《2023射頻前端行業競爭格局、發展趨勢及驅動力分析報告(27頁).pdf》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《2023射頻前端行業競爭格局、發展趨勢及驅動力分析報告(27頁).pdf(27頁珍藏版)》請在三個皮匠報告上搜索。
1、2023 年深度行業分析研究報告 內容目錄內容目錄射頻前端在無線通信中不可或缺射頻前端在無線通信中不可或缺.5 5射頻前端是無線通信系統的核心模塊.5射頻前端市場規模將超過 200 億美元,模組占比持續提升.7射頻前端芯片全球競爭激烈,國內廠商發展迅速.8射頻前端發展趨勢:模組化射頻前端發展趨勢:模組化.1111“Phase X”成為主流的射頻前端方案.11濾波器能力是模組產品的關鍵,PAMiD 是皇冠上的明珠.18射頻前端發展動力:通信升級射頻前端發展動力:通信升級+萬物互聯萬物互聯.2121通信升級帶動頻段數量增加,提高射頻前端價值量.21非手機領域為射頻前端提供新的增長點.22射頻前端投
2、資策略:平臺化是核心競爭力射頻前端投資策略:平臺化是核心競爭力.2424射頻前端平臺企業可為客戶提供完整解決方案.24卓勝微:射頻前端平臺 Fab-Lite 企業,通過自建產線構建壁壘.25唯捷創芯:射頻前端平臺設計企業,積極拓展多元業務領域.26慧智微:自研可重構射頻前端平臺的設計企業.27WYiXnXlYbWkWrNmQrM9P9RbRpNrRsQpMiNpOrRkPpOoN8OpPyQNZqNtRwMtOyR圖表圖表目錄目錄圖1:射頻前端簡化架構.5圖2:分集模組.7圖3:主集模組.7圖4:移動射頻前端市場規模.8圖5:移動射頻前端市場規模構成情況.8圖6:移動射頻前端各廠商的市場份額.
3、9圖7:國產品牌智能手機全球出貨量占比.10圖8:Skyworks 和 Qorvo 來自中國的收入.10圖9:國內射頻前端廠商收入增速.10圖10:射頻前端各產品簡圖.11圖11:蘋果射頻前端模組化程度較高.12圖12:FEMiD 方案.12圖13:2016 年 FEMiD 各供應商占比.12圖14:榮耀 6X 射頻前端方案示意圖.13圖15:Phase2 和 Phase1 的對比.13圖16:Phase3/5 和 Phase2 的對比.14圖17:Phase6 和 Phase6L 的對比.15圖18:Phase7、Phase7L、Phase7LE 的對比.16圖19:Phase5N 與 Ph
4、ase7 系列的對比.17圖20:5G 射頻前端方案的演進.18圖21:PhaseX 方案的演進.18圖22:射頻發射模組匯總.19圖23:射頻接收模組匯總.19圖24:濾波器分類.20圖25:5G 手機射頻前端發射模組方案.20圖26:射頻前端手機單機價值量提升.21圖27:全球智能手機出貨量.21圖28:移動射頻前端市場規模.22圖29:CPE 射頻前端市場規模.23圖30:汽車半導體市場規模.23圖31:Skyworks 的戰略路徑.24圖32:Qorvo 的收入構成.24圖33:卓勝微收入及歸母凈利潤.25圖34:卓勝微 2022 年收入構成.25圖35:卓勝微毛利率及凈利率.25圖3
5、6:卓勝微主要期間費率.25圖37:唯捷創芯收入及歸母凈利潤.26圖38:唯捷創芯 2022 年收入構成.26圖39:唯捷創芯毛利率及凈利率.26圖40:唯捷創芯主要期間費率.26圖41:慧智微收入及歸母凈利潤.27圖42:慧智微 2022 年收入構成.27圖43:慧智微毛利率及凈利率.27圖44:慧智微主要期間費率.27表1:射頻前端芯片產品概覽.6表2:射頻前端市場主要公司對比.9表3:射頻前端芯片的主流材料工藝.24表4:射頻前端芯片重點公司一覽表.24射頻前端在無線通信中不可或缺射頻前端在無線通信中不可或缺射頻前端是無線通信系統的核心模塊射頻前端是無線通信系統的核心模塊射頻前端是移動終
6、端通信系統的核心模塊。射頻前端是移動終端通信系統的核心模塊。射頻前端(RFFE:Radio FrequencyFront End)指位于射頻收發器及天線之間的中間模塊,其功能為無線電磁波信號的發送和接收,是移動終端設備實現蜂窩網絡連接、Wi-Fi、藍牙、GPS 等無線通信功能所必需的核心模塊。若沒有射頻前端芯片,手機等移動終端設備將無法撥打電話和連接網絡,失去無線通信功能。因此,射頻前端在無線通信中不可或缺。按照功能,射頻前端可分為發射鏈路(按照功能,射頻前端可分為發射鏈路(TXTX)和接收鏈路()和接收鏈路(RXRX)。)。在發射鏈路中,數字信號通過基帶芯片轉換成易于傳輸的連續模擬信號,隨后
7、收發器(Transceiver)將模擬信號調制為不易受干擾的射頻信號,射頻前端進行射頻信號的功率放大、濾波、開關切換等信號處理,最后通過天線將信號對外發射。接收鏈路則由天線接收空間中傳輸的射頻信號,通過射頻前端對用戶需要的頻率和信道進行選擇,對接收到的射頻信號進行濾波和放大,最后輸入收發器和調制解調器得到數字信號。圖1:射頻前端簡化架構資料來源:唯捷創芯招股書,國信證券經濟研究所整理射頻前端芯片包括射頻開關射頻前端芯片包括射頻開關、射頻低噪聲放大器射頻低噪聲放大器、射頻功率放大器射頻功率放大器、射頻濾波器射頻濾波器等。等。射頻開關:射頻開關:將多路射頻信號中的任一路或幾路通過控制邏輯連通,以實
8、現不同信號路徑的切換,包括接收與發射的切換、不同頻段間的切換等,以達到共用天線、節省終端產品成本的目的。射頻開關的主要產品種類有移動通信傳導開關、WiFi 開關、天線調諧開關等,廣泛應用于智能手機等移動智能終端。射頻低噪聲放大器射頻低噪聲放大器(LNALNA):把天線接收到的微弱射頻信號放大,且盡量減少噪聲的引入,以在移動智能終端上實現信號更好、通話質量和數據傳輸率更高的效果。根據適用頻率的不同,分為全球衛星定位系統射頻低噪聲放大器、移動通信信號射頻低噪聲放大器、電視信號射頻低噪聲放大器、調頻信號射頻低噪聲放大器等。射頻功率放大器(射頻功率放大器(PAPA):):把發射通道的射頻信號放大,使信
9、號饋送到天線發射出去,從而實現無線通信功能。射頻濾波器:射頻濾波器:保留特定頻段內的信號,將特定頻段外的信號濾除,從而提高信號的抗干擾性及信噪比。常見的有 LC 型濾波器(電感電容型濾波器)、SAW(聲表面波濾波器)、BAW(聲體濾波器)。雙工器,又稱天線共用器,內部集成 2 個濾波器,將發射和接收訊號相隔離,保證接收和發射都能同時正常工作。表1:射頻前端芯片產品概覽射頻前端芯片射頻前端芯片構成及功能構成及功能分類分類工作原理示意圖工作原理示意圖射頻開關將多路射頻信號中的任一路或幾路通過控制邏輯連通,以實現不同型號路徑的切換,包括接收與發射的切換、不同頻段間的切換等,以達到共用天線、節省終端產
10、品成本的目的。射頻開關按照用途可分為移動通信傳導開關、WiFi 開關、天線開關;按照結構可分為單刀雙擲、單刀多擲、多刀多擲。射頻低噪聲放大器把天線接收到的微弱射頻信號放大,盡量減少噪聲的引入,在移動智能終端上實現信號更好、通話質量和數據傳輸率更高的效果。根據適用頻率的不同,分為全球衛星定位系統射頻低噪聲放大器、移動通信信號射頻低噪聲放大器、電視信號射頻低噪聲放大器、調頻信號射頻低噪聲放大器等。射頻功率放大器把發射通道的微弱射頻信號放大,使信號成功反饋到天線并發射出去,從而實現更高通信質量、更遠通信距離。射頻濾波器射頻濾波器的作用是保留特定頻段內的信號,將特定頻段外的信號濾除,從而提高信號的抗干
11、擾性及信噪比。LTCC(低溫共燒陶瓷)、SAW(聲表面波濾波器)、BAW(聲體濾波器)等。資料來源:卓勝微官網,國信證券經濟研究所整理射頻模組是將射頻芯片中的兩種或者兩種以上功能的分立器件集成為一個模組射頻模組是將射頻芯片中的兩種或者兩種以上功能的分立器件集成為一個模組,從而提高集成度與性能并使體積小型化。從而提高集成度與性能并使體積小型化。射頻模組根據集成方式的不同可分為不同類型不同功能的模組產品。分集模組:分集模組:接收模組,僅具有接收功能。包括 DiFEM(集成射頻開關和濾波器)、L-DiFEM(集成射頻低噪聲放大器、射頻開關和濾波器,適用于 Sub-3GHz頻段)、L-FEM(集成射頻
12、低噪聲放大器、射頻開關和濾波器,適用于 Sub-6GHz的 5G NR 頻段)、LNA BANK(集成多個射頻低噪聲放大器和射頻開關)。圖2:分集模組資料來源:EPiCMEMS,國信證券經濟研究所整理主集模組:主集模組:收發模組,同時具有接收和發射功能。包括 L-PAMiF(集成低噪聲放大器、射頻功率放大器、射頻開關和濾波器)、FEMiD(集成射頻開關、雙工器/四工器)、PAMiD(集成多模多頻段 PA 和 FEMiD)、L-PAMiD(集成低噪聲放大器、多模多頻段 PA 和 FEMiD)等。圖3:主集模組資料來源:EPiCMEMS,國信證券經濟研究所整理射頻前端市場規模將超過射頻前端市場規模
13、將超過 200200 億美元,模組占比持續提升億美元,模組占比持續提升射頻前端市場規模射頻前端市場規模 2022-20282022-2028 年的年的 CAGRCAGR 預計為預計為 5.8%5.8%。根據 Yole 的數據,射頻前端市場規模持續增長,從 2015 年的 82 億美元增長至 2022 年的 192 億美元,預計2028 年將增長至 269 億美元,2022-2028 年的 CAGR 為 5.8%。在射頻前端市場中,PA 模組(發射模組)規模最大,2022 年為 87 億美元,占比 45%;FEM 模組(接收模組)市場規模為 31 億美元,占比 16%;分立濾波器市場規模為 25
14、 億美元,占比 13%;天線調諧開關、分立 LNA、分立傳導開關市場規模分別為 14、7、5 億美元,合計 26 億美元,占比 14%。圖4:移動射頻前端市場規模資料來源:Yole,國信證券經濟研究所整理射頻前端中模組的收入占比持續提高。射頻前端中模組的收入占比持續提高。根據 Yole 的數據,射頻前端市場規模中,模組產品占比整體呈上升趨勢,預計將從 2018 年的 61%提高至 2026 年的 72%,分立器件占比將從 2018 年的 39%降至 28%。射頻前端模組化有利于縮小體積,提高集成度。圖5:移動射頻前端市場規模構成情況資料來源:Yole,卓勝微公告,國信證券經濟研究所整理射射頻前
15、端芯片全球競爭激烈,國內廠商發展迅速頻前端芯片全球競爭激烈,國內廠商發展迅速全球射頻前端市場集中度較高,以美日系廠商為主。全球射頻前端市場集中度較高,以美日系廠商為主。射頻前端芯片及模組需處理高頻射頻信號,處理難度大,需基于砷化鎵、絕緣硅等特色工藝進行芯片研發,需要長時間的設計經驗和工藝經驗積累。一方面,國際廠商起步較早,在相關技術、專利和工藝上底蘊較深,并通過兼并收購形成完善的產品線。另一方面,國際頭部廠商主導了通信制式、射頻前端的標準定義,且射頻前端公司與 SoC 平臺廠商、終端客戶之間形成了較為緊密的合作關系。根據 Yole 的數據,2022 年全球市占率排名前五的廠商分別是博通(美國,
16、19%)、高通(美國,17%)、Qorvo(美國,15%)、Skyworks(美國,15%)、村田(日本,14%),合計市占率達80%。圖6:移動射頻前端各廠商的市場份額資料來源:Yole,國信證券經濟研究所整理國內企業不斷拓展產品線,打造射頻前端產品平臺。國內企業不斷拓展產品線,打造射頻前端產品平臺。相比國際廠商,國內射頻前端企業成立時間較晚,集中在 2010 年以后。成立初期,國內企業基本選擇某系列產品為切入口,比如卓勝微以射頻開關、LNA 等分立器件為切入口,唯捷創芯、慧智微、飛驤科技以 PA 器件為切入口,通過聚焦產品線找到立足之地。待企業規模變大后,再不斷拓展其他產品線,提高產品集成
17、度,構建射頻前端產品平臺,為客戶提供可與國際廠商競爭的射頻前端解決方案。表2:射頻前端市場主要公司對比公司名稱公司名稱公司概況公司概況20222022 年全年全球市占率球市占率經營模式經營模式20222022 年收年收入(億元入(億元)20222022 年凈年凈利潤利潤(億元億元)20222022 年年研發研發費用(億元費用(億元)20222022 年年研發費率研發費率博通博通2016 年由 AvagoTechnologies 收購 Broadcom Corporation 而成立,總部位于美國加利福尼亞州圣何塞,全球領先的有線和無線通信半導體公司,產品包括射頻前端模塊、濾波器、功率放大器,應
18、用于手機等移動終端。19%Fabless高通高通1985 年成立,總部位于美國加利福尼亞州圣迭戈,是一家無線通信技術研發公司,開發并提供數字無線通信產品及服務,產品廣泛應用于消費電子產品、寬帶網關設備和網絡設備等。2017年高通 與 TDK 合資成立 RF360 進入射頻前端市場,并于 2019年完成對 RF360 的全資收購。17%FablessQorvoQorvo2015 年由 RF Micro Devices(RFMD)與 TriQuint Semiconductor合并成立,總部位于美國北卡羅來納州格林斯博羅,是全球主要的射頻前端產品供貨商之一,已實現射頻功率放大器、濾波器、射頻開關、
19、LNA 等射頻前端芯片的全產品線布局。15%IDM2457.0944.6618%SkyworksSkyworks1962 年成立,總部位于美國加利福尼亞州爾灣,提供無線集成電路解決方案及射頻功率放大器、濾波器、射頻前端模塊等產品。15%IDM38990.5443.8711%村田村田1950 年成立,總部位于日本京都,主營先進的電子元器件及多功能高密度模塊的設計和制造。2014 年 8 月收購 PeregrineSemiconductor,拓展射頻前端業務。14%IDM卓勝微卓勝微2012 年成立,以射頻開關、LNA 等分立器件為切入口,向模組產品拓展,目前已量產接收模組和發射模組。Fablit
20、e3710.784.4912%唯捷創芯唯捷創芯2010 年成立,以 PA 器件為切入口,向其他產品拓展,已推出接收模組、射頻開關等。Fabless70.891.8926%慧智微慧智微2011 年成立,以 PA 器件為切入口向其他產品拓展,提供面向4G/5G 和 NB-IoT 的系列射頻前端芯片,應用于智能手機、平板電腦、無線通信模塊、車載智能后視鏡、智能手表等產品。Fabless4-3.052.6173%飛驤科技飛驤科技2015 年成立,以 PA 器件為切入口向其他產品拓展,主要產品包括射頻功率放大器、射頻開關、射頻前端模塊產品。Fabless好達電子好達電子1999 年成立,以 SAW 濾波
21、器為切入口,主要產品包括 SAW 濾波器、雙工器和諧振器,廣泛應用于手機、通信基站、物聯網等其它射頻通訊相關領域。IDM資料來源:各公司公告,各公司官網,國信證券經濟研究所整理(注:Qorvo 財務數據來自截至 2023 年 4 月 1 日的財年,Skyworks 財務數據來自截至 2022 年 9 月 30 日的財年)國產手機品牌崛起疊加半導體國產化趨勢,國內射頻前端廠商迎發展機遇國產手機品牌崛起疊加半導體國產化趨勢,國內射頻前端廠商迎發展機遇國產手機品牌全球市占率較高國產手機品牌全球市占率較高,中國是海外射頻前端廠商的重要收入來源地中國是海外射頻前端廠商的重要收入來源地。根據 IDC 的數
22、據,2011 年以來,以華為、小米、OPPO、Vivo 為代表的我國國產手機品牌廠商全球市占率大幅提高,四家合計全球市占率由 2011 年的 3.54%提高至2020 年的 43.68%,2021、2022 年由于國際關系限制有所下滑,2022 年華為、小米、OPPO、Vivo、榮耀五家手機廠商的全球市占率合計為 36.74%。在這些手機品牌廠商的帶動下,我國成為了海外射頻前端芯片廠商的重要收入來源地,FY2022Qorvo 和 Skyworks 來自中國的收入分別為 15 億美元、6 億美元,占其收入的比例分別為 32%、11%。在國際關系的影響下,Qorvo 和 Skyworks 來自中國
23、的收入占比有所下降。圖7:國產品牌智能手機全球出貨量占比圖8:Skyworks 和 Qorvo 來自中國的收入資料來源:IDC,國信證券經濟研究所整理資料來源:Skyworks,Qorvo,國信證券經濟研究所整理得益于市場需求和國產替代得益于市場需求和國產替代,國內射頻前端廠商近幾年收入增速較高國內射頻前端廠商近幾年收入增速較高。由于國內手機品牌廠商全球市占率較高,而手機又是射頻前端最主要的應用終端,因此我國是射頻前端最重要的市場。在國際貿易摩擦背景下,國內廠商積極尋求本土射頻前端供應商,以保證供應鏈安全。在此帶動下,我國射頻前端廠商近年來保持較高的收入增速,2022 年受手機需求疲軟和行業去
24、庫存影響,收入有所下滑。以卓勝微為例,除 2018、2022 年收入有所下滑外,2015 以來每年收入都保持 50%以上增長,2015-2022 年收入的 CAGR 為 65%。圖9:國內射頻前端廠商收入增速資料來源:Wind,國信證券經濟研究所整理射頻前端發展趨勢:模組化射頻前端發展趨勢:模組化“PhasePhase X X”成為主流的射頻前端方案成為主流的射頻前端方案在在所需芯片數量增加和可用空間減少的矛盾下所需芯片數量增加和可用空間減少的矛盾下,射頻前端射頻前端日益日益模組化模組化。隨著通信技術升級,通信應用越來越廣泛,對射頻前端芯片的需求也日益豐富。在需要向下兼容以往的通信制式的同時,
25、5G 通訊技術使得射頻前端需要支持的頻段數量大幅增加,需要的組成部件數量也增加。但移動終端設備內部留給射頻前端芯片的空間一直以來在逐漸減少,為滿足移動智能終端小型化、輕薄化、功能多樣化的需求,射頻前端芯片逐漸從分立器件走向集成模組化。圖10:射頻前端各產品簡圖資料來源:慧智微,國信證券經濟研究所整理在在手機品牌廠商中,蘋果的模組化程度較高。手機品牌廠商中,蘋果的模組化程度較高。在 2008 年推出的首款支持 3G 的iPhone 手機 iPhone 3G 中,蘋果公司首次采用射頻前端模組方案,其中用于支持3G 信號的射頻前端采用的是 Triquint TritiumTM III 系列。目前,i
26、Phone 已全面采用模組化方案,其他手機品牌中高端機型的模組化率也在逐步提高。圖11:蘋果射頻前端模組化程度較高資料來源:Yole,國信證券經濟研究所整理FEMiFEMiD D 出現出現于于 3 3G G 時代時代,由無源器件廠商主導由無源器件廠商主導。3G 時代,主流的網絡制式包括 WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA 三種,手機開始出現多模多頻段(multi mode multi band,MMMB)需求,即同一個手機可以同時支持多種網絡制式和頻段。根據中移動發布的5G 終端產品指引,5G 手機必須最少支持以下五個網絡制式(NR/TD-LTE/LTEFDD/WCDMA/GSM)
27、,5G 數據類終端(如 CPE)至少支持三模(NR/TD-LTE/LTE FDD)。FEMiD(Front-end Module integrated with Duplexer)也隨著 MMMB 的需求在3G 時代出現。FEMiD 是將天線開關及濾波器整合為一個模組,由濾波器公司提供;PA 依然采用分立方案,由 PA 公司提供。因此,FEMiD 主要由無源器件廠商主導,包括 Murata 和 TDK(與高通合資設立的 RF360 被高通收購)。圖12:FEMiD 方案圖13:2016 年 FEMiD 各供應商占比資料來源:慧智微,國信證券經濟研究所整理資料來源:慧智微,國信證券經濟研究所整理
28、4G4G 以來以來“PhasePhase X X”成為主流的射頻前端方案成為主流的射頻前端方案。4G 時代,MTK、高通、海思等手機平臺崛起,手機平臺方案越來越集中。同時,隨著山寨機的沒落,手機終端廠商也逐漸向頭部聚集。手機平臺廠商和終端廠商都希望射頻前端器件能形成統一的“生態”。因此,除了頭部廠商如蘋果、三星、華為的自研手機使用自定義的射頻前端方案外,MTK 發起定義的“Phase X”系列射頻前端方案受到終端廠商、器件廠商的支持,成為公開市場過去十來年主流的射頻前端方案,約占整個 4G 市場80%的份額,并依然是 5G 時代最為主流的公開市場方案。Phase1Phase1:Phase2 推
29、出之前的 4G 時代方案,與原有 2G、3G 重合的頻段復用原來的引腳,4G 新頻段使用單獨分立的通路,再用天線開關將所有頻段合并到同一根天線上。該方案主要由 Skyworks、RFMD(現 Qorvo)定義。圖14:榮耀 6X 射頻前端方案示意圖資料來源:Navian,慧智微,國信證券經濟研究所整理PhasePhase2 2:MTK 在 2014 年定義的第一代歸一化 4G 射頻前端方案,將 Phase1 的2G PA 與 ASM 整合,形成 TxM(Transmitter Module,發射模組);將 4G 頻段的 PA 整合,形成完整的 4G MMMB PA。國際廠商的 Phase2 代
30、表產品是Skyworks 的 Sky77916+Sky77643,以及 RFMD(現 Qorvo)的 RF521X+RF5422。圖15:Phase2 和 Phase1 的對比資料來源:慧智微,國信證券經濟研究所整理PhasePhase3/53/5:MTK 在 2015-2016 年定義,支持載波聚合(Carrier Aggregation,CA)技術。由于分立方案實現 CA 較為復雜,Phase3/5 作為完整射頻前端方案并未形成大規模生態。另外,對 CA 能力有強需求的主要是海外高端手機,在 Phase6 PAMiD 方案定義完成后,這些手機快速轉向了 PAMiD 方案,所以Phase3/
31、Phase5 沒有形成對 Phase2 的取代。圖16:Phase3/5 和 Phase2 的對比資料來源:慧智微,國信證券經濟研究所整理PhasePhase6/6L6/6L:Phase6是MTK在2016年定義的PAMiD(PA Module integrated withDuplexer)方案;之后進行成本優化,去掉多余的載波和濾波器,升級為更貼合中國市場的 Phase6L(Phase6 Lite)。PAMiD 集成了 PA 模組、濾波器、天線開關等,集成度高,鏈路插損小,使用簡便,是高端手機的首選方案;蘋果從 iPhone4 便開始采用,方案來自于 Avago(現 Broadcom)、S
32、kyworks、Triquint/RFMD(現 Qorvo)等廠商。由于由于 PAMiDPAMiD 集成集成 PAPA 和濾波器,廠商需要同時擁有和濾波器,廠商需要同時擁有 PAPA 和濾波器的生產能力和濾波器的生產能力。為了布局 PAMiD,PA 和濾波器廠商開始進行整合。2014 年,Skyworks 宣布與松下組建合資公司;2015 年,RFMD 與 Triquint 合并為 Qorvo 公司;2016 年,高通宣布與 TDK 建立合資公司 RF360。圖17:Phase6 和 Phase6L 的對比資料來源:慧智微,國信證券經濟研究所整理PhasePhase7/7L/7LE7/7L/7
33、LE:MTK 為 5G 定義了 Phase7 方案,其中 Sub-3GHz 部分主要繼承Phase6/Phase6L;5G新增的Sub-6GHz UHB部分,重點定義了支持n77/78/79頻段、集成 SRS 開關的雙頻高集成模組,推出了 L-PAMiF 和 L-FEM。為適應5G 市場快速變化的需求,在推出第一代 Phase7 后,MTK 快速定義 Phase7L(Phase7 Lite)、Phase7LE(Phase7L Enhancement,Phase7L 增強版)。圖18:Phase7、Phase7L、Phase7LE 的對比資料來源:慧智微,國信證券經濟研究所整理PhasePhas
34、e5N5N:非 MTK 官方定義,延自 Phase3/5 方案。雖然 Phase3/5 方案沒有得到大規模應用,但其定義的多天線場景、PA 功率提升都適用于 5G 需求。業界將在Phase5 MMMB PA中增加支持5G NR信號的方案定義為Phase5N。Phase5NMMMB PA 只是對 MTK 5G 方案的 Sub-3GHz 部分做了修改,在 Sub-6GHz UHB 部分依然沿用 MTK 的定義。相比于 Phase7 系列,Phase5N 的集成度更低,主要由國內廠商提供。圖19:Phase5N 與 Phase7 系列的對比資料來源:慧智微,國信證券經濟研究所整理PhaseXPhas
35、eX 方案兩年一個節點,方案兩年一個節點,Phase8Phase8 是是 5G5G 最新方案。最新方案。隨著 PhaseX 方案的演進,集成度不斷提高,其中 Phase6/6L 及以前為 4G 方案;Phase7 系列為從 4G 方案延伸出來的 5G 方案。2021 年 MTK 聯合器件廠商、終端廠商開始著手定義全新 5G 射頻前端方案 Phase8,并于 2023 年推出。針對不同終端應用場景,具體有Phase8/8M/8L 方案,Phase8 系列方案是經過優化之后的真正 5G 適用的射頻前端方案。圖20:5G 射頻前端方案的演進資料來源:慧智微,國信證券經濟研究所整理圖21:PhaseX
36、 方案的演進資料來源:慧智微,國信證券經濟研究所整理濾波器能力是模組產品的關鍵,濾波器能力是模組產品的關鍵,PAMiDPAMiD 是皇冠上的明珠是皇冠上的明珠在射頻發射模組中,頻段越在射頻發射模組中,頻段越“擁擠擁擠”,濾波器越占主導地位。,濾波器越占主導地位。比如,用于 5G 新增頻段 n77 和 n99 的 PAMiF 或 L-PAMiF,對濾波器性能要求較低,一般的 LC 型濾波器(IPD、LTCC)便能勝任,產品力主要在于 PA。而用于 4G 頻段的 M/H PAMiD或 M/H L-PAMiD,由于該頻率范圍(1.5GHz-3.0GHz)是移動通信的黃金頻段,除Band1/2/3/4
37、/34/39/40/41 蜂窩通信外,GPS、Wi-Fi 2.4G、Bluetooth 等重要的非蜂窩網通信也工作在該范圍,“擁擠”和“干擾”嚴重,產品力主要在于濾波器。圖22:射頻發射模組匯總資料來源:EPiCMEMS,國信證券經濟研究所整理在射頻接收模組中,集成度越高濾波器越占主導地位。在射頻接收模組中,集成度越高濾波器越占主導地位。最低集成度的接收模組是使用 RF-SOI 工藝在單顆裸晶圓上實現了射頻開關和 LNA,不包括濾波器;適用 5G新增 n77/n79 頻段的接收端模組 L-FEM 僅需要額外與一顆 LC 型濾波器集成,這兩種模組都由 SOI 工藝主導。其他集成度更高的產品,含有
38、更多的濾波器,產品力主要由濾波器主導,其中集成度最高的是 L/M/H L-FEM,集成了適用于各頻段的多顆濾波器,且濾波器所需性能較高。圖23:射頻接收模組匯總資料來源:EPiCMEMS,國信證券經濟研究所整理多種濾波器在射頻前端共存多種濾波器在射頻前端共存。濾波器的主要功能是通過有用信號,消除干擾信號,濾波器的主要性能指標包括中心頻率、帶寬、插損、帶外抑制、溫漂特性、功率耐受等。用于射頻前端模組中的濾波器主要包括 LC 濾波器(MLCC、LTCC、IPD)和壓電濾波器(SAW、BAW),其中 LC 濾波器是基于電感/電容的頻率響應特性來進行濾波器設計,壓電濾波器是利用材料的壓電特性進行設計。
39、BAW 更適用于高頻率,但成本高;SAW 技術成熟,成本較低,適用于低頻率,傳統 SAW 一般很難用于 2GHz 以上頻率,但村田推出的 IHP(Incredible High Performance)SAW可用于 2.4GHz,性能與 BAW 相當,拓寬了 SAW 的應用范圍。圖24:濾波器分類資料來源:慧智微,國信證券經濟研究所整理PAMiD/L-PAMiDPAMiD/L-PAMiD 是射頻前端模組皇冠上的明珠是射頻前端模組皇冠上的明珠。在 5G 手機的射頻模組中,適用于Sub-6GHz 頻段的接收端模組 L-FEM 和發射端模組 L-PAMiF,我國廠商已成熟商用。雖然 Sub-3GHz
40、 頻率更低、功率更低,不需要復雜的 SRS 開關等,但由于 Sub-3GHz頻段較多,需要集成的濾波器及雙工器更多,而且需要 SAW、BAW 等聲學濾波器。因此,生產用于 Sub-3GHz 的 PAMiD/L-PAMiD 要求廠商具有全模塊子電路的設計和量產能力、強大的系統設計能力,并且能獲得小型化濾波器資源。之前國產廠商在 Sub-3GHz 頻段主要提供分立方案,但目前已有廠商逐步推出 PAMiD/L-PAMiD模組產品。圖25:5G 手機射頻前端發射模組方案資料來源:慧智微,國信證券經濟研究所整理射頻前端發展動力:通信升級射頻前端發展動力:通信升級+萬物互聯萬物互聯通信升級帶動頻段數量增加
41、,提高射頻前端價值量通信升級帶動頻段數量增加,提高射頻前端價值量移動通信從移動通信從 1G1G 升級到升級到 5G5G,射頻前端單手機價值量提高。,射頻前端單手機價值量提高。移動通信技術出現在二十世紀八十年代,經過四十年左右的發展,從 1G 升級到 5G。隨著通信技術的發展,除部分頻段通過重耕用于新一代技術外,也不斷有新增頻段投入使用,比如用于 5G 通信的 n77/78/79 頻段。隨著頻段數量的增加,射頻前端的價值量也在增加。根據 Skyworks 的數據,單手機射頻前端價值量由 2G 的 3 美元提高到了 5G的 25 美元。2022 年 8 月,IMT-2030(6G)推進組開展 6G
42、 技術試驗,2022-2024年是關鍵技術試驗階段,2025-2026 年是技術方案試驗階段,2027-2030 年是系統組網試驗階段。圖26:射頻前端手機單機價值量提升資料來源:Skyworks,國信證券經濟研究所整理全球智能手機從增量市場變為存量市場全球智能手機從增量市場變為存量市場,但通信技術升級仍在持續但通信技術升級仍在持續。根據 IDC 的數據,2004-2015 年,全球智能手機銷量快速增加,同時 3G/4G 手機占比不斷提升。2015 年后全球智能手機進入存量市場,但通信技術升級仍在持續,其中 5G手機自 2019 年銷售以來占比不斷提升。2022 年全球智能手機銷量 12.06
43、 億部,5G 手機占比 53%,首次超過 4G 手機。IDC 預計 2023-2027 年 5G 手機占比還將繼續提升至 84%。圖27:全球智能手機出貨量資料來源:IDC,國信證券經濟研究所整理5G5G 和和 5G5G 毫米波是移動射頻前端市場的主要增量毫米波是移動射頻前端市場的主要增量。根據 Yole 的預測,移動射頻前端市場規模將由 2022 年的 192 億美元增長至 2028 年的 269 億美元,CAGR 為 5.8%。按通信技術來看,2G、3G、4G 的市場規模都有所下降,5G 市場規模將從 132 億美元增長至 230 億美元,5G 毫米波的市場規模將從 15 億美元增長至 2
44、2 億美元。圖28:移動射頻前端市場規模資料來源:Yole,國信證券經濟研究所整理非手機領域為射頻前端提供新的增長點非手機領域為射頻前端提供新的增長點外掛外掛 FEMFEM 逐漸成為中高端逐漸成為中高端 WiFiWiFi 路由器的主流選擇路由器的主流選擇。由于 2.4GHz 頻段的穿透力比較強,因此 WiFi4(僅支持 2.4GHz)時代 PA、LNA 等射頻芯片一般直接集成在核心收發芯片中,不需要額外配置。但隨著信號衰減更明顯的 5GHz 在 WiFi5 和 WiFi6中應用,需要外掛 FEM(Front-End Modules)來提高發射的信號增益,保證通信的效率和距離。比如華為 WiFi
45、6 路由器 AX6 便采用了 4 顆 2.4G FEM 芯片和 4 顆5G FEM 芯片。CPECPE 是實現是實現 FWAFWA 的核心設備,預計的核心設備,預計 20282028 年所需射頻前端市場規模為年所需射頻前端市場規模為 2020 億美元。億美元。FWA(Fixed wireless access,固定無線接入)的工作原理是通過 CPE(CustomerPremise Equipment)等設備,接收移動通信基站信號并轉換成 WiFi 信號,方便用戶上網。根據華為的數據,截至 2021 年底,全球 4G/5G FWA 用戶數已超過 6500萬,4G FWA 用戶數占 95%;預計在
46、 2025 年 5G FWA 用戶占比提升至 27%。FWA 可以連接家庭、連接企業,更可以連接萬物,5G 使 FWA 從家庭逐漸向企業延伸。根據Yole 的預測,CPE 射頻前端市場規模將從 2022 年的 4.14 億元增長至 2028 年的20 億美元,CAGR 約 30%。圖29:CPE 射頻前端市場規模資料來源:Yole,國信證券經濟研究所整理汽車聯網化汽車聯網化、智能化帶動射頻芯片需求智能化帶動射頻芯片需求,預計預計 20272027 年市場規模為年市場規模為 1919 億美元億美元。從終端產品來看,在萬物互聯時代,越來越多手機、PC 以外的終端產品產生了聯網需求,包括自動生產設備
47、、智能家居、智慧城市、汽車等。根據 Yole 的預測,汽車半導體市場規模將從 2021 年的 440 億美元增長至 2027 年的 807 億美元,其中射頻芯片的市場規模將從 9 億美元增長至 19 億美元,CAGR 為 11.6%。圖30:汽車半導體市場規模資料來源:Yole,國信證券經濟研究所整理非移動產品成為射頻芯片公司的重要收入來源非移動產品成為射頻芯片公司的重要收入來源。Skyworks 通過擴大目標市場和拓寬產品組合,實現業務的多元化,已將業務從手機、平板等移動設備擴展到可穿戴、智能家居、醫療等物聯網領域,同時正在向自動駕駛、智慧城市、人工智能和機器學習、工廠機器人等方向拓展,FY
48、 2Q23(截止日期 2023 年 3 月 31 日)公司來自非移動產品的收入占比約 40%。另一家射頻芯片大廠 Qorvo FY2022 來自移動產品和非移動產品的收入占比分別為 76%和 24%。圖31:Skyworks 的戰略路徑圖32:Qorvo 的收入構成資料來源:Skyworks,國信證券經濟研究所整理資料來源:Qorvo,國信證券經濟研究所整理射頻前端投資策略:平臺化是核心競爭力射頻前端投資策略:平臺化是核心競爭力射頻前端平臺企業可為客戶提供完整解決方案射頻前端平臺企業可為客戶提供完整解決方案提供射頻前端完整產品的企業具有相對優勢。提供射頻前端完整產品的企業具有相對優勢。手機等終
49、端所需要的射頻前端產品包括開關、LNA 等射頻分立器件,也包括 L-FEM、PAMiF、PAMiD 等射頻模組產品,且模組產品的重要性在逐漸提高。建立完整射頻前端產品的供應能力可以減少客戶的采購成本、溝通成本,也可以幫助優化客戶的整體方案。表3:射頻前端芯片的主流材料工藝產品類型產品類型主流材料工藝主流材料工藝射頻開關RF SOI、RF CMOS、GaAs、MEMS 等材料和工藝射頻低噪聲放大器RF CMOS、SiGe、RF SOI、GaAs 等材料和工藝射頻濾波器SAW、BAW、IPD 等材料和工藝射頻功率放大器GaAs、RF CMOS、GaN、SiGe 等材料和工藝資料來源:卓勝微公告,國
50、信證券經濟研究所整理擁有各核心元件的技術能力是提供模組產品的前提。擁有各核心元件的技術能力是提供模組產品的前提。追求低功耗、高性能、低成本是射頻前端技術升級的主要驅動力,而技術升級主要依靠新設計、新工藝和新材料的結合。目前普遍采用的器件材料和工藝平臺包括 RF CMOS、SOI、砷化鎵、鍺硅以及壓電材料等,逐漸出現的新材料工藝還有氮化鎵、微機電系統等。各射頻前端廠商需在不同應用背景下,尋求材料、器件和工藝的更好組合,以提高射頻前端芯片產品的性能。射頻模組產品作為集成度更高的產品,除各器件本身的性能外,還需要優化各器件之間的配合以提高整個模組的產品性能,因此,射頻前端模組化也提高了行業壁壘。表4
51、:射頻前端芯片重點公司一覽表股票代碼股票代碼公司簡稱公司簡稱總市值總市值(億元(億元)收盤價收盤價(元)(元)PE(TTMPE(TTM)收入收入(23E,(23E,億元億元)歸母凈利潤歸母凈利潤(23E,23E,億元)億元)PS(23E)PS(23E)PE(23E)PE(23E)300782.SZ卓勝微633118.679340.5010.071663688153.SH唯捷創芯23456.00-54023.370.16101,464資料來源:Wind,國信證券經濟研究所預測(數據截止日期:2023 年 10 月 9 日)卓勝微:射頻前端平臺卓勝微:射頻前端平臺 Fab-LiteFab-Lite
52、 企業,通過自建產線構建壁壘企業,通過自建產線構建壁壘布局射頻前端產品平臺,應用領域不斷拓展。布局射頻前端產品平臺,應用領域不斷拓展。公司成立于 2012 年,以射頻開關、LNA 等射頻分立器件為出發點,逐漸拓展至射頻模組產品。2019 年推出 LNA BANK、DiFEM、L-FEM 等接收端模組產品,并于 2020 年實現量產銷售。發射端模組方面,2021 年推出 L-PAMiF 并于 2022 年批量銷售,目前 L-PAMiD 處于研發過程中。從應用領域來看,公司從智能手機向通信基站、汽車電子、藍牙耳機等領域拓展。經營模式從經營模式從 FablessFabless 正式轉為正式轉為 Fa
53、b-LiteFab-Lite 模式,自產濾波線進入規模量產階段。模式,自產濾波線進入規模量產階段。通過自建產線,公司經營模式從 Fabless 正式轉為 Fab-Lite 模式。搭建先進的 6英寸濾波器產線的芯卓項目自 4Q20 啟動,1Q22 工藝通線,2Q22 小批量生產,4Q22全面進入規模量產階段,公司成功在 SAW 濾波器、高性能濾波器、雙工器、四工器方面建立了自產能力。在 6 英寸濾波器產線的基礎上,公司通過添置先進設備,構建專業技術人才團隊,逐步打造 12 英寸 IPD 濾波器產品的生產制造能力,已完成工藝通線及產品級驗證,進入小批量生產階段。圖33:卓勝微收入及歸母凈利潤圖34
54、:卓勝微 2022 年收入構成資料來源:Wind,國信證券經濟研究所整理資料來源:Wind,國信證券經濟研究所整理圖35:卓勝微毛利率及凈利率圖36:卓勝微主要期間費率資料來源:Wind,國信證券經濟研究所整理資料來源:Wind,國信證券經濟研究所整理唯捷創芯:射頻前端平臺設計企業,積極拓展多元業務領域唯捷創芯:射頻前端平臺設計企業,積極拓展多元業務領域完善射頻前端各產品線布局完善射頻前端各產品線布局,正式推出全套射頻前端解決方案正式推出全套射頻前端解決方案。公司成立于 2010年,采用 Fabless 經營模式,以功率放大器為出發點,已具備成熟的 2G 至 5G 射頻功率放大器模組產品,正在
55、從以 MMMB 產品和 TxM 中集成度的射頻功率放大器模組產品為主,穩步邁向高集成度射頻功率放大器模組領域。公司 2020 年成功推出L-PAMiF 產品并在 2021 年大批量出貨,2022 年實現 L-PAMiD 小批量出貨。接收端模組方面,公司 2021 年成功推出 LNA Bank、L-FEM 兩類并在 2022 年實現大批量銷售。目前,公司已向客戶正式推出全套射頻前端解決方案。積極拓展多元業務領域,部分車規級芯片通過認證。積極拓展多元業務領域,部分車規級芯片通過認證。在消費電子領域的基礎上,公司力爭為車規級模組廠商實現智能汽車、自動駕駛功能提供高性能的射頻前端解決方案,2022 年
56、部分車規級芯片已經通過認證,并與比亞迪、移遠通信等公司簽訂戰略合作協議。圖37:唯捷創芯收入及歸母凈利潤圖38:唯捷創芯 2022 年收入構成資料來源:Wind,國信證券經濟研究所整理資料來源:Wind,國信證券經濟研究所整理圖39:唯捷創芯毛利率及凈利率圖40:唯捷創芯主要期間費率資料來源:Wind,國信證券經濟研究所整理資料來源:Wind,國信證券經濟研究所整理慧智微:自研可重構射頻前端平臺的設計企業慧智微:自研可重構射頻前端平臺的設計企業自主研發自主研發 AgiPAMAgiPAM可重構射頻前端平臺可重構射頻前端平臺,創新射頻前端架構創新射頻前端架構。公司成立于 2011 年,采用 Fab
57、less 經營模式,提出可重構射頻前端平臺,2013 年自主完成 AgiPAM1.0平臺的搭建,采用基于“絕緣硅(SOI)+砷化鎵(GaAs)”兩種材料體系的可重構射頻前端技術路線。2017、2020 年公司相繼成功研發 AgiPAM2.0、AgiPAM3.0平臺。公司的可重構射頻前端架構通過數字定義可配置射頻通路的技術方案,大幅提升射頻前端的集成度,有效平衡了射頻前端的性能和成本,具備快速迭代、高性價比、高集成度、自主可控等優勢。以功率放大器為出發點以功率放大器為出發點,完善產品線布局完善產品線布局。公司成立以來就專注研發 4G 多頻多模功率放大器模組(MMMB PAM),基于可重構射頻前端
58、平臺,于 2015 年成功推出4G LTE 可重構射頻前端產品,實現可重構功率放大器模組的商用;2017 年推出新一代 MMMB PA 模組,該款產品支持 4G LTE 全頻段,通過可重構技術可以在TD-SCDMA/WCDMA/CDMA2000/TD-LTE/LTE-FDD 多個模式和頻段下實現通路復用;2020 年成功推出 5G 新頻段 L-PAMiF 全集成發射模組。目前公司在售產品包括 4G的 MMMB PAM 和 TxM、5G Sub 6GHz 的 L-PAMiF 和 L-FEM、5G Sub 3GHz 的 MMMB PAM、L-PAMiD。公司低頻和中高頻 L-PAMiD 產品已經小規模量產,也在加快下一代L-PAMiD 射頻方案的研發。圖41:慧智微收入及歸母凈利潤圖42:慧智微 2022 年收入構成資料來源:Wind,國信證券經濟研究所整理資料來源:Wind,國信證券經濟研究所整理圖43:慧智微毛利率及凈利率圖44:慧智微主要期間費率資料來源:Wind,國信證券經濟研究所整理資料來源:Wind,國信證券經濟研究所整理