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文档简介

卓胜微研究报告-国内射频前端龙头看明年新品放量+需求回暖公司概览:国内射频龙头,由分立器件到射频模组打开成长空间历史沿革:发展战略清晰,“农村包围城市”成就国内射频龙头公司以射频开关与低噪声放大器(LNA)打入国际主流安卓移动终端厂商供应链,近年来产品线由分立器件-接收端模组-发射端模组持续扩展,射频前端全应用平台已初步搭建。公司主要发展历程可以分为四个阶段:——(1)2006-2011年:公司前身卓胜开曼创立,聚焦手机电视芯片设计。2006年,公司前身卓胜开曼由三位海归创始人才创立,同年子公司卓胜上海成立,专注于手机终端接收国内制式电视信号的数字芯片设计。随2G往3G升级,手机射频芯片需求旺盛而手机电视芯片市场逐步萎缩,公司经历了发展中的阵痛期,并逐步酝酿转型。——(2)2012-2017年:暂避拥挤的PA及滤波器赛道,聚焦开关和LNA产品并成功导入三星,营收体量快速增长。2012-2013年,以iPhone5为代表的智能手机出货量快速增长,苹果积极预定Skyworks、英飞凌、Qorvo等射频芯片大厂的产能,三星等厂商面临部分射频芯片产能不足的“困境”,而上游射频芯片IDM大厂由于采用锗硅、SOI工艺的产能扩张受限,为新兴入局厂商带来发展机遇。公司敏锐察觉入局契机,战略性规避市场大但切入壁垒较高的PA和滤波器市场,将切入点锁定在LNA和射频开关产品。2013年,公司与台积电合作,研发出基于RFCMOS工艺的GPSLNA,并借助此前在手机电视芯片业务上的合作关系顺利切入三星供应链,当年出货超千万颗。2015年,公司新LNA产品再次成功导入三星,并随国产手机厂商崛起顺势进入小米供应链,营收首次突破1亿元,净利润转正。随着对三星、小米供货产品的放量,公司营收持续高速增长,2016-2017年分别3.9/5.9亿元,净利润达0.8/1.7亿元。——(3)2018年:受大客户三星严控新品导入影响,短期营收及利润有所下滑。2018年,公司成功进入OV供应链,但受大客户三星严控新品导入影响,公司2018年营收和净利润出现小幅下滑。——(4)2019年至今:公司初步实现射频前端产品全覆盖,转型Fab-Lite提升市场竞争力。2019年,公司成功于A股创业板上市。上市以来,公司通过募资逐步战略布局技术难度更高的滤波器、PA和模组化产品,搭建射频前端全应用平台,向全球射频芯片一线厂商进军。2019年,公司推出LFEM、DiFEM及LNABank;2020年,公司用于sub-6GHz的LFEM开始贡献业绩,支持WiFi5的WiFiFEM产品在客户端实现量产;2021年,公司用于sub-3GHz的L-DiFEM开始贡献业绩,同年顺利推出用于sub-6GHz的L-PAMiF;截至2021年,公司满足WiFi6连接标准的WiFiFEM已经量产出货,SAW滤波器和高性能滤波器于2022Q3具备量产能力。同时,公司战略转型Fab-Lite经营模式,强化产业链协同优化能力。2020-2021年公司实现营收分别27.9/46.3亿元,其中模组营收达2.8/12.0亿元。凭借优秀的研发能力,乘着手机通讯制式升级与国产替代的东风,公司近年营收实现高速增长,2021年实现营收46.34亿元(我们估算其中9成来自手机业务),同比+65.95%,归母净利润21.35亿元,同比+99.00%,2014-2021年营收CAGR达94.69%。2022年上半年公司实现营收22.35亿元,同比-5.27%;归母净利润7.52亿元,同比-25.86%。主营业务:射频开关和LNA为基本盘,模组产品持续放量后劲足业务结构:2021年实现营收46.34亿元,其中射频分立器件、射频模组贡献分别为72%/26%;2022H1模组产品营收占比已提升至31%。公司过去主要聚焦技术难度相对较低的分立器件产品(射频开关和LNA),目前正发力高端分立器件(滤波器、PA)以及发射端、接收端和无线连接模组,丰富产品品类。——分立器件端:基本完成大类全覆盖,2021年实现营收33.52亿元,同比+36.13%,贡献超7成营收。射频开关和LNA产品为公司基本盘,2019年前营收贡献合计超90%,其中射频开关为传统主力产品,占分立器件总营收超80%。凭借对主要安卓终端厂商的全导入,公司成功跻身射频开关全球市场前五,2018年占据全球约10%的份额(华经情报网转引Yole数据),我们测算2022年份额已超30%。功率放大器和滤波器为公司近年来的重点发展产品,公司自建SAW滤波器、高性能滤波器、双工器和四工器等产线,SAW滤波器和高性能滤波器已于3Q22具备量产能力,双工器和四工器已通过产品级验证,并开始向客户送样推广。公司分立滤波器和集成自产滤波器的DiFEM、L-DiFEM、GPS模组等产品已积极向市场推广,并已有部分产品在品牌客户端验证通过,即将实现量产出货。我们看好公司在滤波器业务上的持续推进。此外,公司PA产品早期应用于WiFiFEM,后续看在PAMiF/PAMiD等发射端模组的规模化应用。——模组端:2021年实现营收12.01亿元,同比+332.68%,营收占比超25%;2022H1模组产品营收占比已提升至31%。公司自2019年以来陆续推出多款接收端模组和WiFi连接模组;2021年,公司推出首款发射端模组L-PAMiF,截至2022年一季度已出货约600万颗,目前公司PAMiF产品正逐步导入更多品牌客户及ODM厂商;PAMiD产品方面,公司仍处于研发阶段,由于射频PAMiD需要集成多模多频PA和高端滤波器等器件,我们看好公司后续基于高端滤波器产品储备持续拓展。客户结构:覆盖国内外主流安卓终端厂商,紧跟客户需求进行产品迭代,巩固竞争优势。公司通过直销和经销等渠道覆盖了国内外众多知名移动智能终端厂商,客户结构整体稳定,前五大客户销售收入合计近80%。目前公司射频前端芯片产品应用于三星、小米、华为、vivo、OPPO、联想、魅族、TCL等主流终端厂商。其中,射频开关和LNA产品由于发展较早,目前已完成主流安卓终端厂商的全覆盖,并于2019年开始供货高通。射频模组产品则于2019年推出,2020年开始贡献营收,目前模组产品正逐步导入更多品牌+ODM客户。我们认为,公司与下游客户的深度合作有利于紧跟客户需求进行产品更新迭代,进一步形成更具粘性的战略合作关系,巩固现有的竞争优势。展望未来:分立器件-接收端模组-发射端模组三步走,射频前端全品类布局打造核心竞争力。近年来,受益5G渗透率持续提升和中美贸易摩擦带来的国产替代机遇,公司基本完成安卓终端厂商全导入,产品销量高速增长。目前,公司正持续发力滤波器、PA和模组等更高难度的射频前端产品,积极转型Fab-Lite强化供应链把控能力,向国际射频厂商第一梯队迈进。——射频分立器件方面:考虑到公司的客户结构优势和出货体量,我们认为射频开关

(特别是天线开关)、LNA产品基本盘仍将稳固。与此同时,公司自建SAW滤波器、高性能滤波器、双工器和四工器等产线,公司SAW滤波器产品的工艺研发平台建设已于3Q22全部完成,后续将持续优化演进。未来随下游客户验证通过,公司SAW滤波器及高端滤波器有望成为分立器件业务营收增长新动力。PA方面,公司初期应用于WiFiFEM,我们认为后续有望在主集模组实现大规模应用。——射频模组方面,公司目前可提供DiFEM、L-DiFEM、LFEM、LNABANK等接收端模组,以及L-PAMiF主集模组。其中,DiFEM和L-DiFEM适用于sub-3GHz频段,LFEM和L-PAMiF适用于sub-6GHz频段,LNABANK在sub-3GHz与sub-6GHz频段皆有相适应产品。我们认为,公司在射频模组上的核心看点在于随高端滤波器持续突破,公司有望借助在高端滤波器、多工器上的工艺积累以及WLP封装技术拓展至PAMiD模组,突破国产厂商卡脖子环节。2021年公司模组业务营收占比约26%,我们乐观看待公司模组业务突破,预计2024年模组业务营收占比有望增长至40%+。股权结构:初创团队合计持股35%+,股权激励彰显信心公司管理层具备深厚技术背景,在射频领域深耕多年。公司三位创始人许志翰先生(现任公司董事长、总经理)、冯晨晖先生(现任公司董事、副总经理)、唐壮先生(现任公司董事、副总经理)皆于国内本科毕业后赴美深造,随后在美工作数年,担任工程师从事电子设计等工作。在创办卓胜微前,许志翰先生曾在东芝和AtogaSystem任工程师,于2002年回国加入中天微任副总经理,后任赛安(杭州)微系统副总经理;唐壮先生曾任WJCommunications,Inc.主任科学家,主持进行了WiMax功放设计、基站功放模块设计、线性功放设计等多种工艺下射频器件的开发;冯晨晖先生曾先后任StreamMachine系统软件及验证部门经理和博通(Broadcom)主任工程师以及MagnumSemiconductorCo视频技术总监。截至3Q22,实控人团队合计持股约31.02%,股权结构相对集中。许志翰、冯晨晖、唐壮先生为一致行动人,亦为公司实际控制人。截至3Q22,公司董事长兼总经理许志翰先生直接持有公司6.80%的股份,并作为汇智联合的唯一普通合伙人及执行事务合伙人持有汇智联合73.57%的股份,通过汇智联合控制上市公司11.83%的股份,合计持有公司15.50%的股份。公司董事兼副总经理冯晨晖先生和唐壮先生分别持股7.85%/7.67%。三人合计持股约31.02%,管理层持股相对集中且稳定。股权激励:推行员工持股绑定公司和员工利益,助力公司发展。——2020年,公司首次推出限制性股票激励计划,激励计划首次授予部分考核年度为2020-2023年四个会计年度,每个会计年度考核一次。该激励计划以2019年的营业收入值(15.1亿元)为业绩基数,考核各年度的营业收入累计值的均值定比业绩基数的增长率(X)。该计划首次授予7.2万股,首次授予价格为270.4元/股,激励对象含44人,包括中层管理人员及核心技术(业务)骨干人员。2020-2021年营收均已满足第一个归属期公司层面归属比例100%的条件。——2022年,公司再次推出股票激励计划,拟授予的限制性股票数量为26.97万股,其中首次授予21.49万股(占总股本0.0644%),首次授予价格为173.57元/股,首次授予的激励对象59人,包括中层管理人员及核心技术(业务)骨干人员。首次授予部分考核年度为2022-2025年,四个归属期公司层面归属比例为100%的条件依次为:“2022年营业收入值不低于58亿元”、“2022-2023年两年的营业收入累计值不低于127亿元”、“2022-2024年三年的营业收入累计值不低于211亿元”、“2022-2025年四年的营业收入累计值不低于311亿元”。我们认为,公司积极推行股票激励,绑定公司利益与员工利益,有助于公司长期稳定发展。财务分析:通信制式升级+客户导入+产品拓展为核心驱动力收入及利润端:受益于手机通信制式升级和国产替代进程加速,2015-2021年间公司营收和归母净利润CAGR达86%/140%。2021年公司实现营业收入46.34亿元,同比+65.95%,归母净利润21.35亿元,同比+99.00%。2015-2021年公司营收和归母净利润CAGR达86%/140%。公司近年来业绩发展可大致分为四个阶段:(1)2006-2011年,公司聚焦手机电视芯片设计,业务体量较小;(2)2012-2017年,公司开启第一成长曲线,受益于LNA产品导入三星后持续放量,2015年营收首次突破1亿元,2017年营收近6亿元,期间CAGR达130.9%;(3)2018年,公司经历了发展瓶颈期,主要因三星对新品导入的严格控制,且导入国产手机终端厂商的产品仍未放量,导致营收出现小幅下滑;

(4)2019-2021年,公司业绩增速大幅回升,主要受益于4G-5G通信制式升级带来的市场增量和中美贸易摩擦带来的国产替代机遇,2019-2021年营收分别为15.12/27.92/46.34亿元,期间CAGR高达75.1%。其中,分立器件方面,受益全球5G手机出货量拉升和公司下游客户顺利拓展,公司射频开关、LNA产品营收持续增长,2019-2021年分立器件营收分别为14.63/24.62/33.52亿元,期间CAGR达51.4%。射频模组方面,公司已实现射频接收端模组、发射端模组以及无线连接模组大类全覆盖,进一步拓宽了产品布局,2020-2021年射频模组实现营收2.78/12.01亿元,2021年同比+332.7%,营收占比分别为9.93%/25.91%,2022H1进一步提升至31%。毛利率:盈利能力行业领先,后续有望受益模组产品端的技术成熟+良率提高及营收贡献提升。2021年,公司射频分立器件毛利率为55.52%,毛利占比69.58%;射频模组毛利率为64.45%,毛利占比28.93%。——纵向来看,公司盈利水平维持高位,毛利率保持在50%+。公司历史营收结构中射频开关和LNA产品占比大,而产品单价仅0.2元/颗左右。低单价弱化了下游客户对价格的敏感度,叠加公司成本和供应链优势与服务客户能力突出,高毛利率得以长期维持。2017-2018年,公司毛利率连续下滑,主要系市场竞争加剧,产品价格下降所致。2020年起,毛利率逐步回升,2021年同比大幅回升4.88pcts,主要系高毛利率的射频模组营收占比大幅提升所致。2022年上半年,公司分立器件/模组毛利率分别为53.5%/51.2%,分别同比-1.4/-13.9pcts,我们认为主要系行业需求趋弱,叠加毛利率相对较低的DiFEM/L-DiFEM产品营收占比逐步提升所致。后续随自有滤波器逐步导入叠加产品良率提升,我们看好公司模组产品毛利率逐步回升。——横向来看,公司毛利率比肩国际一线厂商。国际一线射频大厂普遍采用IDM模式并已实现射频前端产品线全覆盖,凭借高价值量的产品和领先的生产技术,盈利能力较强。博通、Skyworks和Qorvo毛利率皆长期维持在40%-60%水平,其中博通2019-2021年毛利率分别为55.24%/56.58%/61.36%,处于行业领先地位。公司近年毛利率水平与博通相当,略高于Skyworks、Qorvo和国内射频厂商。我们认为,公司在射频器件上的高毛利率一方面依赖于持续的技术迭代,另一方面也与近年持续导入客户后通过大规模出货从而在封测端获得较高议价权有关。封测成本在射频器件生产中的成本占比近40%-50%,公司与封装厂合建了生产专线、自购关键设备且开发部分测试技术,可大幅降低封测成本。费用端:期间费用率趋降,研发投入逐年提升,净利润率行业领先。公司期间费用率逐年下降主要系营收规模快速增长,2019-2021年费用率分别13.29%/9.57%/8.94%。受益规模优势和成本优势,2019-2021年公司净利率分别为32.69%/38.34%/42.96%,处于行业领先水平。三项费用来看,销售费用率分别为2.83%/1.23%/0.97%,与其他射频芯片厂商相比,公司稳定供货下游大客户费用结构持续优化,因此相对较低。研发费用来看,公司研发投入逐年增加,2019-2021年研发费用分别为1.38/1.82/3.04亿元,CAGR达48.4%。2021年研发费用率为6.56%,主要用于滤波器、PA及相关模组研发及产业化,未来随着芯卓半导体产业化项目的逐步推进,研发投入或将进一步增长。研发人员方面,公司近年研发人员数量快速增长,2018-2021分别70/146/202/457人,占全部员工比例从53.85%提升至68.52%,2021年人均创收超1000万元。对比2021年国内友商如麦捷科技(314人,占比8%)、唯捷创芯(171人,占比53%)、好达电子(74人,占比13%),公司研发人员人数和占比皆处于领先水平;而对比国际一线厂商如Qorvo(约4900人,占比58%)、Skyworks(约3400人,占比31%)、博通(约1.2万人,占比63%),则仍在人数上存在巨大差距。未来随经营规模扩张,产品性能和出货规模逐渐对标国际一线厂商,我们认为公司将持续加强研发团队的建设,搭建射频前端研发平台,缩小与国际一线厂商的研发技术差距。射频前端行业:千亿大市场,看技术升级+国产替代行业概览:通信制式持续升级,射频前端由分立方案朝模组化发展射频前端的作用是对射频信号进行放大、过滤、降噪等,主要包含射频前端分立器件和射频前端模组两类产品。射频前端(RFFront-end,RFFE)是位于天线之后、射频收发模块之前的模块,其主要功能是对射频信号进行放大、过滤、降噪等。因为位于通信系统的最前端,所以通常被称为“射频前端”。从功能上看,射频前端的信号传输路径分为发射通路和接收通路。在发射链路(TX)中,数字信号通过调制解调器(Modem)转换成易于传输的连续模拟信号,随后收发器(Transceiver)将模拟信号调制为不易受干扰的射频信号,进入射频前端进行射频信号的功率放大、滤波、开关切换等信号处理,最后通过天线将信号对外发射;在接收链路(RX)中,由天线接收到空间中传输的射频信号,通过射频前端对用户需要的频率和信道进行选择,对接收到的射频信号进行滤波和放大,最后输入收发器和调制解调器得到数字信号。同时具有发射+接收通路(如xTxR)的通路叫做主集通路,只有接收通路的叫分集通路(如xR)。按照组成器件,射频前端可分为功率放大器(PA)、滤波器(Filter)、低噪声放大器(LNA)、射频开关(Switch)以及由不同分立器件组合而成的模组。其中:功率放大器负责发射通道的射频信号放大;滤波器负责发射及接收信号的滤波,去除非信号频率的杂波信号;低噪声放大器负责接收通道中的小信号放大;射频开关负责收发以及不同频率通道之间的切换。根据公司年报中转引的Yole数据,2019年移动终端射频前端市场中PA模组/分立滤波器/FEM模组/天线开关/分立传导开关/射频IC/分立LNA/AiP模组市场规模占比分别为45%/26%/14%/5%/4%/3%/3%/0%,Yole预计2026年这一比重将分别达44%/14%/15%/5%/4%/3%/2%/13%。分立器件:主要包含四大类,滤波器和PA具备较高技术难度,开关(Switch/Tuner)、LNA技术相对成熟。——滤波器(Filter):主要作用是保留特定频段内的信号,将特定频段外的信号滤除,从而提高信号的抗干扰性及信噪比。在发射链路中,滤波器位于功率放大器的后侧;在接收链路中,滤波器位于低噪声放大器的前侧。总体来看,滤波器和5GPA是射频前端中技术难度最高的器件,也是布局射频模组的核心壁垒之一。5G移动终端中常用的滤波器有LC滤波器(LTCC、IPD)和压电滤波器(SAW、BAW)。从技术特性上看,LC滤波器是基于电感/电容的频率响应特性来进行滤波器设计,覆盖频率较宽,但带外抑制能力弱于压电滤波器。其中,LTCC滤波器利用陶瓷和导体材料共同烧结形成物理器件,可以一次性的集成更多的电感、电容器件;IPD滤波器的优势在于可以承接半导体工艺中的优势,即数量越大,平均单颗成本越低,但在小批量时不易获得成本优势。压电滤波器则利用材料的压电特性进行设计,可实现窄带高抑制、低插损,但是必须要用到压电材料,与集成电路中的半导体工艺不兼容,且对设计和制造工艺提出较高要求。其中,SAW滤波器成本低、技术成熟且产品一致性高,但由于高频段下的电子迁移和发热等问题,SAW滤波器通常只适用于2GHz以下的中低频段;BAW滤波器在高频段可实现低插入损耗和高Q值,成为高性能射频系统的首选,但较高的成本成为限制BAW普及的重要因素。从应用场景看,由于Sub3GHz频段涉及2G/3G/4G信号,同时还包含GPS、Wi-Fi2.4G、蓝牙等重要的非蜂窝通信频段,导致该频段范围内各通信频段的分布较为密集,因此主要依赖SAW和BAW滤波器,且在主集通路需要用到双工器。其中,0-2GHz频段一般使用SAW滤波器,相对更为拥挤的2-3GHz频段则需要用BAW滤波器。随着5G通信向3GHz以上通信频率拓展,该频段范围内频谱资源丰富,干扰频段较少,对滤波器性能的要求相对下降,因此IPD和LTCC滤波器(而非必须双工器)即可实现滤波需求。整体来看,IPD和LTCC滤波器难度低于SAW/BAW滤波器,因此部分厂商通过IPD/LTCC路径弥补BAW滤波器技术的缺失(如卓胜微采取IPD滤波器进行模组化产品生产)。Yole预计(转引自卓胜微年报)2026年全球SAW/FBAR/TC-SAW/BAW/MLC/TF-SAW/IPD滤波器市场规模有望达28.40/26.41/10.46/10.33/3.65/1.77/1.21亿美元,对应2021-2026年CAGR-3%/9%/12%/12%/5%/20%/17%。——双工器(Duplexer)/多工器(Multiplexer):通常由两个或两个以上的带通滤波器并联而成,其作用是将发射和接收讯号相隔离,保证接收和发射都能同时正常工作,互不干扰。根据滤波器数量不同,可分为双工器、三工器、四工器和五工器等,统称为多工器。双工器/多工器除了需要考虑中心频率、带宽、带内插损、带内波纹、带外抑制、收敛性等滤波器的性能指标外,还要考虑隔离度指标,因此技术难度相较于滤波器更高。——功率放大器(PA):位于发射链路,主要功能是将基带发出的小功率信号放大至传输要求以上并通过天线进行发射。在智能手机等终端设备中,PA芯片通常与其他射频前端芯片集成为模组产品进行应用(如唯捷创芯销售的PA产品均为PA模组,不存在单独对外销售PA芯片裸片,也不存在将PA芯片裸片单独封装并销售的情形)。以传统技术路线的4GMMMB功率放大器模组为例,该类模组通常包含砷化镓HBT工艺的功率放大器芯片、体硅CMOS工艺的主控芯片以及绝缘硅CMOS工艺的射频开关芯片组成,共三路通道,可支持低、中、高三个频段范围。传统的功率放大器芯片主要由放大电路(对输入信号进行近似等比例放大并进行信号输出)、直流偏置电路(为晶体管放大提供所需功率)和输入输出匹配网络电路(实现射频通路中的阻抗匹配,以保证输出功率及减少损耗,并且滤除输出信号中的杂散信号)构成。PA模组在接收到信号后,主控芯片根据信号频率高低选择进入特定的放大通路,由驱动级放大器(GaAsDA)进行前级放大,然后进入功率级放大器(GaAsPA)进一步进行末级放大,使得功率信号达到标准要求,最终通过射频开关分配到指定的频段予以输出。通常而言,PA设计难度提升主要在于工作频率的提高以及带宽要求的增加以及集成度的提高。(1)频率:在相同天线增益和传输距离的情况下,信号的衰减与信号的频率成正比,因此更高的频率意味着更大的损耗。为保证信号覆盖,5G终端的发射功率等级也需要提高,带动PA设计难度提升。此外,在相同的制造工艺下,PA的效率通常会随着频率的升高而下降,因此散热问题也更为严峻。(2)带宽:5GNR频段的通信带宽大幅超过4G通信的信号带宽,PA芯片在支持大带宽信号时会带来增益下降,进一步提高PA难度。(3)集成度:高集成度模组需要用到Flipchip技术,但掌握Flipchip技术的射频公司很少,使得难度增加。近年来PA主要在半导体材料和晶体管制造工艺上进行迭代。根据材料和工艺的不同,常见的射频功率放大器包括SiLDMOS射频功率放大器(第一代半导体材料)、GaAsMESFET功率放大器(第二代半导体材料)及GaNHEMT射频功率放大器(第三代半导体材料)等。其中,Si材料储量丰富,稳定性高,成本较低,但击穿电压弱,电子迁移率低,饱和电子速率低,因此SiLDMOSPA主要应用于3.5GHz以下频率范围;GaAs电子迁移率比硅高数倍,且有较高的击穿电压,可以用于超高速、超高频器件应用,成为3G/4G/5G时代手机端PA最主流材料(市场规模口径下,Yole测算(转引自卓胜微年报)2021年GaAs工艺PA占比近100%);

GaN具备更高的禁带宽度和击穿电压,支持更大的信息携带量和更高的功率,适合高频率、大功耗的应用场景(如基站、雷达、电子战等场景),但其缺点在于价格相对更贵,且制造难度更高,产能较为有限。展望未来,考虑到GaAs功率放大器能满足一定高频通信需求,且工艺相对成熟,因此在对输出功率要求相对较低的终端及微基站等场景仍将占据主导。在宏基站场景下,GaN功率放大器能较好的适用于大规模MIMO技术,且输出功率数倍于GaAs功率放大器,有望持续渗透。Yole预计(转引自卓胜微年报)2022年开始GaN工艺的PA将加速渗透,市场规模口径下,2026年GaN工艺的PA占比有望达3%,相较于2021年提升3pcts。——射频开关(Switch/Tuner):射频开关分为传导开关(Switch)和天线开关(Tuner)两种,传导开关(Switch)的作用是将多路射频信号中的任一路或几路通过控制逻辑连通,以实现不同信号路径的切换,包括接收与发射的切换、不同频段间的切换等;天线开关

(Tuner)与天线直接连接,用以实现信号的接收、滤波、放大、增益控制等功能,使得天线在所有应用频率上辐射功率最大,包括天线调谐开关、天线调谐器、天线交换开关等。射频开关整体技术壁垒低于滤波器及PA,由于天线调谐开关有着较高的耐压要求,同时导通电阻和关断电容对性能影响极大,因此难度高于传导开关。从工艺角度看,RFSOI是射频开关的主流工艺,能够在提供射频开关优良性能的同时保证低成本,满足5G射频前端绝大部分的技术要求。Yole预计(转引自卓胜微年报),2021-2026年RFSOI工艺将占据射频开关(传导开关及天线开关)90%+的市场份额,RFCMOS工艺也占有5%左右的市场份额。——低噪声放大器(LNA):位于接收链路,主要功能是把天线接收到的微弱射频信号放大,以便于后级的电子设备处理,实现更好的信号、更高的通话质量和更高的数据传输率。LNA通常作为模组化器件与射频开关一起集成使用,技术壁垒相对较低。从工艺角度看,RFSOI、SiGe、RFCMOS是LNA的主流工艺,其中RFSOI不仅能够提高LNA的高频性能,还可以集成LNA和开关功能,故在各项技术中保持最快的增长速度,且市场规模占比持续提升,Yole预计到2026年其占比有望提升至6成以上;SiGe工艺可以使LNA在高频段实现更好的增益和噪声系数,拥有较小的尺寸和有较低的功耗;RFCMOS是目前市场上非常成熟的一种工艺,具有非常好的成本优势,但性能优势不明显,只适合于低频段应用;基于PHEMT的LNA则将逐步被淘汰。射频模组:通信制式升级倒逼射频器件模组化发展,工艺难度相较分立器件大幅提升。——5G手机射频器件数量成倍增长,倒逼射频器件模组化发展。射频模组方案的优势在于集成度更高、性能更优。在3G及4G的早期时代,手机需要覆盖的频段不多,射频前端一般采用分立方案。4GLTE通信时代,射频模组主要用于高端手机,分立方案主要用于中低端手机。5G时代,为满足高速数据传输需求,通信技术围绕频段拓展、MIMO、CA等技术升级,且5G通信技术除需要支持5G新频段、5G重耕频段外,还需要向下兼容4G、3G和2G通信需求,使得射频通路数量不断上升。据汉天下(引自半导体行业观察微信公众号),2G手机支持频段不超过5个;3G最多可达9个;4G增加至最多40多个;5G则进一步增加至50个以上。我们在FrequencyCheck统计了历代iPhone支持的频段数,iPhone4(3G)支持的频段数仅8个,而iPhone13ProMax(5G)的频段数已达67个。随频段数提高,手机射频前端器件搭载量亦随之增加,这一关系可大致简单抽象为:单机射频元器件搭载量=单机频段数*各频段通道数*各通道器件搭载量(其中发射通道至少包含1个PA+1个滤波器;接收通道通常至少包括1个滤波器+1个LNA+1个Tuner)。如果进一步考虑MIMO等技术,搭载的射频元器件将更多。据集微咨询,平均来看,4G手机多搭载5~8个PA+20~40个滤波器+10个开关+4~6个LNA,而5G则进一步提升至7~12个PA+70个滤波器+30个开关+10~18个LNA。在单机射频器件数量提升的同时,手机内部用于放置射频元器件的空间受全面屏、手机轻薄化等趋势影响不增反减,且采用分立方案将带来较长的终端调试周期和调试成本,双重因素倒逼手机射频终端朝模组化发展。据集微咨询测算数据,4G手机约搭载3-5个射频前端模组,而5G手机搭载约5-9个射频前端模组,4G智能手机平均单机射频价值量的7-16美元,5G智能手机提升至32-38美元。——根据功能的不同,射频模组可分为主集模组和分集模组。同时具有发射+接收通路(如xTxR)的通路叫做主集通路,只有接收通路的叫分集通路(如xR)。其中,主集链路中的模组化是指将PA与Switch及滤波器(或双工器)做集成,构成PAMiF、PAMiD等方案;分集链路的模组化是指将接收LNA和开关,与接收滤波器集成,构成L-FEM、DiFEM等方案。由于发射模组需集成PA,且对滤波器的性能要求较高,因此难度整体大于接收模组,其中又以集成度最高的PAMiD(集成双工器的功率放大器模组)、L-PAMiD(集成双工器和低噪声放大器的功率放大器模组)难度最高。此前,为满足一部4G手机对PA模组的应用需求,智能手机4GPA模组解决方案通常包含1颗MMMBPA

(多模多频线性功率放大器)和1颗TxM(发射端模组)的组合。5G通信技术下,市场中存在两种主流方案,其中中、高集成度方案在4G方案的基础上新增1颗5G高频L-PAMiF模组,高集成度方案则是多颗高频L-PAMiD模组和高频L-PAMiF模组的组合。并且为满足4G-5G双连接要求,两种5G主流方案都需要搭载1颗4GMMBAPA模组。——技术角度看,射频模组需要厂商具备较高的分立器件设计能力,综合统筹PA、滤波器、射频开关、LNA等器件的特性以及不同类型芯片的结合方式、干扰和共存等问题,设计难度相较于分立器件指数化提升。射频模组要求厂商具备全模块子电路的设计和量产能力(如各频段的PA、LNA及开关等),从而提升模组的一致性和可靠性。同时,由于射频模组涉及到发射与接收之间隔离、各频段之间的抑制及载波聚合的通路设计等问题,要求厂商具备强大的系统分析与设计能力和小型化可集成的滤波器资源。从频段覆盖范围上看,2G-4G手机主要使用600MHz-3GHz频段,5G将频谱资源拓宽至Sub6GHz频段(FR1,频段范围450MHz-6000MHz)和毫米波频段(FR2,频段范围24250MHz-52600MHz)。考虑到经济性和兼容性,5GFR1是目前全球主流的5G部署频段,主要包含了与4GLTE协议复用频段的5G重耕频段(该类频段的通信频率一般低于3GHz)以及5G新频段(该类频段的通信频率一般介于3GHz到6GHz之间)。由于Sub3GHz频段包含了大量FDDLTE、TDDLTE及TD-SCDMA等无线通信频段并最早支持载波聚合,同时还包含GPS、Wi-Fi2.4G、蓝牙等重要的非蜂窝通信频段,导致该频段范围内各通信频段的分布较为密集,处理密集频段间的干扰主要依赖滤波器及双工器(并且是SAW、BAW及FBAR等声学滤波器,而非LTCC、IPD等LC型滤波器)。因此,多频段、高性能的滤波器和双工器在Sub3GHz频段的重要性极高。而随着5G通信向3GHz以上通信频率拓展,该频段范围内频谱资源丰富,干扰频段较少,对滤波器性能的要求相对下降,PA芯片的设计难度大幅提升。因此,在3GHz以上通信频段中高性能PA的重要性逐渐凸显,同样成为5G新频段发射端模组的关键瓶颈。——应用角度看,5G射频前端已形成Phase7系列/Phase5N两种主要解决方案,分别用于旗舰机型与中低端机型,我们预计后续二者将并行发展。目前智能手机5G射频前端设计主要有两个发展方向:其一是国际头部IDM厂商主导的Phase7/Phase7L/Phase7LE高端方案,分集和主集都以模块化产品为主,分立式的器件较少;其二是被业界称之为Phase5N的分立方案,接收端以分集模组为主,发射端以分立的滤波器和双工器为主,在中低端5G机型中较为常见。展望未来,我们认为Phase7系列/Phase5N有望分别在中高端及低端机型上并行发展。其中,国际厂商的技术研发方向以及中高端5G手机的主流趋势依然是从PAMiD方案向L-PAMiD方案演进;而国产厂商受限于PAMiD生产能力,短期仍然以提高Phase5N射频方案竞争力、通过Phase5N分立方案抢占中低端5G手机市场为主,少数国内厂商正积极布局PAMiD/L-PAMiD模组,加速国产替代进程。Yole预测(转引自卓胜微年报),2026年射频前端模组市场规模将达到156亿美元,约占射频前端市场总容量的72%:其中分集接收模组市场规模将达到33亿美元,含PA的主集射频模组规模将达到95亿美元。市场空间:千亿大市场,主要面向移动通信/通信基站/无线连接三大领域从市场空间来看,射频前端面向千亿大市场,主要应用于移动通信(手机为主)、通信基站、无线连接(蓝牙、WiFi等)三大领域。按产品类型看,根据卓胜微

2021年年报中援引的Yole数据,2021年全球射频模组、射频分立器件的市场空间分别为116.3/56.8亿美元,合计173.1亿美元;Yole预计2026年全球射频模组、射频分立器件的市场空间有望分别达156.3/60.4亿美元,合计216.7亿美元,对应CAGR分别为6.1%/1.2%。从应用领域来看,射频前端芯片主要应用于移动通信(手机为主)、通信基站和无线连接(蓝牙、WiFi)三大领域。我们结合Yole数据,以市场规模口径估算2021年射频前端主要下游中,移动终端、通信基站、无线连接及其他市场分别占比为72%/15%/13%。——移动终端:射频前端位于天线和基带之间,是智能手机无线通信模块核心组件。在接收链路中,射频前端器件直接与天线连接,完成天线开关调谐、滤波以及低噪声信号放大的工作,并把完成初步放大处理的信号交给射频SoC,以进行进一步变频和数字化处理;在发射链路中,调制解调器对信号进行调制解调,把数字信号变成模拟信号,射频前端器件负责实现信号的滤波和功率放大。我们认为目前移动终端射频前端市场规模增长的核心驱动力为5G手机出货量提升带来的射频元器件需求增长,以及中长期维度下由5G向6G等通信制式进一步升级带来的单机搭载量提升。量方面,5G智能手机自2019年以来快速渗透。据Wind,2021年我国5G手机出货2.66亿台,占国内全年智能手机出货比重约78%(同比+23pcts),DIGITIMESResearch预计2022年中国市场5G手机的渗透率将达到86.7%。全球来看,DIGITIMES估计2021年5G手机出货量约5.3亿部,占全球智能手机出货比重的40%。Yole预计,随5G基站覆盖量进一步增加,叠加各家厂商5G手机价格进一步下沉,2023年全球5G手机出货量占比有望超50%,2024年全球5G智能手机出货有望突破8亿台,占全球智能手机出货比重近60%。平均单机价值量上看,据集微咨询测算,4G智能手机平均单机射频价值量的7-16美元(其中,入门级/中端/高端LTE机型价值量分别为0.9/7.9/18.25美金),5G智能手机提升至32-38美元(其中,中端5G机型/旗舰5GSub-6GHz机型/旗舰5G毫米波机型单机价值量约20/26/46美金)。根据YoleDevelopment的统计与预测,2019年移动终端射频前端市场为124亿美元,到2026年有望达到217亿美元,期间年均复合增长率将达到8.3%,其中预计发射端模组市场规模达94.82亿美元,接收端模组达33.39亿美元,分立滤波器达30.03亿美元,分立传导开关达9.06亿美元,天线开关达10.59亿美元,分立低噪声放大器达4.99亿美元。——通信基站:是提供无线覆盖和信号收发的核心环节,能够实现有线通信网络与无线终端之间的无线信号传输。根据YoleDevelopment的统计与预测,2021年通信基站射频前端市场为30亿美元,到2027年有望达到43亿美元,对应6年CAGR达6%。——无线连接:主要包括WiFi、蓝牙、UWB(超宽带)等应用场景,在万物互联、万物智联的时代,自动驾驶、远程医疗、智慧交通、智慧零售等多维场景和服务正提升无线连接需求。未来随4×4MIMO、Wi-Fi6E和Wi-Fi7进一步渗透,射频无线连接价值量有望进一步增加。根据Yole的统计与预测(Yole官网),2021年无线连接射频前端市场规模为27亿美元,到2026年有望达到43亿美元,对应5年CAGR达10%;其中,Yole预测WiFi、蓝牙、UWB对应的无线连接射频前端市场规模将由2021年的20亿美元提升至2026年的30亿美元,对应CAGR达8.4%。竞争格局:美日大厂领跑,国产替代空间充足市场竞争格局:美日大厂领跑射频前端市场,CR4市场份额占比约85%。据智研咨询援引Yole数据,全球射频行业由Skyworks、Qorvo、Broadcom、Murata等海外厂商占据主导,2020年市场份额分别为24%/21%/20%/20%,CR4合

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