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文档简介

1、5G终端设备行业发展报告前言终端产品抢先发布,5G 悄然而至6月初国内 5G 商用牌照发放,随后首张 5G 终端电信设备进网许可证被华为收入囊中,标志着我国 5G 建设正式从基站端步入移动端。7 月 26 日,华为正式在国内发布了 Mate 20 X 5G 版,8GB+256GB 版本售价 6199 元,8 月 16 日正式开售。华为 Mate 20X 5G 版搭载巴龙 5000、麒麟 980 两大旗舰芯片,下载上传速度极速提升,同时支持 SA/NSA 双模式,树立 5G 旗舰机标杆性能。5G 换机潮即将开启,苹果收购英特尔调制解调器业务,三星推出 S10 5G 版,国产厂商采用骁龙 855+

2、骁龙 X50 方案推出 5G 试水版手机,5G 争夺一触即发。换机大潮开启,2020 年 5G 手机出货量有望突破亿台随着三大运营商在 18 座城市施行 5G 试点项目,2019 年进入 5G 预商用阶段, 预计 2020 年实现正式商用。预计 2019 年全球 5G 手机预计出货 670 万台,2023年 5G 手机单年出货量超过 4 亿台,普及率超过 25%。带动智能手机整体市场有望回到 3%左右的增长区间。此外,5G 时代有望成为智能终端大裂变的时代 智能穿戴、智能家居、智能汽车等新智能硬件形态将迎来爆发式的增长。5G 终端变化应该关注什么?5G 时代是智能终端大裂变的时代,智能穿戴(耳

3、机、手表、AR/VR 等)、智能家居(智能照明、智能白电、智能音箱等)以及智能汽车将呈现爆发式增长。人与智能终端的交互将由智能手机、PC 和平板电脑上升为全方位的泛智能化交互。但究其根本,人机交互的渠道依然由视觉(屏幕)、语音(麦克风)、手势(摄像头)和肢体(生物识别)完成,显示、摄像头及生物识别仍需关注。从 5G 的通讯功能实现来看,射频前端及天线的变化较大。5G 制式智能手机随着通信频段的进一步增加其射频前端芯片的价值量也将继续提升;另外,射频前端中滤波器、放大器都需要电容、电感用于阻抗匹配或扼流,因此 MLCC 及叠层电感的需求也将提升;5G 时代 MIMO 将提升天线及连接线的数量需求

4、, 在空间匮乏的情况下 MPI/LCP 有望快速渗透。此外,5G 带来终端非金属化趋势也推动玻璃、陶瓷等脆性材料的应用拓展,看好先进激光装备需求提升。重点看好 5G 终端带来的电子全产业链机遇5G 建设和普及将分为三大阶段,投资机会也将分为基站、终端和物连三个阶段尤其终端的放量,将会为电子全产业链的发展带来契机。目录 HYPERLINK l _TOC_250012 终端产品抢先发布,5G 悄然而至4 HYPERLINK l _TOC_250011 华为 5G 终端引领国内极速风潮4 HYPERLINK l _TOC_250010 终端品牌争夺 5G 第一桶金6 HYPERLINK l _TOC

5、_250009 换机大潮开启,2020 年 5G 出货量有望突破亿台9 HYPERLINK l _TOC_250008 5G 进入预商用阶段,终端出货重归增长9 HYPERLINK l _TOC_250007 廉价款 5G 手机提前问世,出货量预期上行10 HYPERLINK l _TOC_250006 5G 时代是智能终端裂变的时代12 HYPERLINK l _TOC_250005 5G 终端变化应该关注什么?14 HYPERLINK l _TOC_250004 新终端形态增强交互需求,利好三大硬件方向14 HYPERLINK l _TOC_250003 5G 手机终端变化重点关注射频前端

6、和天线15 HYPERLINK l _TOC_250002 5G 驱动射频前端需求大增,国内厂商从分立产品切入15 HYPERLINK l _TOC_250001 MIMO 驱动连接线/天线变革,MPI/LCP 有望成为主流19 HYPERLINK l _TOC_250000 重点看好 5G 终端带来的电子全产业链机遇22图表目录图 1:华为 Mate 20X 5G 版国内正式发布4图 2:华为拆解红框中就是巴龙 5000 5G 基带芯片4图 3:两大 7nm 旗舰芯片组合4图 4:eMBB、mMTC 和 uRLLC 三大应用场景,最终实现高速率、低时延和大连接5图 5:韩国 5G 手机平均下

7、载速度(Mbps)6图 6:华为 5G CPE Pro 示意图6图 7:英特尔数据业务的划分7图 8:三星推出 5G 先锋计划7图 9:截至 2019 年 2 月国内 5G 网络试点及 5G 自动驾驶实验地区情况9图 10:5G 智能手机出货量预测(百万台)9图 11:三星 Galaxy 10 5G 版实测10图 12:Galaxy Note 10+5G 版宣传海报10图 13:Mate X 是华为首款 5G 折叠屏手机10图 14:华为近日发布 Mate 20 X10图 15:中兴天机 AXON 10 Pro 5G 版配置情况11图 16:智能手机集成了众多产品功能12图 17:全球按品牌划

8、分的智能音箱安装基数及预测(百万台)13图 18:2018 年全球主要智能音箱市场比重13图 19:5G 加速 VR/AR 产品跨越升级13图 20:显示交互场景丰富14图 21:高阶指纹识别渗透率快速提升(百万颗)14图 22:智能手机的射频前端的结构15图 23:全球射频前端市场规模(亿美元)16图 24:三星 S10 5G 手机主板拆解后主要是几个射频前端模组17图 25:全球射频开关市场空间(亿美元)18图 26:全球低噪声放大器市场空间(亿美元)19图 27:射频前端中需要大量电容、电感匹配19图 28:同轴线缆与天线集成可以降低整体厚度20图 29:FPC 相比于同轴连接线更薄20

9、图 30:iPhone X 内部新增 4 块 LCP 软板20图 31:几种材料 S21 损耗参数随频率的变化情况21表 1:巴龙 5000、X50、X55 的对比5表 2:目前 5G 手机的解决方案8表 3:全球智能穿戴产品出货量预测(百万件)12表 4:车载摄像头产业链企业15表 5:目前市场上的主要功能模组16表 6:SAW 滤波器和 BAW 滤波器的对比17表 7:国内厂商滤波器业务的发展情况18表 8:LCP 与 PI、MPI 材料的对比20表 9:拥有 5G 相关业务的上市公司梳理22表 10:华为 Mate 20 X 5G 版供应链22终端产品抢先发布,5G 悄然而至华为 5G

10、终端引领国内极速风潮月初,工信部正式向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电发放 5G 商用牌照, 我国正式进入 5G 商用元年。6 月 25 日,华为 Mate 20X 获得首张 5G 终端电信设备进网许可证。7 月 26 日,华为正式在国内发布了 Mate 20 X 5G 版,8GB+256GB 版本售价 6199 元,8 月 16 日正式开售。图 1:华为 Mate 20X 5G 版国内正式发布资料来源:华为发布会,长江证券研究所华为 Mate 20X 5G 版搭载两大旗舰芯片7nm 工艺多模 5G 基带芯片巴龙 5000 以及智能的 7nm 制程 SoC 麒麟 980。5G 版本与普通

11、版本的区别主要在于基带芯片巴龙5000。巴龙 5000 芯片是目前业内集成度最高、性能最强的 5G 终端基带芯片。它不仅是世界上首款单芯片多模 5G 基带芯片,同时还向下兼容 2G、3G、4G,能耗更低、性能更强。图 2:华为拆解红框中就是巴龙 5000 5G 基带芯片图 3:两大 7nm 旗舰芯片组合资料来源:iFixit, 长江证券研究所资料来源:华为官网, 长江证券研究所高通也发布其面向 5G 的 X50 基带芯片,与巴龙 5000 的性能对比情况如下:表 1:巴龙 5000、X50、X55 的对比巴龙 5000高通 X50高通 X55多模支持是是是支持频谱TDD/FDD 全频谱TDDT

12、DD/FDD 全频谱支持架构兼容 NSA 及 SA 双架构不支持 SA 架构兼容 NSA 及 SA 双架构上链最高峰值2.5Gbps1.25Gpbs3Gbps下链最高峰值4.6Gbps2.3Gbps-毫米波频段峰值6.5Gbps5Gbps7Gbps200M 带宽支持支持支持制程工艺7nm10nm7nm资料来源:华为,长江证券研究所华为 Mate20X 5G 同样是首款同时商用支持 SA/NSA 的双模手机。SA 和 NSA 分别表示 5G 独立组网和非独立组网。在 5G NSA 组网方式下,运营商可以在 4G 的基础上实现 5G 建设,但缺点是无法支持 5G 全部场景。以目前已实现 5G 商用

13、的韩国为例,韩国 5G 采用 NSA 组网,而 NSA 组网主要针对 eMBB(增强型移动宽带)和 uRLLC (低时延)应用场景,对于 mMTC(海量机器类通信)尚难以支持。因此,华为巴龙 5000 对于双模的支持体现了其布局的长远性。eMBB峰值速率体验增强型移动宽带5G海量机器连接超低延时通信mMTC智慧城市、智慧家居的实现uRLLC低延时图 4:eMBB、mMTC 和 uRLLC 三大应用场景,最终实现高速率、低时延和大连接资料来源:长江证券研究所巴龙芯片为速度提升保驾护航,5G 优势深入人心。经测试,5G 版 Mate 20 X 的下载速度可达到 1735 Mbps , 上传速度可达

14、到 212 Mbps ;而 4G 版下载速度只有94.4Mbps,上传速度仅有 12.0Mbps。据 OPENSIGNAL 的数据显示,韩国 5G 网络实际的平均下行速度为 111.8Mbps(14MB/s),相较于 4G 旗舰机能达到的 75.8Mbps(9.48MB/s)提升了 48%,比其它智能机则提升了 134%。目前,韩国的 5G 网络仅开放 3 个多月,下载速率方面较 4G 已有较大提升。随着 5G 基站的广泛完善,我们认为5G 网络的优势会进一步体现,有望在大规模商用化后实现速率的进一步提升。图 5:韩国 5G 手机平均下载速度(Mbps)111.875.847.71201008

15、060402005G手机4G旗舰机手机其他手机资料来源:OPENSIGNAL,长江证券研究所(数据期间为 2019 年 4 月 1 日至 6 月 12 日)华为 5G CPE Pro 获得中国首个 5G 无线数据终端电信设备进网许可证。基于巴龙 5000 基带芯片,华为在年初还发布了首款商用终端 5G CPE Pro(将收到的 5G 信号转化为Wi-Fi 信号),可看作一款具备 5G 网络的移动路由产品,支持 4G 和 5G 双模。5G CPEPro 采用了 Wi-Fi 6 标准,下行速率高达 4.8Gbps,能充分释放 5G 超宽带能力,在 5G 网络下实现 3 秒下载 1GB 的高清视频。

16、华为 5G CPE Pro 可增强室内场所的 5G 信号, 为智能家居、智能办公等场景提供强劲的信号支持。7 月 26 日,华为 5G CPE Pro 在华为坂田基地正式发布,售价为 2499 元。图 6:华为 5G CPE Pro 示意图资料来源:中关村在线, 长江证券研究所终端品牌争夺 5G 第一桶金2020 年是 5G 换机周期的始点,苹果 5G 终端进度落后于竞争对手,主要受制于基带芯片。今年 4 月,苹果与高通宣布和解,双方签订为期 6 年的、可延长的专利授权协议, 以及高通向苹果供应芯片的协议,同时苹果将向高通支付专利费。此次和解后,苹果将在新的 iPhone 中继续使用高通的基带

17、芯片,这将使得苹果有望于 2020 年发布5G 手机, 缩短与其他手机厂商之间的时间差距。收购英特尔智能手机调制解调器业务有利于苹果 5G 终端布局。7 月 25 日,苹果宣布已与英特尔签署协议,苹果将收购英特尔大部分智能手机调制解调器业务。苹果向英特尔共支付 10 亿美元,获得相关专利与设备,该交易预计在第四季度完成,大约 2200 名英特尔员工将加入苹果公司。结合苹果现有的产品组合,苹果将拥有超过 17000 项无线技术专利,从蜂窝标准协议到调制解调器架构和调制解调器操作,为立足 5G 时代夯实了内部基础。图 7:英特尔数据业务的划分资料来源:英特尔官网, 长江证券研究所三星搭载自家芯片,

18、开启 5G 先锋计划率先引流。目前,三星的 S10 5G 版本已正式发布,并推出相关换机方案。从产品配置上看,三星 S10 5G 版本搭载自家的 ExynosModem 5100 基带芯片(10nm FinFET 低功耗工艺),支持 6GHz 以下的频段与毫米波频段,可提供快速、大规模和可靠的数据连接。从置换方案上看,消费者可通过购买Galaxy S10 系列或 Galaxy A804G 手机,并支付 99 元加入三星 5G 俱乐部。当三星 2019 年下半年 5G 手机正式上市后,消费者可以低至 9 元的价格换得 5G 手机。图 8:三星推出 5G 先锋计划资料来源:三星官网, 长江证券研究

19、所OPPO、vivo、小米、中兴等国产品牌的 5G 产品均已蓄势待发。目前国产品牌均开始推出其旗舰机的 5G 版本,提前试水 5G 产品,包括 OPPO Reno 5G、Vivo NEX 5G、华为 Mate X 5G、小米 MIX 3 5G、中兴 Axon 10 Pro 5G 以及努比亚 5G 手机等。除华为外,大部分国产手机厂商采用高通骁龙 855+骁龙 X50 的方案。目前,除华为拿到 5G 终端电信设备进网许可证外,OPPO、中兴均已宣布拿到许可证。表 2:目前 5G 手机的解决方案厂商5G手机解决方案中国移动先行者X1骁龙855+X50联想Z6 Pro 5G骁龙855+X50OPPO

20、Reno 5G骁龙855+X50小米MIX3 5G骁龙855+X50VivoiQOO 5G骁龙855+X50中兴Axon 10 Pro 5G骁龙855+X50LGV50 5G骁龙855+X50一加一加7 Pro 5G骁龙855+X50华为Mate X 5G麒麟980+巴龙5000三星S10 5G资料来源:各手机品牌厂商,长江证券研究所Exynos 9820+Exynos Modem 5100(韩国) 骁龙855+X50(其他国家和地区)值得重视是,骁龙 X55 5G 基带使用范围非常广,除了智能手机外,还可支持移动热点、固定无线、笔记本电脑、平板电脑、汽车、XR 终端、物联网设备等等,将成为

21、5G 技术大规模应用的基石。此外,联发科亦宣布将在今年三季度正式出货 5G SOC,同时明年一季度上市首批搭载联发科 5G SOC,有望与高通 5G 平台共同推动 5G 手机大潮。另外,从 2020 年的角度看,高通 X55 基带,有可能给广大国内终端品牌带来真正意义上的 5G 应用落地。换机大潮开启,2020 年 5G 出货量有望突破亿台5G 进入预商用阶段,终端出货重归增长随着三大运营商在 18 座城市施行 5G 试点项目,2019 年进入 5G 预商用阶段,预计 2020年实现正式商用。终端品牌纷纷发布 5G 产品,中国工业和信息化部信息通信发展司司长、新闻发言人闻库在国新办例行发布会上

22、表示,中国的 5G 网络和终端均已步入成熟, 已有约 20 款可上市 5G 手机。进入下半年,市场或将迎来 5G 手机“扎堆”首发。电商平台反映,8 月有望有 4 款 5G 新机发售。图 9:截至 2019 年 2 月国内 5G 网络试点及 5G 自动驾驶实验地区情况资料来源:亿欧, 长江证券研究所根据 IDC 预测,2019 年 5G 手机预计出货 670 万台,尚不及 3G 手机的八分之一,4G 手机的占有率依然高达 95%以上。IDC 预计 2023 年,5G 手机单年出货量超过 4 亿台, 普及率超过 25%。在 2020 年 5G 正式商用开启后,智能手机整体市场有望回到 3%左右的

23、增长区间。图 10:5G 智能手机出货量预测(百万台)资料来源:IDC, 长江证券研究所廉价款 5G 手机提前问世,出货量预期上行作为安卓阵营的领头羊,三星在年初率先发布 5G 版本的旗舰手机 Galaxy S10 5G,该款手机起售价格 139 万韩元,约合人民币 8222 元。截至 6 月 24 号,三星已在韩国售出 100 多万部 Galaxy S10 5G 版手机,平均每天售出 15,000 部。下半年,三星还将推出 5G 版本的 Galaxy Note 10。5G 手机在三星高端旗舰的占比快速提升。三星还计划推出中高端版本的 5G 手机 Galaxy A90,进一步拉低购置成本。图

24、11:三星 Galaxy 10 5G 版实测图 12:Galaxy Note 10+5G 版宣传海报资料来源:Kenichi Yamada, 长江证券研究所资料来源:中关村在线, 长江证券研究所华为作为国内快速崛起的品牌,也先后推出 5G 折叠手机 Mate X 与 5G 手机 Mate 20 X, 前者尚未大批量上市销售,后者则于 7 月 26 日开启预约,8 月 16 日开售,定价 6199 元。Mate 20 X 5G 现场实测下载速率可高达 1760Mbps,上传速率则达到 220Mbps, 是同一场景下 4G 手机下载和上行速度的 20 倍以上。图 13:Mate X 是华为首款 5

25、G 折叠屏手机图 14:华为近日发布 Mate 20 X资料来源:中关村在线, 长江证券研究所资料来源:中关村在线, 长江证券研究所月 18 日,中兴通讯官宣旗下中兴天机 Axon 10 Pro 5G 版获得入网证。7 月 23 日, 中兴天机 Axon 10 Pro 5G 版开启预约,线上预售价仅 4999 元。图 15:中兴天机 AXON 10 Pro 5G 版配置情况资料来源:Wind, 长江证券研究所这部 5G 手机拥有超高速下载能力,在 5G 网络下,下载 1G1080p 的高清视频仅需要 4 秒。同时,AXON 10 Pro 5G 搭载了时下高端旗舰标配的各种硬件和功能,包括骁龙

26、855 处理器、AI 三摄+高倍变焦、柔性曲面 OLED 全面屏、光学屏下指纹识别等。因此,从配置上看是比较纯正的高配旗舰机型。我们认为,AXON 10 Pro 5G 与 Mate 20 X 5G 的发布,打破了 5G 手机预商用期只能生长在万元机的预期,价格定位在 5,000-7000 元附近的中高端旗舰手机同样可以搭载5G 功能。同时,2,000 元区间的 IDM 智能机推出 5G 版本的进度加速,这将极大地加速 5G 功能向下渗透。中国移动预测,5G 规模商用阶段 5G 手机可能降至千元级别。廉价 5G 手机有望显著拉动换机,新机出货量预期上行。5G 时代是智能终端裂变的时代智能手机的黄

27、金十年是建立在对传统终端的强力替代基础上,换言之,智能手机实质是功能机、MP3、数码相机、电子书、游戏机、甚至 PC 等一些列产品的结合体。通过高度集成形成了算力的最高效解决方案。图 16:智能手机集成了众多产品功能资料来源:CNMO, 长江证券研究所随着智能手机内部空间与锂电池续航能力面临的瓶颈,硬件升级+性能提升与轻薄便携+ 功耗降低形成了难以协调的矛盾。而 5G 网络的出现,赋予智能终端未来发展的新思路, 即算力的云化。依靠 5G 高传输、低延时的特性,解放智能终端对于性能的需求增长。因此,我们认为,5G 时代有望成为智能终端大裂变的时代,智能穿戴、智能家居、智能汽车等新智能硬件形态将迎

28、来爆发式的增长。根据 IDC 预测数据,智能穿戴中智能耳机(主要是蓝牙耳机)复合增速高达 56%以上。2018 年2022 年2018-2022 年智能穿戴产品市场占比市场占比表 3:全球智能穿戴产品出货量预测(百万件)出货量出货量复合增速智能服饰2.92.4%10.55.5%37.5%智能耳机2.11.7%12.36.5%56.3%智能模块0.80.6%0.70.4%-2.2%智能手表72.459.1%121.163.6%13.7%智能手环44.236.0%45.523.9%0.8%其他0.20.2%0.20.1%-2.0%总计122.6100.0%190.4100.0%11.6%资料来源:

29、IDC,长江证券研究所根据 Canalys 统计数据,2017 年全球智能音箱安装基数约 5000 万台,2018 年有望翻倍增长至一亿台。按照预期的增长速度,2020 年智能音箱安装基数将达到 2.25 亿台,2022 年有望突破 3 亿台。IDC 预测智能音箱市场规模将从 2017 年的 44 亿美元快速增长至 2022 年的 174 亿美元。图 17:全球按品牌划分的智能音箱安装基数及预测(百万台) 图 18:2018 年全球主要智能音箱市场比重 资料来源:Canalys, 长江证券研究所资料来源:Canalys, 长江证券研究所5G 还将赋予 AR/VR 新的发展机遇,在于 5G 将突

30、破网络传输的限制,突破 AR/VR 产品计算与存储本地化的瓶颈。使用云端存储和处理,能够显著降低产品重量和体积。5G 低延时的特点能够降低 VR 体验的眩晕感,特别是联网 VR,打破技术桎梏。同时,产品存储和计算硬件的节省,将极大地降低产品的成本,使用户接受度更高。图 19:5G 加速 VR/AR 产品跨越升级资料来源:VRPinea, 长江证券研究所5G 终端变化应该关注什么?新终端形态增强交互需求,利好三大硬件方向前文提到,5G 时代是智能终端大裂变的时代,智能穿戴(耳机、手表、AR/VR 等)、智能家居(智能照明、智能白电、智能音箱等)以及智能汽车将呈现爆发式增长。因此, 人与智能终端的

31、交互将由智能手机、PC 和平板电脑上升为全方位的泛智能化交互。但究其根本,人机交互的渠道依然由视觉(屏幕)、语音(麦克风)、手势(摄像头)和肢体(生物识别)完成。显示屏:作为物联网设备的终端载体,无论是智能手机、平板电脑、显示器、电视、车载导航仪还是数字信息显示等,这些均离不开显示器件。图 20:显示交互场景丰富资料来源:BOE, 长江证券研究所生物识别:随着物联网技术与生态的成熟,这导致塑造新类型的智能物品。生物识别锁、个性化咖啡机、带人脸识别功能的智能大门、宠物食品分配器,配备语音识别功能的客户支持系统。图 21:高阶指纹识别渗透率快速提升(百万颗)资料来源:半导体产业观察, 长江证券研究

32、所摄像头:摄像头除了在智能手机中作为拍照需求外,物联网时代下将作为重要的数据入口端,特别是与 AI 的结合将形成自动数据获取+处理的能力,使传统终端拥有智能化能力。最为典型的则是安防视频监控与汽车自动驾驶。摄像头产业链主要企业表 4:车载摄像头产业链企业镜头供应商舜宇、富士、京瓷、大立光等Sony、Samsung、OmniVision、安森美、Aptina、CMOS 传感器思比科、晶方科技等DPS 厂商Mobileye、德州仪器、飞思卡尔、海思等晶圆代工三星、台积电、英特尔、格罗方德、海力士、中芯国际模组制造同致电子、深圳豪恩、苏州智华、欧菲光等资料来源:前瞻产业研究院,长江证券研究所考虑到汽

33、车巨大的保有量,未来智能汽车的用户基础是巨大的。与现有的智能手机摄像头市场相比,车载摄像头具有与之媲美的用量和成倍的 ASP 提升空间。因为车载摄像头工作环境变化大,对帧率、稳定性和可靠性要求较高,摄像头一旦失效,将对用户生命安全造成极大威胁。因此摄像头对模组和封装要求极为严格,供应商认证壁垒较高。相对比 10 美金左右电子消费摄像头,车载摄像头价格可达 30 美金左右。5G 手机终端变化重点关注射频前端和天线5G 驱动射频前端需求大增,国内厂商从分立产品切入射频前端是中频到射频的通道,其结构主要包括功率放大器、低噪声放大器、滤波器、射频开关和双工器等。射频开关用于实现射频信号接收与发射的切换

34、、不同频段间的切换;射频低噪声放大器用于实现接收通道的射频信号放大;射频功率放大器用于实现发射通道的射频信号放大;射频滤波器用于保留特定频段内的信号,而将特定频段外的信号滤除;双工器用于将发射和接收信号的隔离,保证接收和发射在共用同一天线的情况下能正常工作。图 22:智能手机的射频前端的结构资料来源:卓胜微招股说明书, 长江证券研究所根据 Yole Development 的统计,2G 手机中射频前端芯片的价值为 0.9 美元,3G 智能手机中大幅上升到 3.4 美元,支持区域性 4G 制式的智能手机中射频前端芯片的价值已经达到 6.15 美元,高端 LTE 智能手机中为 15.30 美元,是

35、 2G 制式智能手机中射频前端芯片的 17 倍。因此,在 4G 制式智能手机不断渗透的背景下,射频前端芯片行业的市场规模将持续快速增长。5G 制式智能手机随着通信频段的进一步增加其射频前端芯片芯片的价值量也将继续提升,同时物联网等新兴应用也会带来新的无线通信需求而增加射频前端芯片的应用领域。根据 QYR Electronics Research Center 的统计,从 2011 年至 2018 年全球射频前端市场规模以年复合增长率 13.10%的速度增长,2018 年达 149.10 亿美元。受到 5G 网络商业化建设的影响,自 2020 年起,全球射频前端市场将迎来快速增长。2018 年至

36、2023 年全球射频前端市场规模预计将以年复合增长率 16.00%持续高速增长,2023 年接近 313.10 亿美元。图 23:全球射频前端市场规模(亿美元)35030025020015010050020112013201520172019E2021E2023E射频前端YOY25%20%15%10%5%0%资料来源:卓胜微招股说明书, 长江证券研究所射频前端行业内的企业一般同时向市场提供射频开关、低噪声放大器、功率放大器等多种产品。目前在中低端手机领域,射频前端因为追求成本更低仍然以分立器件的形式存在,而在高端机产品中,射频前端因为追求更高的集成度使得模组化的趋势明显。模块集成度功能或集成方

37、式表 5:目前市场上的主要功能模组ASM(天线开关模组)低集成开关和天线FEM(前端模组)低集成开关和滤波器Div FEM(分集前端模组)中集成 FEM 的分集模组FEMiD(双工前端模组)中集成双工的前端模组PAiD(PA 和双工模组)中集成 PA 和双工SMMB PA(单模多频功放)中 支持单模式多频带的 PA 模组(3G/4G) MMMB PA(多模多频功放) 中 支持多模式多频带的 PA 模组(3G/4G) RX Module(射频发射器)中 调制加载数据并发射无线电波TX Module(射频接收器)中接收调制信号并解调 PAMiD(PAMiD 前端模组)高集成 MMMB PA 和 F

38、EMiD LNA Div FEM(LNA 分集前端模组)高集成 Div FEM 和 LNA资料来源:Yole,长江证券研究所从行业格局来看,全球射频前端的头部厂商非常集中,包括 Broadcom、Skyworks、Qorvo、NXP、Infineon、Murata 等,目前模组化产品也主要由这几家厂商提供。图 24:三星 S10 5G 手机主板拆解后主要是几个射频前端模组QORVOBROADCOMQM78077BCM47752KUB1G前端模块GNSS收发器SkyworksSamsungSKY7736511SHANNON 5500功率放大器射频收发芯片Murata 前端模块AVAGO AFEM

39、9100前端模块资料来源:OFweek, 长江证券研究所国内射频前端厂还停留在做分立器件的业务层面,与海外厂商仍然有较大的差距。在 PA 方面。硅工艺和 GaAs 工艺一直处于竞争状态,由于硅工艺的产品具备价格更低的优势,GaAs 工艺的生存空间只是在其领先硅工艺的那一部分。当前来看,2G 和 3G 的 PA 很多都可以用 CMOS 工艺实现,4G 的主流目前仍然是 GaAs 工艺,暂时来看 5G 的 Sub 6GHz 阶段 GaAs 的优势仍然明显,毫米波阶段有望用到GaN PA。国内设计公司如紫光展锐、唯捷创芯、中科汉天下、广州慧智微等公司已经有支持 4G 的 PA 产品,另外,三安光电具

40、备 GaAs PA 芯片的代工能力。在滤波器方面。当前 SAW 滤波器是主流产品但也有不足的部分,一方面是高频的选频性能变弱;另一方面是受温度的影响较大(温度升高时,其基片材料的刚度趋于变小、声速也降低)。随着 5G 频率提升以及频段更加密集,很多国际传统滤波器大厂商便开发出 BAW 滤波器并将重心转向 BAW 滤波器。种类SAW 滤波器BAW 滤波器表 6:SAW 滤波器和 BAW 滤波器的对比适用频段10MHz-2GHz1.5GHz 以上1.性能稳定:可靠性高,抗干扰能力强,不易老化2.使用方便:装配时只需插入和焊接即可,无需调节等3.选择性好:选择性一般可以达到 140dB 左右,可确保

41、图像的清晰度特征4.频带宽:动态范围大,并且中心频率不受信号强度的影响,能确保图像、彩电、声音的正常传输,不会相互干扰5.插入损耗较大:使用时需在前级加宽频带放大器,以补偿插入损耗1.频率高:最大可以工作到 20GHz,功率可以接近40dBm(10W)2.对温度不敏感:插入损耗小,带外衰减大3.尺寸小:尺寸随频率升高而缩小4.成本高值高,量产一致性困难资料来源:中国通信网,长江证券研究所近年来,我国生产 SAW 的单位以研究所为主,包括德清华莹(中电 55 所)、中电 26所、北京航天微电科技有限公司(航天二院),中讯四方(中科院声学所背景)、中科飞鸿(中科院声学所背景)等。另外,国内涉足 S

42、AW 的公司包括无锡好达、天通股份等。在 FBAR 产品方面,26 所、55 所、13 所及天津大学及中科汉天下均在研究的基础上在做产业化的工作。表 7:国内厂商滤波器业务的发展情况厂商整合并购情况无锡好达德清华莹天通股份中电 26 所北京航天微电科技有限公司中讯四方中科飞鸿公司主要产品包括声表面波滤波器、双工器、谐振器,应用于手机、通信基站,LTE 模块,物联网,车联网,智能家居,航天航空、及其它射频通讯领域。公司拥有能生产 0.25um 微线条芯片生产线,有能生产 CSP 倒装产品封装的生产线,可生产产品尺寸为 1.8*1.4 的双工器、1.1*0.9 的滤波器。公司是国内早期自主研发声表

43、面波器件的企业之一,公司年产各类声表谐振器,声表滤波器 8000 万只,公司产品性能可靠,品质精良,被广泛应用于遥控,安防,智能家居等领域,受到国内外客户的一致好评。首先,公司的压电晶体材料是制造 SAW 滤波器的核心材料;其次,公司参股子公司瑞宏科技自主研发的第一批声表面波(SAW) 滤波器样品成功下线,并通过了客户的测试认证,准备小批量投产试用,这是瑞宏科技进军智能手机芯片领域的重要一步。 26 所从事压电与声光晶体的研发、生产四十多年,主要产品有铌酸锂、钽酸锂、镓镧系列、氧化碲等;在产品端,26 所研制生产的 SAW 滤波器通常分为低损耗滤波器、窄带低损耗滤波器、宽带低损耗滤波器和常规损

44、耗滤波器,当前主要应用在雷达装备及通信系统,前端及中频系统中。公司有四大专业:微波无源(包括 SAW 滤波器等)、射频微波、EMC 产品及服务及传感器。公司产品广泛应用于雷达、飞船、运载火箭、卫星、遥感遥测、电子对抗、通信等设备,是多家军工集团合格供应商。公司是一家具有自主研发能力,专业从事声表器件、微波组件/模块、微波系统集成的国家高新技术企业。产品广泛应用于移动通信、雷达、北斗导航、电力、物联网及消费类电子等领域。公司专注于声表面波产品,拥有国内领先水平的声表器件生产线 1 条,达到月产 20000 只器件的规模(特殊应用领域,所以量不大)资料来源:无锡好达,德清华莹,天通股份,中电 26

45、 所等,长江证券研究所在射频开关方面。2011 年之前智能手机支持的频段数不超过 10 个,而随着 4G 通讯技术的普及,至 2016 年智能手机支持的频段数已经接近 40 个;因此,移动智能终端中需要不断增加射频开关的数量以满足对不同频段信号接收、发射的需求。目前上市公司卓胜微已经是三星和小米的射频开关主要供应商,后续将进入华为、OPPO、Vivo 等国产品牌终端。图 25:全球射频开关市场空间(亿美元)403530252015105020112013201520172019E2021E2023E射频开关YOY25%20%15%10%5%0%资料来源:卓胜微招股说明书, 长江证券研究所在低噪

46、声放大器方面。随着 4G 逐渐普及,智能手机中天线和射频通路的数量增多, 对射频低噪声放大器的数量需求迅速增加,而 5G 的商业化建设将推动全球射频低噪声放大器市场在 2023 年市场规模达到 17.94 亿美元。目前低噪声放大器的生产工艺主要包括 RF CMOS 和 GaAs,国内卓胜微采用 RF CMOS 工艺实现低成本方案。图 26:全球低噪声放大器市场空间(亿美元)2018161412108642020112013201520172019E2021E2023E低噪声放大器YOY10%9%8%7%6%5%4%3%2%1%0%资料来源:卓胜微招股说明书, 长江证券研究所此外,射频前端因为工

47、作在特定的频段,滤波器和功放器件模块的两端一般含有相应的电容和电感用于阻抗匹配或扼流。因此,射频前端的大量使用也会带动被动器件的需求提升。在射频电路中,一般电容选择 MLCC,电感选择叠层电感。图 27:射频前端中需要大量电容、电感匹配资料来源:中国报告网, 长江证券研究所MIMO 驱动连接线/天线变革,MPI/LCP 有望成为主流5G 推动 LCP/MPI 天线连接线一体化:智能手机中的射频连接器及组件主要是从射频信号模块引出信号,然后通过线缆组件实现射频信号在天线和主板之间的连接。到目前为止,部分高端旗舰机型已经采用了 4*4MIMO 方案,例如华为 Mate 20 Pro,但因为整体还是在 4G 频段,部分天线可以整合复用,与 2*2MIMO 一样就采用了 1 根射频连接线连接上下主板。在 Sub-6GHz 频率下很难实现多通道天线共存,单机射频连接线有望从 1 根提升至 3-4 根。射频连接线的种类包括同轴电缆传输线、FPC 连接线(包括普通 PI 膜、Modified PI 膜和 Liquid Crystal Polymer 膜),FPC 连

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