【研報】電子行業走進“芯”時代系列深度之三十一“射頻PA”：射頻PA革新不止萬物互聯廣袤無限-20200729[121頁].pdf

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1、射頻射頻PAPA革新不止，萬物互聯廣袤無限革新不止，萬物互聯廣袤無限 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 僅供機構投資者使用僅供機構投資者使用 證券研究報告證券研究報告 孫遠峰孫遠峰/ /王臣復王臣復/ /張大印張大印/ /王海維王海維/ /鄭敏宏鄭敏宏 SAC NO:S1120519080005SAC NO:S1120519080005 20202020年年7 7月月2929日日 華西電子團隊華西電子團隊走進“芯”時代系列深度之走進“芯”時代系列深度之三十一三十一“射頻“射頻PAPA” 引言：引言：PAPA國產化，推進射頻產業鏈共進成長！國產化，推進射頻

2、產業鏈共進成長！ 1 1 1、射頻射頻PAPA是射頻前端中價值量最高的單類型芯片是射頻前端中價值量最高的單類型芯片 電磁波傳輸距離和發射功率成正比，射頻PA性能直接決定通訊距離、信號質量和待機時間（或 耗電量），根據Yole數據顯示，2017年手機射頻前端中射頻PA市場規模約50億美元，在整個射 頻前端中價值量占比34%，僅次于濾波器，也是射頻前端價值量最高的單類型芯片。 2 2、從手機從手機、基站到萬物互聯基站到萬物互聯，射頻射頻PAPA市場空間快速打開市場空間快速打開 5G時代SA模式要求2T4R，新增三個頻段需增加6顆PA，設計難度增加帶來單顆價值量提升，射 頻PA單機價值量有望大幅度提

3、升?；径?，電磁波頻率越高傳播越短，理論上5G基站的信號覆 蓋面積將大大低于4G基站，GIV預測2025年全球將有650萬個5G基站，基站射頻PA市場巨大；5G 時代室內流量占比將高達80%，5G更高頻段信號穿墻效果更差，4T4R以上的室內數字化分布基 站有望得到部署，Wi-Fi 6標準大幅度提升進而帶來相關路由器產業和終端應用的快速滲透。 3 3、無線通訊技術不斷迭代推動射頻無線通訊技術不斷迭代推動射頻PAPA技術創新不斷技術創新不斷 不同終端對射頻PA設計需求不同。手機端，砷化鎵有望繼續主導；基站端，傳統的硅基LDMOS 工藝雖擁有成本優勢，但由于難以滿足更高頻率工作需求，或將被氮化鎵射頻

4、工藝取代。 4 4、國產替代大趨勢下國產替代大趨勢下，設計與代工各自迎來發展機遇設計與代工各自迎來發展機遇 國內主要市場是手機和Wi-Fi，不同于濾波器廠商以IDM主導，穩懋等化合物半導體代工工藝成 熟，一系列因素都給國內射頻PA廠商帶來發展機遇。未來隨著5G的普及，在性能可以滿足需求 的情況下，國產廠商有替代的機會，與此同時，國內化合物半導體代工將迎來發展機會。 5 5、重點推薦：卓勝微重點推薦：卓勝微、信維通信信維通信、順絡電子順絡電子、韋爾股份韋爾股份、三安光電；產業關注：三安光電；產業關注： 瑞微瑞微、唯捷創芯唯捷創芯、紫光展銳紫光展銳、安譜隆安譜隆、無錫好達無錫好達、德清華瑩德清華瑩

5、，等等等等 6 6、風險提示：風險提示：中美貿易摩擦導致需求不確定的風險；行業競爭加劇的風險；技術創新風險。 目錄目錄 2 射頻射頻PAPA是射頻前端核心器件，決定無線通信質量的關鍵要素是射頻前端核心器件，決定無線通信質量的關鍵要素 從手機、基站到物聯網，萬物互聯時代射頻從手機、基站到物聯網，萬物互聯時代射頻PAPA市場廣闊市場廣闊 通信技術持續迭代，射頻通信技術持續迭代，射頻PAPA行業技術革新永不止步行業技術革新永不止步 海外廠商擁有先發優勢，國內廠商奮起直追前景可期海外廠商擁有先發優勢，國內廠商奮起直追前景可期 相關標的相關標的 風險提示風險提示 射頻模塊是無線通信設備的核心模塊射頻模塊

6、是無線通信設備的核心模塊 無線通信主要是利用電磁波實現多個設備之間無線通信主要是利用電磁波實現多個設備之間 的信息傳輸的信息傳輸。射頻是可以輻射到空間的電磁頻射頻是可以輻射到空間的電磁頻 率率, ,頻率范圍從頻率范圍從300300KHzKHz300300GHzGHz之間之間。射頻模塊射頻模塊 是用于發射和是用于發射和/ /或接收兩個裝置之間的無線電信或接收兩個裝置之間的無線電信 號的電子設備號的電子設備，是無線通信設備實現信號收發是無線通信設備實現信號收發 的核心模塊的核心模塊。 3 資料來源：百度文庫，華西證券研究所 圖：手機射頻架構 圖：基站射頻架構 圖：無線通信圖 射頻前端架構基本類似射

7、頻前端架構基本類似 4 資料來源：Qualcomm ，搜狐，華西證券研究所 射頻前端包括接收通道和發射通道兩大部分射頻前端包括接收通道和發射通道兩大部分。 一般由射頻開關一般由射頻開關（SwitchSwitch）、射頻低噪聲放大射頻低噪聲放大 器器(LNA,(LNA, LowLow NoiseNoise Amplifier)Amplifier)、射頻功率放射頻功率放 大 器大 器 (PA(PA ， PowerPowerAmplifier)Amplifier) 、 雙 工 器雙 工 器 (Duplexers)(Duplexers)、射頻濾波器射頻濾波器(Filter)(Filter)、天線調天線

8、調 諧器諧器(Antenna(Antenna tuners)tuners) 等組成等組成。 圖：手機射頻架構 圖：基站射頻架構 發射通道和接收通道工作原理發射通道和接收通道工作原理 5 資料來源：射頻微波電路設計，華西證券研究所 發射通道是使用基帶信號（語音、視頻、數據或其他信息）去調制中頻發射通道是使用基帶信號（語音、視頻、數據或其他信息）去調制中頻 正弦波信號，然后中頻信號再通過混頻器往上搬移到所需的射頻發射頻正弦波信號，然后中頻信號再通過混頻器往上搬移到所需的射頻發射頻 率，通過功率放大器來增加發射機的輸出功率并驅動天線將已調制好的率，通過功率放大器來增加發射機的輸出功率并驅動天線將已調

9、制好的 載波信號變換成能夠在自由空間傳播的電磁波。載波信號變換成能夠在自由空間傳播的電磁波。 接收通道是發射通道的逆過接收通道是發射通道的逆過 程，天線將在相對寬的頻率程，天線將在相對寬的頻率 范圍內接收到來自很多輻射范圍內接收到來自很多輻射 源的電磁波，帶通濾波器將源的電磁波，帶通濾波器將 濾掉不需要的接收信號，隨濾掉不需要的接收信號，隨 后低噪聲放大器放大可能接后低噪聲放大器放大可能接 收的微弱信號并使進入到接收的微弱信號并使進入到接 收信號中的噪聲影響最小化，收信號中的噪聲影響最小化， 混頻器將接收到的射頻信號混頻器將接收到的射頻信號 下變頻到較低的頻率，中頻下變頻到較低的頻率，中頻 放

10、大器將提升信號的功率電放大器將提升信號的功率電 平以便于解調并得到信息。平以便于解調并得到信息。 圖：發射通道和接收通道架構 射頻射頻PAPA是決定通信質量的關鍵器件是決定通信質量的關鍵器件 功率放大器是能夠向天線提功率放大器是能夠向天線提 供足夠信號功率的放大電路，供足夠信號功率的放大電路， 主要功能是將調制振蕩電路主要功能是將調制振蕩電路 所產生的功率很小的射頻信所產生的功率很小的射頻信 號放大（緩沖級、中間放大號放大（緩沖級、中間放大 級、末級功率放大級）并饋級、末級功率放大級）并饋 送到天線上輻射出去，送到天線上輻射出去，是無是無 線通信設備射頻前端最核心線通信設備射頻前端最核心 的組

11、成部分，其性能直接決的組成部分，其性能直接決 定了無線終端的通訊距離、定了無線終端的通訊距離、 信號質量和待機時間（或耗信號質量和待機時間（或耗 電量），它也是射頻前端功電量），它也是射頻前端功 耗最大的器件。耗最大的器件。 射頻功率放大器在雷達、無射頻功率放大器在雷達、無 線通信、導航、衛星通信、線通信、導航、衛星通信、 電子對抗設備等系統中有著電子對抗設備等系統中有著 廣泛的應用，是現代無線通廣泛的應用，是現代無線通 信的關鍵設備。信的關鍵設備。 6資料來源：GlobalFoundries ,華西證券研究所 圖：手機射頻前端架構圖 PAPA也是射頻前端器件中價值量較大的器件也是射頻前端器件

12、中價值量較大的器件 手機目前仍然是射頻前端最大的終端應用市場手機目前仍然是射頻前端最大的終端應用市場，在所有射頻前端器件中在所有射頻前端器件中，射頻射頻PAPA的的 價值量僅次于濾波器價值量僅次于濾波器，是射頻前端器件中價值量較大的器件是射頻前端器件中價值量較大的器件。根據根據YoleYole的數據顯示的數據顯示， 20172017年手機射頻前端中射頻年手機射頻前端中射頻PAPA市場規模約市場規模約5050億美元億美元，在整個射頻前端中價值量占比在整個射頻前端中價值量占比 3434% %，僅次于濾波器僅次于濾波器。 7 資料來源：Yole,華西證券研究所 Filters 54% PAs 34%

13、 Switches 7% Antenna tuners 3% LNAs 2% 圖：手機射頻前端各器件價值量占比（2017 年） 射頻射頻PAPA的核心是晶體管的核心是晶體管 放大器的電路一般由晶體管放大器的電路一般由晶體管、偏置及穩定電路偏置及穩定電路、輸入輸出匹配電路等組成輸入輸出匹配電路等組成。功率功率 放大器核心是放大器核心是利用三極管的電流控制作用或場效應管的電壓控制作用將電源的功利用三極管的電流控制作用或場效應管的電壓控制作用將電源的功 率轉換成按照輸入信號變化的電流率轉換成按照輸入信號變化的電流，起到電流電壓放大的作用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晶體管作

14、為射頻放大器的核心器件，它通過用小信號來控制直流電源它通過用小信號來控制直流電源，產生隨之產生隨之 變化的高功率信號變化的高功率信號，從而實現將電源的直流功率轉換成為滿足輻射要求的功率信從而實現將電源的直流功率轉換成為滿足輻射要求的功率信 號號。 工程應用方面工程應用方面，提升提升PAPA性能的方法大多依賴工藝性能的方法大多依賴工藝，以手機射頻以手機射頻PAPA為例為例，目前主流目前主流 工藝是采用第二代半導體材料砷化鎵工藝是采用第二代半導體材料砷化鎵，由第一代半導體材料發展出的工藝技術由第一代半導體材料發展出的工藝技術 （如如CMOSCMOS、SOISOI和和SiGeSiGe工藝工藝）在無線

15、通信技術發展過程中遇到瓶頸在無線通信技術發展過程中遇到瓶頸，通過設計來彌通過設計來彌 補工藝的不足難度很大補工藝的不足難度很大，因此在整體的射頻因此在整體的射頻PAPA器件設計生產過程中工藝是基礎器件設計生產過程中工藝是基礎。 8 資料來源：百度文庫 ,華西證券研究所 圖：射頻功率放大器工作原理 射頻晶體管發展出多種材料工藝射頻晶體管發展出多種材料工藝 射頻半導體主要經歷了由第一代射頻半導體主要經歷了由第一代 半導體到第三代半導體的三個階半導體到第三代半導體的三個階 段的發展，其制造工藝結構也經段的發展，其制造工藝結構也經 歷了由基礎的歷了由基礎的BJTBJT、FETFET向更復雜向更復雜 的

16、的HBTHBT、LDMOSLDMOS和和HEMTHEMT等的發展。等的發展。 9 資料來源：射頻功率放大器的設計研究，華西證券研究所 射頻晶體管制造工藝射頻晶體管制造工藝 BJT HBT FET MOSFET VDMOSLDMOS MESFET HEMTP-HEMTM-HEMT 半導體材料半導體材料晶體管類型晶體管類型 SiSiSi BJTSi BJT Si VDMOSSi VDMOS Si LDMOSSi LDMOS GaAsGaAsGaAs MESFETGaAs MESFET GaAs HBTGaAs HBT InPInPInPInP PHEMTPHEMT InPInP HBTHBT Si

17、GeSiGeSiGeSiGe HBTHBT SiCSiCSiCSiC MESFETMESFET SiCSiC LDMOSLDMOS GaNGaNGaNGaN HEMTHEMT GaN on SiCGaN on SiCGaNGaN on on SiCSiC HEMTHEMT 圖：射頻晶體管制造工藝 表：射頻半導體晶體管類型 不同材料的性能及成本差別較大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 指標指標SiSiGaAsGaAsGaNGaN 材料分類材料分類第一代第二代第三代 禁帶寬度禁帶寬度/eV/eV1.11.423.49 電子電子遷移率遷移率/ /（2/）1500

18、85002000 飽 和 漂 移 速 度飽 和 漂 移 速 度 / / （107cm/scm/s） 12.12.7 臨界擊穿場強臨界擊穿場強/ /（MV/cm)MV/cm)0.30.43.3 熱導率熱導率(W/(W/cmcmK K) )1.50.51.7 功率密度功率密度/ /（W/mm)W/mm)1.50.51.3 工作溫度工作溫度/ /C C175175600 集成度集成度較高，可與普通硅工藝 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 高頻高頻性能性能差高高 成本成本最低較高最高 工藝成熟度工藝成熟度高中低 產能產能穩定不穩定匱乏 主要應用主要應用性能要求較低的射頻

19、前 端芯片應用，如2G手機/ 低端WiFi等消費電子 高頻/高功率/高性能 領域射頻前端芯片應 用，如3G/4G手機 遠距離信號傳送或高功率級 別射頻細分市場和軍用電子 領域，如基站/軍用雷達/衛 星通信 不同工藝結構圖不同工藝結構圖 11 資料來源：百度文庫，電子工程世界，華西證券研究所 圖：BJT（雙極結型晶體管）結構圖圖：FET（場效應晶體管）結構圖 圖：HBT（異質結雙極型晶體管）結構圖 圖：LDMOS結構圖 圖：HEMT結構圖 BJT用電流控制，FET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，GaAs HBT 是目前手機射頻PA主流工藝。硅基LDMOS器件被廣泛

20、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注。 不同應用場景所需不同應用場景所需PAPA的性能指標不同的性能指標不同 按照應用場景分為大功率（基站等）和小功率（手機等）。 基站PA的應用指標在于其高功率和高效率，而手機PA的應用指標則在 于高線性度、低功耗和高效率。 12 資料來源：淺議射頻功率放大器的研究，華西證券研究所 指標指標定義定義說明說明 輸出功率分為最大瞬間輸出功率和標準輸出功 率，常說的輸出功率其實就是標準輸 出功率也是額定輸出功率 其實質就是射頻功率放大器能夠以長時間安全 工作且諧波失真能夠在標準范圍內的輸出功率 最大

21、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 大器品質及性能好壞的一項重要指標 線性指標包括1dB 壓縮點、IP3（三階互調 截點）、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 因為非線性放大器在效率指標上高于線性放大 器 效率與雜 散輸出 常采用PAE（功率增加效率）以及nc （集電極效率）等方法來衡量 作為射頻前端功耗最大的器件，效率指標直接 影響通信設備的綜合效率；雜散輸出與噪聲會 在當接收機和發射機采用不同頻帶工作時產生 于接收機頻帶內，對其它鄰道形成干擾。 表：射頻PA性能指標及說明 不同應用場景下射頻不同應用場景

22、下射頻PAPA的競爭格局的競爭格局 13 資料來源：Yole，ABI Research, 華西證券研究所 基站射頻基站射頻PAPA主要供應商有主要供應商有FreescaleFreescale、NXPNXP、InfineonInfineon等等。20152015年年，NXPNXP以約以約 118118億美元的價格并購億美元的價格并購FreescaleFreescale后將后將NXPNXP自身的射頻功率晶體管業務剝離賣給自身的射頻功率晶體管業務剝離賣給 了北京建廣資本了北京建廣資本，這部分剝離的業務后來成立了這部分剝離的業務后來成立了AmpleonAmpleon（安譜隆安譜?。?。 手機射頻手機射頻

23、PAPA主要供應商有主要供應商有SkyworksSkyworks、 Broadcom(Avago)Broadcom(Avago) 、QorvoQorvo等等。 NXP （Freescale） 34% Ampleon 20% Sumitomo 12% Infineon 10% others 24% Skyworks 43% Qorvo 25% Broadcom 25% Murata 3% others 4% 圖：2018年手機射頻PA市場份額占比圖：2016年基站射頻PA市場份額占比 不同材料工藝的不同材料工藝的PAPA產業分工略有不同產業分工略有不同 普通硅工藝集成電路和砷化鎵普通硅工藝集成電

24、路和砷化鎵/ /氮化鎵等化合物集成電路芯片生產流氮化鎵等化合物集成電路芯片生產流 程大致類似程大致類似，但與硅工藝不同的是化合物半導體制程由于外延過程復但與硅工藝不同的是化合物半導體制程由于外延過程復 雜雜，所以形成了單獨的磊晶產業所以形成了單獨的磊晶產業。 磊晶是指一種用于半導體器件制造過程中磊晶是指一種用于半導體器件制造過程中，在原有芯片上長出新結晶在原有芯片上長出新結晶 以制成新半導體層的技術以制成新半導體層的技術，又稱外延生長又稱外延生長。以砷化鎵為例以砷化鎵為例，IQEIQE、 VPEC(VPEC(全新全新) )兩家磊晶廠占據超過兩家磊晶廠占據超過7070% %的市場份額的市場份額。

25、 由于與由于與SiSi材料性能差異較大材料性能差異較大，化合物晶圓制造中設備及工藝與硅有極化合物晶圓制造中設備及工藝與硅有極 大的不同大的不同，所以化合物半導體擁有自己獨立的全套產業鏈所以化合物半導體擁有自己獨立的全套產業鏈。 14 拉晶切 片 外延生 長 IC 設計 晶圓代 工 封裝測 試 終端集 成 資料來源：穩懋公告，華西證券研究所 圖：化合物半導體芯片產業鏈 射頻射頻PAPA產業同時存在兩種商業模式產業同時存在兩種商業模式 射頻PA產業同時有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自完

26、成集成電路設計、晶圓制造、封測的所有環節。該 模式為集成電路產業發展較早期最為常見的模式，但由于對技術和資金實力均有很高的 要求，因此目前只為少數大型企業所采納，歷史成熟廠商Skyworks、Qorvo、Broadcom 等均采用IDM模式。 在 Fabless 模式下，集成電路設計、晶圓制造、封測分別由專業化的公司分工完成， 此模式中主要參與的企業類型有芯片設計廠商、晶圓制造商、外包封測企業。隨著技術 的成熟和代工能力的興起，代工模式占比也將提升，以手機射頻PA為例，中國臺灣廠商 穩懋已經是砷化鎵射頻工藝非常成熟的代工廠。新晉廠商高通、卓勝微等優選Fabless， 主攻IC設計，制造封測需求

27、外部合作。 15 資料來源：穩懋公告，華西證券研究所 芯片設芯片設 計企業計企業 晶圓制晶圓制 造商造商 外包封外包封 測企業測企業 終端終端 垂直整合制造商終端終端 Fabless IDM 圖：射頻PA產業兩種商業模式 目錄目錄 16 射頻射頻PAPA是射頻前端核心器件，決定無線通信質量的關鍵要素是射頻前端核心器件，決定無線通信質量的關鍵要素 從手機、基站到物聯網，萬物互聯時代射頻從手機、基站到物聯網，萬物互聯時代射頻PAPA市場廣闊市場廣闊 通信技術持續迭代，射頻通信技術持續迭代，射頻PAPA行業技術革新永不止步行業技術革新永不止步 海外廠商擁有先發優勢，國內廠商奮起直追前景可期海外廠商擁

28、有先發優勢，國內廠商奮起直追前景可期 相關標的相關標的 風險提示風險提示 到到20352035年年5G5G將拉動將拉動1212萬億美元的經濟活動萬億美元的經濟活動 17 HIS發布的報告5G經濟：5G技術將如何助力全 球經濟預測，未來5G技術將給全球經濟帶來12 萬億美元的經濟增長，而2020-2035年間5G技術 帶來的全球GDP增長量相當于一個印度的GDP。到 2035年，5G價值鏈本身將創造3.5萬億美元經濟 產出，同時創造2200萬個工作崗位，其中中國總 產出9840億美元，就業機會950萬個，居全球首 位。 資料來源：HIS，華西證券研究所 圖：5G拉動經濟增長情況預測 圖：5G拉動

29、產出與就業預測 5G5G應用場景應用場景 18 資料來源：Yole，華西證券研究所 5G5G關鍵技術關鍵技術 19 資料來源：Yole，華西證券研究所 5G5G新增高頻頻段新增高頻頻段 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5G網絡的頻段主要是中國電信（3400MHz-3500MHz） 和中國聯通（3500MHz-3600MHz）使用的n78頻段、中國移動使用的n41（2

30、515MHz-2675MHz）和n79 （4800MHz-4900MHz）頻段。除n41頻段靠近4G頻段外，n78、n79頻段相對比4G頻段屬于更高的頻 譜。 圖：全球5G頻段 5G5G具有更大的帶寬具有更大的帶寬 21 資料來源： Qorvo ，搜狐網，華西證券研究所 4G走向5G時另一個重大的變化是 手機必須支持更大的帶寬，提高 帶寬是實現以全新5G頻段為目標 的更高數據速率的關鍵。LTE 頻 段不高于 3GHz，單載波帶寬僅為 20MHz，到了5G時代，FR1的信道/ 單載波帶寬高達 100MHz，FR2 的 單載波帶寬高達 400MHz。 圖：4G與5G帶寬對比圖 運營商5G頻段帶寬5

31、G頻段號 中國移動 2515MHz-2675MHz160MHzn41 4800MHz-4900MHz100MHzn79 中國電信3400MHz-3500MHz100MHzn78 中國聯通3500MHz-3600MHz100MHzn78 圖：國內三大運營商5G頻段帶寬 中國電信、中國聯通的5G頻段n78帶寬分 別為100MHz；中國移動n79頻段帶寬為 100MHz， n41頻段帶寬高達160MHz。 智能手機市場規模大，智能手機市場規模大，5G5G將刺激換機將刺激換機 Yole數據顯示，2018年全球智能手機銷售額4220億美元（約合3萬億元人民幣），以出貨量14 億部計算，智能手機平均售價達

32、到301美元（約合2000元人民幣）。 愛立信數據顯示，2018年全球智能手機存量50億部，預計到2024年全球智能手機存量將達到 72億部。 2018、2019全球智能手機出貨量同比均出現下滑，我們判斷主要原因是智能手機階段性創新 乏力、性能過剩導致的換機周期拉長，手機市場急需新動力。5G將有望刺激消費者換機，為 市場增長注入動力。 根據市場調研機構Strategy Analytics近日發布的最新報告稱，全球5G手機需求2020年一季 度大漲，其今年首季出貨量，超過去年的1870萬臺至2410萬臺。 22 資料來源：Strategy Analytics ，華西證券研究所 14.4 14.8

33、8 15.07 14.31 14.13 3.30% 1.30% -5% -1.30% -5% 0% 5% 13 14 15 16 20152016201720182019 圖：全球智能手機出貨量 出貨量（億臺）同比 5G5G全網通手機至少要新增全網通手機至少要新增3 3大頻段大頻段 2018年12月中國三大運營商獲得n41、n78、n79三個頻段； 工信部規定手機滿足攜號轉網，實現全網通功能，新的5G手機不僅要 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 4G4G時代的時代的1T2R1T2R，1 1路發射、路發射、2 2路接收路接收 典型的4G

34、手機需要支持約40個頻段，如B1、B3、B5、B8、B38、B41等，每個頻段都需要有1 路發射和2路接收。發射通路上需要濾波器、功率放大器、開關等，接收通路需要開關、低 噪放、濾波器等器件。 24 資料來源：英飛凌，華西證券研究所 圖：4G時代1T2R示意圖 部分頻段的射頻前端可以共用部分頻段的射頻前端可以共用 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，業界通常 將4G頻段劃分為低頻（698960Mhz）、中頻（17102200MHz）和高頻（24003800MHz），相應 的，對應射頻前端器件可以形成低頻模組、中頻模組和高頻模組。對應射頻前端器件可以形

35、成低頻模組、中頻模組和高頻模組。 25 資料來源：RESONANT，華西證券研究所 圖：4G手機射頻架構 5G5G新增頻段，且新增頻段，且SASA模式要求模式要求2T4R2T4R 歸根結底，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、RFIC、電阻、電容、電感均為核心芯片的配套。 26 資料來源：RESONANT，華西證券研究所 圖：5G手機射頻架構 圖：簡化示意圖 手機射頻手機射頻PAPA單機用量大幅增加單機用量大幅增加 新增一個頻段將會增加2顆PA的使用量，新增三個頻段大概增加6顆

36、左右 的PA芯片，4G多模多頻手機需要5-7顆PA，預測5G多模多頻手機內的PA芯 片最多或將達到16顆。 27 圖：3G、4G、5G手機射頻前端器件大幅度增多 資料來源：MWRF ，華西證券研究所 射頻射頻PAPA市場增長穩定市場增長穩定 根據QYR Electronics Research 數據，2011-2018 年，全球射頻功率放 大器的市場規模從25.33億美元增長至31.05億美元，年均復合增長率 2.95%；預計至2023年，市場規模將達35.71億美元。PA市場整體增速較 其他射頻前端芯片增速低，主要是因為高端4G和5G PA市場將保持增長， 但是2G/3G PA市場將會逐步衰

37、退。 28 圖：20112023年PA市場空間（億美元） 資料來源： QYR ，華西證券研究所 25 31 36 0 5 10 15 20 25 30 35 40 201120182023E 手機射頻手機射頻PAPA模組市場有望超百億美元模組市場有望超百億美元 由于射頻前端模塊化是大勢所趨，且射頻PA是主動元器件，是射頻前端功耗最大的器件， 決定了手機通信質量，因此射頻PA廠商往往主導了PA模組的市場。 根據Yole Development的統計與預測，2018年射頻前端市場為150億美元，并將以8的 年均復合增長率增長，到2025年有望達到258億美元。其中，功率放大器模組市場規模功率放大器

38、模組市場規模 預計預計104104億美元億美元，接收模組預計29億美元，WiFi連接模組預計31億美元，天線模組預計 13億美元，分立濾波器及雙工器等預計51億美元，分立射頻低噪聲放大器及普通開關預 計17億美元，天線調諧開關預計12億美元。 29 圖：20172023年智能手機射頻前端市場 資料來源：Yole ，華西證券研究所 理論上理論上5G5G基站覆蓋范圍低于基站覆蓋范圍低于4G4G基站基站 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

39、頻率與傳輸距離成反比。 理論上，當其他條件相同時，頻率越高基站覆蓋范圍越小，也即是5G基站覆蓋范 圍理論上低于4G基站。 通過采用3D MIMO技術提升天線增益以提升下行覆蓋和下行用戶體驗，使得下行 覆蓋可以接近4G，不過考慮到終端（手機等）功率限制，上行鏈路是擴大覆蓋的 瓶頸。 圖：3D MIMO技術 圖：Friis Transmission Equation GIVGIV預測預測20252025年全球將有年全球將有650650萬個萬個5G5G基站基站 31 資料來源：華為giv2025，華西證券研究所 中國基站建設數量全球領先中國基站建設數量全球領先 2019年，全國凈增移動電話基站174

40、萬個，總數達841萬個，其中4G基站總數達到544 萬個。中國4G的基站數量占到全球4G基站數量的一半以上。 中國5G基站建設在全球占比有望延續4G的格局。根據賽迪顧問的數據顯示，到2020年 底，全球5G商用網絡將從2019年的60個增至170個，基站會從2019年的50萬個增長到 150萬個，全球5G用戶預計將會從1000多萬增至2.5億，而中國將占全球整個而中國將占全球整個5 5G G基站建基站建 設的設的5050% %以上以上，在用戶的發展數量上占世界的70%以上。 32 資料來源：工信部，中商產業研究院，華西證券研究所 圖：20142019年中國4G基站建設數量（萬個） 351 46

41、6 559 619 667 841 85 177 263 328 372 544 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 201420152016201720182019 移動電話基站數4G基站數 省份省份20192019年已建年已建20202020年目標年目標 廣東廣東3.6萬個新建6萬個 浙江浙江1.57萬個新建5萬個 山東山東1萬個新建3萬個 重慶重慶2萬個新建3萬個 廣西廣西2500個建成2萬個以上 北京北京1.74萬個建成3萬個以上 上海上海1.6萬個建成2萬個 遼寧遼寧3000個建設2萬個 深圳深圳5450個建設約3萬個 湖南湖南2000個完成超

42、1萬個 河北河北-建設1萬個 福建福建-建成1萬個 圖：部分省份2020年5G基站建設目標 宏基站單站宏基站單站PAPA使用量大幅度提升使用量大幅度提升 33 資料來源：51CTO，搜狐，華西證券研究所 根據根據中國聯通中國聯通5 5G G基站設備技術白皮書基站設備技術白皮書，對于對于6 6GHzGHz以下頻段以下頻段，AAUAAU設備主要包括設備主要包括 6464T T6464R R、3232T T3232R R、1616T T1616R R三種類型三種類型，這三種類型設備主要區別在于設備收發通道數的差這三種類型設備主要區別在于設備收發通道數的差 異異。相對比相對比4 4G G基站采用基站采

43、用4 4T T4 4R R方案方案，收發通道數大幅度增加收發通道數大幅度增加，每一個收發通道對應一個射每一個收發通道對應一個射 頻單元頻單元，5 5G G宏基站單站射頻宏基站單站射頻PAPA使用量對比使用量對比4 4G G基站有大幅度提升基站有大幅度提升。 圖：基站每個收發通道對應一個射頻單元 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 由于基站建設呈現一定的周期性，因此基站射頻市場也相應的呈現一定的周期性。 根據賽迪顧問的數據顯示，中國基站射頻市場規模有望從2020年的不到

44、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：2020-2027年中國5G細分環節市場規模預測（億元）圖：基站射頻子系統構成 5G5G時代室內流量占比高達時代室內流量占比高達80%80% 5G技術將廣泛用于智慧家庭、遠程醫療、遠程教 育、工業制造和物聯網領域，具體包括千兆級移動 寬帶數據接入、3D視頻、高清視頻、云服務、增強 現實（AR）、虛擬現實（VR）、工業制造自動化、 緊急救援、自動駕駛、現代物流等典型業務應用。 其中，高清視頻、其中，高清視頻、ARAR、VRVR、遠程醫療、工業制造自、遠程醫療、工業制造自 動化、現代物流管理

45、等主要發生在建筑物室內場動化、現代物流管理等主要發生在建筑物室內場 景。景。 35 資料來源：室內5G網絡白皮書，華西證券研究所 2019中國無線電大會上，中國鐵塔 通信技術研究院無線技術總監鄒勇 發表演講表示，相比4G時代的70%， 5G時代室內流量占比高達80%，包括 語音、ARVR等應用，對網絡時延提 出了更高要求。而而5G5G的頻段非常的頻段非常 高，傳播損耗、穿透損耗都很大，高，傳播損耗、穿透損耗都很大， 難以從室外傳到室內。因此解決室難以從室外傳到室內。因此解決室 內信號覆蓋是內信號覆蓋是5G5G時代需要重點解決時代需要重點解決 和發展的一個方向。和發展的一個方向。 圖：室內不同應

46、用場景流量占比 圖：5G應用場景 小基站預計將迎來發展時機小基站預計將迎來發展時機 4T4R以上的室內數字化分布基站有望 得到部署。 根據工信部通信科技委常務副主任韋 樂平在2019中國光網絡研討會上的預 測2021到2027年國內將建設數千萬級 小基站。 36 資料來源：室內5G網絡白皮書，5G超密集組網技術研究，華西證券研究所 圖：微微協同下的組網結構 圖：宏微協同下的組網結構 圖：室內網絡運營平臺 WiWi- -FiFi網絡建立了分布式連接架構網絡建立了分布式連接架構 Wi-Fi全稱為wireless fidelity,在無線局域網的范疇是指“無線相容性認證”，實 質上是一種商業認證，同

47、時也是一種無線聯網的技術。 Wi-Fi主要定位成小范圍、熱 點式的覆蓋，工作在2.4GHz或5GHz兩個未授權頻段。 Wi-Fi標準由IEEE標準協會制定。 Wi-Fi網絡建立了分布式連接架構，使Wi-Fi能承載絕大部分無線流量，并在住宅內、 建筑物內、設備密集的室外區域等提供寬帶連接。 Wi-Fi 已成為當今世界無處不在的技術，為數十億設備提供連接，也是越來越多的用 戶上網接入的首選方式，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，華西證券研究所 圖：WI-FI應用 圖：華為無線路由器 WiWi- -FiFi技術不斷發展以滿足更多需求技術不斷發展以滿足更多需求 隨著視

48、頻會議、無線互動VR、移動教學等業務應 用越來越豐富，Wi-Fi接入終端越來越多，IoT的 發展更是帶來了更多的移動終端接入無線網絡， 甚至以前接入終端較少的家庭Wi-Fi網絡也將隨著 越來越多的智能家居設備的接入而變得擁擠。因 此Wi-Fi網絡仍需要不斷提升速度，同時還需要考 慮是否能接入更多的終端，適應不斷擴大的客戶 端設備數量以及不同應用的用戶體驗需求。 38 資料來源：百度文庫，華為WIFI 6技術白皮書，華西證券研究所 時間時間標準標準頻段頻段最大傳輸最大傳輸命名命名 19971997年年802.112.4GHz2Mbps 19991999年年802.11b2.4GHz11Mbps

49、19991999年年802.11a5GHz54Mbps 20032003年年802.11g2.4GHz54Mbps 20092009年年802.11n2.4GHz和 5 GHz 540 MbpsWi-Fi 4 20132013年年802.11 ac wave1 5 GHz1.73GbpsWi-Fi 5 20152015年年802.11ac wave2 5 GHz3.47Gbps 20192019年年802.11ax2.4GHz和 5 GHz 9.6GbpsWi-Fi 6 為適應新的業務應用 和減小與有線網絡帶 寬的差距 ，每一代 802.11的標準都在大 幅度的提升其速率。 圖：不同Wi-Fi標準下的接入量與人均帶寬關系 表：Wi-Fi標準發展 WiWi- -FiFi 6 6性能全面提升性能全面提升 Wi-Fi 6是新一代802.11 ax標準的簡稱，核心技術包括OFDMA頻分復用技術、DL/UL MU MIMO技 術、更高階的