xù)提升。根據(jù)YoleDevelopment的統(tǒng)計及預(yù)測，2020年全球5G智能手機出貨量為2.14億部，到2025年全球4G智能手機出貨量為6.85億部，5G智能手機出貨量為8.04億部，2020-2025年5G智能手機的年均復(fù)合增長率將高達30%。近幾年5G與WiFi6成為手機射頻前端市場增長驅(qū)動力，根據(jù)Yole對2020~2025年全球不同通信制式對應(yīng)的手機射頻前端市場規(guī)模的預(yù)測，5G（Sub6GHz）、5G毫米波射頻前端市場規(guī)模復(fù)合增速分別為41%、48%，WiFi6連接芯片市場規(guī)模復(fù)合增速達到13%。5G在通信頻率、頻段數(shù)量、頻道帶寬和復(fù)雜技術(shù)應(yīng)用等方面相較4G均存在一定變化，對PA的設(shè)計提出更高的要求。因此，5G通信技術(shù)的大規(guī)模普及和應(yīng)用將導(dǎo)致射頻前端器件特別是PA的設(shè)計難度大幅度提升，需引入新的設(shè)計技術(shù)、理念及采用新的晶圓制造工藝、模組封裝工藝等新技術(shù)予以應(yīng)對。1）新增頻段及頻道帶寬增加5G全球新增授權(quán)頻段數(shù)量多達50+，傳輸帶寬相對4G變寬。5G手機最直觀的變化是支持新的頻段，且頻率更高、傳輸帶寬更寬，從而提升數(shù)據(jù)傳輸速率。全球已授權(quán)的頻段數(shù)量從4G時期的40+增長到90+，根據(jù)射頻器件巨頭Skyworks測算，到2020年5G授權(quán)頻段數(shù)量新增到50個左右，全球2G/3G/4G/5G網(wǎng)絡(luò)合計支持的頻段達到90個以上。4G頻段帶寬為40-60MHz，5G頻段提升到100-200MHz，5G傳輸帶寬從4G的300MHz提升到900MHz、最高達到1000MHz。2）多天線技術(shù)（MIMO）4*4MIMO將在5GUHB（高頻段，N77/N78/N79）普及。MIMO指的是多輸入多輸出（MultipleInputMultipleOutput）技術(shù)，可以大幅提高信道容量，提高頻譜應(yīng)用效率。4GLTE主要應(yīng)用2*2MIMO，即基站側(cè)有兩根天線，手機側(cè)也有兩根下行天線；而5G高頻段4*4MIMO成為標(biāo)配，即基站側(cè)有四根天線，手機側(cè)也有四根下行天線。4G及3GHz以下的5G頻段大多數(shù)采用2*2MIMO，采用1發(fā)射2接收架構(gòu)（1T2R）；5GUHB采用4*4MIMO，采用1發(fā)射4接收（1T4R）或者2發(fā)射4接收（2T4R），相應(yīng)的射頻前端用量明顯增長。3）載波聚合載波聚合（CarrierAggregation，CA）是為了實現(xiàn)更高傳輸帶寬，從而提升傳輸速率。載波聚合術(shù)可以將2～5個成員載波（ComponentCarrier，CC）聚合在一起，實現(xiàn)更高的傳輸帶寬，提升傳輸速率。載波聚合最早在LTE-A時代誕生，為了滿足LTE-A下行1Gbps、上行500Mbps的峰值速率要求，需要有100MHz傳輸帶寬，而這么寬的連續(xù)頻譜很稀缺，于是提出了將多個載波單元聚合的技術(shù)，最多可以將5個20MHz帶寬的4G頻段聚合在一起形成100MHz傳輸帶寬，5載波也叫5CC。載波集合技術(shù)提升驅(qū)動PA用量增長，對PA線性度、功耗和穩(wěn)定性提出更高要求。實現(xiàn)載波聚合需要多個頻段同時通信，射頻前端需要支持天線和收發(fā)器之間的多條發(fā)射/接收路徑，同時載波聚合機型需要復(fù)雜的濾波器如及聯(lián)同向雙工器、三工器、四工器甚至更高的多工器，一方面，更高復(fù)雜度的載波聚合方案將帶動更多PA的用量增長；另一方面，根據(jù)《微波與光學(xué)技術(shù)通訊》周刊，5G載波聚合技術(shù)需要功率放大器在維持電穩(wěn)定性的同時增大60%以上的輸出功率，線性度需要達到14dBACPR，因此預(yù)計未來PA單顆價值量將隨性能需求進一步提升。4）高階調(diào)制技術(shù)更高的調(diào)制階數(shù)可以提升頻譜利用效率、提升傳輸速率，5G將從4GLTE的64QAM提升到256QAM。通信信號的傳輸是調(diào)制、傳輸、解調(diào)的過程，QAM（QuadratureAmplitudeModulation，正交幅度調(diào)制）是一種在兩個正交載波上進行幅度調(diào)制的調(diào)制方式，QAM利用正弦波與余弦波的正交性，可以同時調(diào)制兩路信號，提高了調(diào)制效率。根據(jù)QAM的幅度變化等級分為4QAM、16QAM、64QAM、256QAM以及1024QAM等，代表一個調(diào)制符號分別可以傳送2、4、6、8、10比特的信息，16QAM及以上常稱為高階調(diào)制。3、WiFiFEM以PA為核心，WiFi6驅(qū)動市場規(guī)模增長WiFi是射頻前端的重要戰(zhàn)場之一。智能手機支持的近距離通信技術(shù)包含WiFi、藍牙、GPS、UWB等，WiFi的特點是傳輸速度快、距離長、建設(shè)成本低，缺點是功耗較高、安全性較低。和藍牙、GPS相比，WiFi技術(shù)迭代較快、射頻前端復(fù)雜度較高，是射頻前端廠商的重要戰(zhàn)場之一。2020-2025年，WiFi6在手機中的滲透率持續(xù)提升，預(yù)計2025年超過60%。2019年iPhone11開始支持WiFi6；

2020年安卓高端機開始支持WiFi6，如三星GalaxyNote20（售價5299起）、華為P40（售價4988起）、OPPOReno5（售價2999起）、小米10（售價3399起）等；預(yù)計2021年WiFi6將在安卓機型中進一步下沉到中端機，根據(jù)中關(guān)村在線搜索結(jié)果，WiFi6最低已經(jīng)下沉到1599元的RealmeQ3Pro。根據(jù)TSR的預(yù)測，2020年WiFi6手機