AI射频行业市场分析报告

AI射频行业市场分析报告2020年8月目录射频PA是射频前端核心器件，决定无线通信质量的关键要素从手机、基站到物联网，万物互联时代射频PA市场广阔通信技术持续迭代，射频PA行业技术革新永不止步海外厂商拥有先发优势，国内厂商奋起直追前景可期龙头企业市场提示2射频模块是无线通信设备的核心模块图：手机射频架构无线通信主要是利用电磁波实现多个设备之间的信息传输。射频是可以辐射到空间的电磁频率,频率范围从300KHz～300GHz之间。射频模块是用于发射和/或接收两个装置之间的无线电信号的电子设备，是无线通信设备实现信号收发的核心模块。图：基站射频架构3资料来源：百度文库，市场研究部射频前端架构基本类似 图：基站射频架构射频前端包括接收通道和发射通道两大部分。一般由射频开关（Switch）、射频低噪声放大器(LNA,LowNoiseAmplifier)、射频功率放大器(PA，PowerAmplifier)、双工器(Duplexers)、射频滤波器(Filter)、天线调谐器(Antennatuners)等组成。图：手机射频架构资发射通道和接收通道工作原理◆发射通道是使用基带信号（语音、视频、数据或其他信息）去调制中频正弦波信号，然后中频信号再通过混频器往上搬移到所需的射频发射频率，通过功率放大器来增加发射机的输出功率并驱动天线将已调制好的载波信号变换成能够在自由空间传播的电磁波。◆接收通道是发射通道的逆过程，天线将在相对宽的频率范围内接收到来自很多辐射源的电磁波，带通滤波器将滤掉不需要的接收信号，随后低噪声放大器放大可能接收的微弱信号并使进入到接收信号中的噪声影响最小化，混频器将接收到的射频信号下变频到较低的频率，中频放大器将提升信号的功率电平以便于解调并得到信息。资料来源：射频微波电路设计，市场研究部5射频PA是决定通信质量的关键器件图：手机射频前端架构图功率放大器是能够向天线提供足够信号功率的放大电路，主要功能是将调制振荡电路所产生的功率很小的射频信号放大（缓冲级、中间放大级、末级功率放大级）并馈送到天线上辐射出去，是无线通信设备射频前端最核心的组成部分，其性能直接决定了无线终端的通讯距离、信号质量和待机时间（或耗电量），它也是射频前端功耗最大的器件。射频功率放大器在雷达、无线通信、导航、卫星通信、电子对抗设备等系统中有着广泛的应用，是现代无线通信的关键设备。资料来源：GlobalFoundries,市场研究部 6PA也是射频前端器件中价值量较大的器件手机目前仍然是射频前端最大的终端应用市场，在所有射频前端器件中，射频PA的价值量仅次于滤波器，是射频前端器件中价值量较大的器件。根据Yole的数据显示，2017年手机射频前端中射频PA市场规模约50亿美元，在整个射频前端中价值量占比34%，仅次于滤波器。图：手机射频前端各器件价值量占比（2017年）Antenna LNAstuners 2%Switches 3%7%PAs Filters34% 54%资料来源：Yole,市场研究部 7射频PA的核心是晶体管放大器的电路一般由晶体管、偏置及稳定电路、输入输出匹配电路等组成。功率放大器核心是利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控制作用将电源的功率转换成按照输入信号变化的电流，起到电流电压放大的作用。晶体管作为射频放大器的核心器件，它通过用小信号来控制直流电源，产生随之变化的高功率信号，从而实现将电源的直流功率转换成为满足辐射要求的功率信号。工程应用方面，提升PA性能的方法大多依赖工艺，以手机射频PA为例，目前主流工艺是采用第二代半导体材料砷化镓，由第一代半导体材料发展出的工艺技术（如CMOS、SOI和SiGe工艺）在无线通信技术发展过程中遇到瓶颈，通过设计来弥补工艺的不足难度很大，因此在整体的射频PA器件设计生产过程中工艺是基础。图：射频功率放大器工作原理8资料来源：百度文库,市场研究部射频晶体管发展出多种材料工艺图：射频晶体管制造工艺射频半导体主要经历了由第一代半导体到第三代半导体的三个阶段的发展，其制造工艺结构也经历了由基础的BJT、FET向更复杂的HBT、LDMOS和HEMT等的发展。表：射频半导体晶体管类型半导体材料晶体管类型SiSiBJTSiVDMOSSiLDMOSGaAsGaAsMESFETGaAsHBTInPInPPHEMTInPHBTSiGeSiGeHBTSiCSiCMESFETSiCLDMOSGaNHEMTGaNonSiCHEMT

射频晶体管制造工艺BJT FETHBT MOSFET MESFETVDMOS LDMOSHEMT M-HEMT9资料来源：射频功率放大器的设计研究，市场研究部不同材料的性能及成本差别较大资料来源：百度文库，市场研究部指标SiGaAsGaN材料分类第一代第二代第三代禁带宽度/eV1.11.423.49电子迁移率/（푐푚2/푉푠）150085002000饱和漂移速度/12.12.7（107cm/s）临界击穿场强/（MV/cm)热导率(W/cm﹒K)功率密度/（W/mm)工作温度/C175175600集成度较高，可与普通硅工艺较低，无法与普通硅较低，无法与普通硅工艺兼兼容工艺兼容容高频性能差高高成本最低较高最高工艺成熟度高中低产能稳定不稳定匮乏主要应用性能要求较低的射频前高频/高功率/高性能远距离信号传送或高功率级端芯片应用，如2G手机/领域射频前端芯片应别射频细分市场和军用电子领域，如基站/军用雷达/卫星通信不同工艺结构图BJT用电流控制，FET属于电压控制。HBT具有功率密度高、相位噪声低、线性度好等特点，GaAsHBT是目前手机射频PA主流工艺。硅基LDMOS器件被广泛用于基站的射频PA中。HEMT是FET的一种，近几年GaNHEMT凭借其良好的高频特性吸引了大量关注。图：BJT（双极结型晶体管）结构图 图：FET（场效应晶体管）结构图图：LDMOS结构图图：HBT（异质结双极型晶体管）结构图图：HEMT结构图11资料来源：百度文库，电子工程世界，市场研究部不同应用场景所需PA的性能指标不同按照应用场景分为大功率（基站等）和小功率（手机等）。基站PA的应用指标在于其高功率和高效率，而手机PA的应用指标则在于高线性度、低功耗和高效率。表：射频PA性能指标及说明指标定义说明输出功率分为最大瞬间输出功率和标准输出功其实质就是射频功率放大器能够以长时间安全率，常说的输出功率其实就是标准输工作且谐波失真能够在标准范围内的输出功率出功率也是额定输出功率最大值传输增益射频功率放大器输出功率与输入功率射频功率放大器的传输增益是衡量射频功率放的比值大器品质及性能好坏的一项重要指标线性指标包括1dB压缩点、IP3（三阶互调射频功率放大器一般采用非线性放大器，这是截点）、邻道功率比以及谐波等因为非线性放大器在效率指标上高于线性放大器效率与杂常采用PAE（功率增加效率）以及nc作为射频前端功耗最大的器件，效率指标直接散输出（集电极效率）等方法来衡量影响通信设备的综合效率；杂散输出与噪声会在当接收机和发射机采用不同频带工作时产生于接收机频带内，对其它邻道形成干扰。12资料来源：浅议射频功率放大器的研究，市场研究部不同应用场景下射频PA的竞争格局基站射频PA主要供应商有Freescale、NXP、Infineon等。2015年，NXP以约118亿美元的价格并购Freescale后将NXP自身的射频功率晶体管业务剥离卖给了北京建广资本，这部分剥离的业务后来成立了Ampleon（安谱隆）。手机射频PA主要供应商有Skyworks、Broadcom(Avago)、Qorvo等。图：2018年手机射频PA市场份额占比 图：2016年基站射频PA市场份额占比Murata others3% 4%Skyworks43%Infineon10%QorvoAmpleon20%25%13资料来源：Yole，ABIResearch,市场研究部不同材料工艺的PA产业分工略有不同普通硅工艺集成电路和砷化镓/氮化镓等化合物集成电路芯片生产流程大致类似，但与硅工艺不同的是化合物半导体制程由于外延过程复杂，所以形成了单独的磊晶产业。磊晶是指一种用于半导体器件制造过程中，在原有芯片上长出新结晶以制成新半导体层的技术，又称外延生长。以砷化镓为例，IQE、VPEC(全新)两家磊晶厂占据超过70%的市场份额。由于与Si材料性能差异较大，化合物晶圆制造中设备及工艺与硅有极大的不同，所以化合物半导体拥有自己独立的全套产业链。图：化合物半导体芯片产业链拉晶切外延生IC晶圆代封装测终端集片长设计工试成14资料来源：稳懋公告，市场研究部射频PA产业同时存在两种商业模式射频PA产业同时有IDM(IntegratedDeviceManufacture，垂直整合制造)模式和Fabless模式。IDM模式是指垂直整合制造商独自完成集成电路设计、晶圆制造、封测的所有环节。该模式为集成电路产业发展较早期最为常见的模式，但由于对技术和资金实力均有很高的要求，因此目前只为少数大型企业所采纳，历史成熟厂商Skyworks、Qorvo、Broadcom等均采用IDM模式。在Fabless模式下，集成电路设计、晶圆制造、封测分别由专业化的公司分工完成，此模式中主要参与的企业类型有芯片设计厂商、晶圆制造商、外包封测企业。随着技术的成熟和代工能力的兴起，代工模式占比也将提升，以手机射频PA为例，中国台湾厂商稳懋已经是砷化镓射频工艺非常成熟的代工厂。新晋厂商高通、卓胜微等优选Fabless，主攻IC设计，制造封测需求外部合作。图：射频PA产业两种商业模式IDM 垂直整合制造商 终端外包封终端测企业资料来源：稳懋公告，市场研究部

15目录射频PA是射频前端核心器件，决定无线通信质量的关键要素从手机、基站到物联网，万物互联时代射频PA市场广阔通信技术持续迭代，射频PA行业技术革新永不止步海外厂商拥有先发优势，国内厂商奋起直追前景可期龙头企业市场提示16到2035年5G将拉动12万亿美元的经济活动HIS发布的报告《5G经济：5G技术将如何助力全

图：5G拉动经济增长情况预测球经济》预测，未来5G技术将给全球经济带来12万亿美元的经济增长，而2020-2035年间5G技术带来的全球GDP增长量相当于一个印度的GDP。到2035年，5G价值链本身将创造3.5万亿美元经济产出，同时创造2200万个工作岗位，其中中国总产出9840亿美元，就业机会950万个，居全球首位。图：5G拉动产出与就业预测17资料来源：HIS，市场研究部5G应用场景18资料来源：Yole，市场研究部5G关键技术19资料来源：Yole，市场研究部5G新增高频频段5G新增频段主要划分为sub-6GHz和毫米波，sub-6GHz的全球主流频段主要包括n1/n3/n8/n20/n28/n41/n77/n78/n79等，国内5G网络的频段主要是中国电信（3400MHz-3500MHz）和中国联通（3500MHz-3600MHz）使用的n78频段、中国移动使用的n41（2515MHz-2675MHz）和n79（4800MHz-4900MHz）频段。除n41频段靠近4G频段外，n78、n79频段相对比4G频段属于更高的频谱。图：全球5G频段20资料来源：Qualcomm，市场研究部5G具有更大的带宽4G走向5G时另一个重大的变化是手机必须支持更大的带宽，提高带宽是实现以全新5G频段为目标的更高数据速率的关键。LTE频段不高于3GHz，单载波带宽仅为20MHz，到了5G时代，FR1的信道/单载波带宽高达100MHz，FR2的单载波带宽高达400MHz。图：4G与5G带宽对比图

中国电信、中国联通的5G频段n78带宽分别为100MHz；中国移动n79频段带宽为100MHz，n41频段带宽高达160MHz。图：国内三大运营商5G频段带宽运营商5G频段带宽5G频段号中国移动2515MHz-2675MHz160MHzn414800MHz-4900MHz100MHzn79中国电信3400MHz-3500MHz100MHzn78中国联通3500MHz-3600MHz100MHzn7821资料来源：Qorvo，搜狐网，市场研究部智能手机市场规模大，5G将刺激换机Yole数据显示，2018年全球智能手机销售额4220亿美元（约合3万亿元人民币），以出货量14亿部计算，智能手机平均售价达到301美元（约合2000元人民币）。爱立信数据显示，2018年全球智能手机存量50亿部，预计到2024年全球智能手机存量将达到72亿部。2018、2019全球智能手机出货量同比均出现下滑，我们判断主要原因是智能手机阶段性创新乏力、性能过剩导致的换机周期拉长，手机市场急需新动力。5G将有望刺激消费者换机，为市场增长注入动力。根据市场调研机构StrategyAnalytics近日发布的最新报告称，全球5G手机需求2020年一季度大涨，其今年首季出货量，超过去年的1870万台至2410万台。图：全球智能手机出货量16 5%3.30%15.071514.881.30%14.414.3114.1314-1.30%13 -5%2016

0%-5%2资料来源：StrategyAnalytics，市场研究部5G全网通手机至少要新增3大频段2018年12月中国三大运营商获得n41、n78、n79三个频段；工信部规定手机满足携号转网，实现全网通功能，新的5G手机不仅要向下兼容2G、3G、4G，也要兼容5G全部频段。23资料来源：Qorvo，市场研究部4G时代的1T2R，1路发射、2路接收典型的4G手机需要支持约40个频段，如B1、B3、B5、B8、B38、B41等，每个频段都需要有1路发射和2路接收。发射通路上需要滤波器、功率放大器、开关等，接收通路需要开关、低噪放、滤波器等器件。图：4G时代1T2R示意图24资料来源：英飞凌，市场研究部部分频段的射频前端可以共用在4GLTE频段划分中，有部分频率相近或重合的频段，可以形成射频前端器件共用，业界通常将4G频段划分为低频（698~960Mhz）、中频（1710~2200MHz）和高频（2400~3800MHz），相应的，对应射频前端器件可以形成低频模组、中频模组和高频模组。图：4G手机射频架构25资料来源：RESONANT，市场研究部5G新增频段，且SA模式要求2T4R归根结底，由于5G增加了新频段，支持新频段就需要增加配套的射频前端芯片。简化来看，射频发射通路主要是PA和滤波器，接收通路主要是LNA和滤波器，其他如射频开关、RFIC、电阻、电容、电感均为核心芯片的配套。图：5G手机射频架构图：简化示意图26资料来源：RESONANT，市场研究部手机射频PA单机用量大幅增加新增一个频段将会增加2颗PA的使用量，新增三个频段大概增加6颗左右的PA芯片，4G多模多频手机需要5-7颗PA，预测5G多模多频手机内的PA芯片最多或将达到16颗。图：3G、4G、5G手机射频前端器件大幅度增多27资料来源：MWRF，市场研究部射频PA市场增长稳定根据QYRElectronicsResearch数据，2011-2018年，全球射频功率放大器的市场规模从25.33亿美元增长至31.05亿美元，年均复合增长率2.95%；预计至2023年，市场规模将达35.71亿美元。PA市场整体增速较其他射频前端芯片增速低，主要是因为高端4G和5GPA市场将保持增长，但是2G/3GPA市场将会逐步衰退。图：2011~2023年PA市场空间（亿美元）403635313025252015105201128资料来源：QYR，市场研究部手机射频PA模组市场有望超百亿美元由于射频前端模块化是大势所趋，且射频PA是主动元器件，是射频前端功耗最大的器件，决定了手机通信质量，因此射频PA厂商往往主导了PA模组的市场。根据YoleDevelopment的统计与预测，2018年射频前端市场为150亿美元，并将以8％的年均复合增长率增长，到2025年有望达到258亿美元。其中，功率放大器模组市场规模预计104亿美元，接收模组预计29亿美元，WiFi连接模组预计31亿美元，天线模组预计13亿美元，分立滤波器及双工器等预计51亿美元，分立射频低噪声放大器及普通开关预计17亿美元，天线调谐开关预计12亿美元。图：2017~2023年智能手机射频前端市场29资料来源：Yole，市场研究部理论上5G基站覆盖范围低于4G基站基站电磁波的自由空间损耗可以从FriisTransmissionEquation(弗林斯传输方程)得到电磁波波长与传输距离成正比，也即是电磁波频率与传输距离成反比。理论上，当其他条件相同时，频率越高基站覆盖范围越小，也即是5G基站覆盖范围理论上低于4G基站。通过采用3DMIMO技术提升天线增益以提升下行覆盖和下行用户体验，使得下行覆盖可以接近4G，不过考虑到终端（手机等）功率限制，上行链路是扩大覆盖的瓶颈。图：3DMIMO技术图：FriisTransmissionEquation30资料来源：Qualcomm，市场研究部GIV预测2025年全球将有650万个5G基站31资料来源：华为giv@2025，市场研究部中国基站建设数量全球领先2019年，全国净增移动电话基站174万个，总数达841万个，其中4G基站总数达到544万个。中国4G的基站数量占到全球4G基站数量的一半以上。中国5G基站建设在全球占比有望延续4G的格局。根据赛迪顾问的数据显示，到2020年底，全球5G商用网络将从2019年的60个增至170个，基站会从2019年的50万个增长到150万个，全球5G用户预计将会从1000多万增至2.5亿，而中国将占全球整个5G基站建设的50%以上，在用户的发展数量上占世界的70%以上。图：部分省份2020年5G基站建设目标图：2014~2019年中国4G基站建设数量（万个）90084180070066761955960054450046640035137232830026320017710002014资料来源：工信部，中商产业研究院，市场研究部

省份2019年已建2020年目标广东3.6万个新建6万个浙江1.57万个新建5万个山东1万个新建3万个重庆2万个新建3万个广西2500个建成2万个以上北京1.74万个建成3万个以上上海1.6万个建成2万个辽宁3000个深圳5450个建设约3万个湖南2000个完成超1万个河北-建设1万个32福建-建成1万个宏基站单站PA使用量大幅度提升根据《中国联通5G基站设备技术白皮书》，对于6GHz以下频段，AAU设备主要包括64T64R、32T32R、16T16R三种类型，这三种类型设备主要区别在于设备收发通道数的差异。相对比4G基站采用4T4R方案，收发通道数大幅度增加，每一个收发通道对应一个射频单元，5G宏基站单站射频PA使用量对比4G基站有大幅度提升。图：基站每个收发通道对应一个射频单元图：中兴通讯Pre5GMassiveMIMO2.033资料来源：51CTO，搜狐，市场研究部基站射频市场未来几年有望翻番由于基站建设呈现一定的周期性，因此基站射频市场也相应的呈现一定的周期性。根据赛迪顾问的数据显示，中国基站射频市场规模有望从2020年的不到50亿元增长到2023年的超过110亿元，整体市场份额增长超过一倍，之后每年的市场份额将逐年下降。图：基站射频子系统构成 图：2020-2027年中国5G细分环节市场规模预测（亿元）34资料来源：知乎，赛迪顾问，市场研究部5G时代室内流量占比高达80%5G技术将广泛用于智慧家庭、远程医疗、远程教育、工业制造和物联网领域，具体包括千兆级移动宽带数据接入、3D视频、高清视频、云服务、增强现实（AR）、虚拟现实（VR）、工业制造自动化、紧急救援、自动驾驶、现代物流等典型业务应用。其中，高清视频、AR、VR、远程医疗、工业制造自动化、现代物流管理等主要发生在建筑物室内场景。图：室内不同应用场景流量占比

图：5G应用场景2019中国无线电大会上，中国铁塔通信技术研究院无线技术总监邹勇发表演讲表示，相比4G时代的70%，5G时代室内流量占比高达80%，包括语音、AR\VR等应用，对网络时延提出了更高要求。而5G的频段非常高，传播损耗、穿透损耗都很大，难以从室外传到室内。因此解决室内信号覆盖是5G时代需要重点解决和发展的一个方向。 35资料来源：室内5G网络白皮书，市场研究部小基站预计将迎来发展时机图：室内网络运营平台4T4R以上的室内数字化分布基站有望得到部署。根据工信部通信科技委常务副主任韦乐平在2019中国光网络研讨会上的预测2021到2027年国内将建设数千万级小基站。图：宏微协同下的组网结构 图：微微协同下的组网结构36资料来源：室内5G网络白皮书，5G超密集组网技术研究，市场研究部Wi-Fi网络建立了分布式连接架构Wi-Fi全称为wirelessfidelity,在无线局域网的范畴是指“无线相容性认证”，实质上是一种商业认证，同时也是一种无线联网的技术。Wi-Fi主要定位成小范围、热点式的覆盖，工作在2.4GHz或5GHz两个未授权频段。Wi-Fi标准由IEEE标准协会制定。Wi-Fi网络建立了分布式连接架构，使Wi-Fi能承载绝大部分无线流量，并在住宅内、建筑物内、设备密集的室外区域等提供宽带连接。Wi-Fi已成为当今世界无处不在的技术，为数十亿设备提供连接，也是越来越多的用户上网接入的首选方式，并且有逐步取代有线接入的趋势。资料来源：IT百科，搜狐网，市场研究部Wi-Fi技术不断发展以满足更多需求随着视频会议、无线互动VR、移动教学等业务应用越来越丰富，Wi-Fi接入终端越来越多，IoT的发展更是带来了更多的移动终端接入无线网络，甚至以前接入终端较少的家庭Wi-Fi网络也将随着越来越多的智能家居设备的接入而变得拥挤。因此Wi-Fi网络仍需要不断提升速度，同时还需要考虑是否能接入更多的终端，适应不断扩大的客户端设备数量以及不同应用的用户体验需求。

表：Wi-Fi标准发展时间标准频段最大传输命名1997年802.112.4GHz2Mbps1999年802.11b2.4GHz11Mbps1999年802.11a5GHz54Mbps2003年802.11g2.4GHz54Mbps2009年802.11n2.4GHz和540MbpsWi-Fi45GHz2013年802.115GHz1.73GbpsWi-Fi5acwave12015年802.11ac5GHz3.47Gbpswave22019年802.11ax2.4GHz和9.6GbpsWi-Fi65GHz为适应新的业务应用和减小与有线网络带宽的差距，每一代802.11的标准都在大幅度的提升其速率。38资料来源：百度文库，华为WIFI6技术白皮书，市场研究部Wi-Fi6性能全面提升Wi-Fi6是新一代802.11ax标准的简称，核心技术包括OFDMA频分复用技术、DL/ULMUMIMO技术、更高阶的调制技术(1024QAM)、空分复用技术SRBSSColoring着色机制、扩展覆盖范围（ER）等，支持2.4GHz频段，具有目标唤醒时间（TWT）功能。Wi-Fi6连接数翻倍，传输速率最高可达9.6Gbps，低时延，更低功耗。于2019年Q3正式开启认证计划。802.11ax设计之初就是为了适用于高密度无线接入和高容量无线业务，比如室外大型公共场所、高密场馆、室内高密无线办公、电子教室等场景。根据预测，到2020年全球移动视频流量将占移动数据流量的50%以上，其中有80%以上的移动流量将会通过Wi-Fi承载。图：不同WI-FI标准下应用场景39资料来源：华为WIFI6技术白皮书，市场研究部Wi-Fi6渗透率持续提升IDC在3月4日发布《2019年第三季中国WLAN市场季度追踪报告》显示，WLAN市场整体规模仍处平稳增长趋势，其中Wi-Fi6在去年第三季开始从一些主流厂商陆续登场，首次登场的Wi-Fi6产品在去年第三季便有470万美元的销售规模。IDC预计，今年Wi-Fi6将在无线市场中大放异彩，仅在中国市场的规模就将接近2亿美元。IDC预测国内到2023年Wi-Fi市场规模将超过12亿美元，Wi-Fi6将在未来几年快速渗透。图：2014-2023年中国网络无线市场规模预测40资料来源：IDC，市场研究部目录射频PA是射频前端核心器件，决定无线通信质量的关键要素从手机、基站到物联网，万物互联时代射频PA市场广阔通信技术持续迭代，射频PA行业技术革新永不止步海外厂商拥有先发优势，国内厂商奋起直追前景可期龙头企业市场提示415G给射频PA设计带来了更大难度5G除了新频段增加射频PA的用量外，由于手机轻薄化趋势下留给各器件的空间越来越小，如何在更小的空间里面增加更多的PA、LNA等是一个很大的挑战；多天线导致后端插损更大，因此PA需要更高的功率；PA是大信号电路，带宽越大对设计的要求越高，带宽从20MHz提升到100MHz是一个量级的提升，PA设计上需要进行升级。图：5G给射频前端带来的挑战42资料来源：集微网，市场研究部射频PA的工艺及演进图：射频PA工艺演进◆目前射频PA的常见工艺有GaAs、SiGeBiCMOS、CMOS和RF-SOI。GaAs具有射频性能好、击穿电压高等优势，但成本高、难于集成，未来发展方向主要在于开发更大尺寸晶圆技术降低制造成本。其他三者均是以硅为基础的半导体工艺，具有集成度好、成本低等优势，但材料性能局限明显。◆四者优劣势及发展方向见下表：工艺优势劣势发展方向GaAsRF性能好、击穿电压高成本高、难于集成开发200mm晶圆技术，更大的尺寸将降低制造成本SiGeBiCMOS高频特性好、集成度高、截止频率与击穿电压过低，提高截止频率和击穿电压，降低功良率和成本优势功率消耗较高耗CMOS低成本、高集成度高噪声、低绝缘度与Q值、改短期在对性能不十分苛求的市场领善性能将增加制程成本、功域依靠成本优势开拓市场，长期需放面积与GaAs比过大要CMOSPA架构重大的突破和创新RF-SOI功耗、易于集成在击穿电压方面面临挑战提升它们的击穿电压，以实现好的线性度和大信号处理能力43资料来源：GLOBALFOUNDRIES，市场研究部砷化镓仍将是手机端PA的主流工艺SiCMOSPA存在低崩溃电压、高频损耗、讯号隔离度不佳、低输出功率密度等缺点。GaN特性参数虽然好，但目前成本高，需要较高电压驱动，智能手机驱动电压较低导致GaNPA的性能打折。其他SiGe、BiCMOS、RF-SOI短期内都需要进一步突破性能局限。GaAs具有载波聚合和多输入多输出（MIMO）技术所需的高功率和高线性度，因此未来一段时间将维持GaAs材料工艺主导的格局。据StrategyAnalytics之研究报告中指出，2018年全球砷化镓元件市场(含IDM厂之组件产值)总产值约为88.7亿美元。图：2013~2018年全球砷化镓元件总产值及增长情况（亿美元）10016%15.03%88.388.781.582.18074.212%64.5609.23%9.80%7.52%8%40200201744资料来源：StrategyAnalytics，市场研究部通信领域目前是砷化镓工艺主战场相对比硅半导体，砷化镓半导体具有高频、抗辐射、耐高电压等特性，因此广泛应用在主流的商用无线通讯、光通讯以及先进的国防、航空及卫星用途上，其中无线通讯的普及更是催生砷化镓代工经营模式的重要推手。砷化镓具有不同于硅等其他半导体之晶圆代工技术、设计流程与验证模式。在砷化镓的晶圆尺寸上，六寸晶圆是目前主流尺寸。图：砷化镓终端应用市场占比30%60%10%通信领域 国防与航空航天领域 其他资料来源：前瞻经济学人，市场研究部

45砷化镓半导体拥有独立的全套产业链与硅材料大规模集成电路制造不同，砷化镓微波功率半导体多为分立器件，制造工艺相对简单。另一方面，由于材料性能差异较大，砷化镓晶圆制造中设备及工艺与硅有极大的不同。所以砷化镓半导体拥有自己独立的全套产业链。砷化镓器件制备包括拉单晶、外延、设计、晶圆代工和封装测试环节。图：砷化镓半导体制造流程资料来源：百度文库，市场研究部

46砷化镓单晶生长工艺从20世纪50年代开始就开发出了多种砷化镓单晶生长方法。目前主流工业化生长工艺包括：液封直拉法（LEC）、水平布里其曼法（HB）、垂直布里其曼法（VB）以及垂直梯度凝固法（VGF）等。住友电气、费里博格和AXT等龙头厂商以VGF/VB/LEC工艺为主。日本住友电气GaAs单晶生产以VB法和LEC法为主，德国费里博格以VGF和LEC法为主，而美国AXT则以VGF法为主。表：砷化镓衬底主流生长工艺对比大类工艺特点LECHBVGFVB工艺低位错差好很好很好水平位错均匀性差中等好好长尺寸好差好好大直径好差好好监控可观察可观察不可观察不可观察生产直径（英寸）3、4、62、32、3、4、5、62、3、4、5、6水平生产规模批量生产批量生产批量生产批量生产优缺优点可靠性高，容易生长位错密度比LEC砷化镓单晶适合生长超低位错既可以生长低阻砷点较长的大直径单晶，的位错密度低一个数量级以的砷化镓单晶化镓单晶，也可以晶体碳含量可控，晶上生长高阻半绝缘砷体的半绝缘特性好化镓单晶缺点化学剂量比较难控制、难以生长非掺杂的半绝缘砷晶体生长过程中无晶体生长过程中无热场的温度梯度大化镓单晶，所生长的晶体界法观察与判断晶体法观察与判断晶体（100~150K/cm）、面为D形，在加工成晶体过的生长情况，同时的生长情况，同时晶体的位错密度高达程中将造成较大的材料浪费。晶体的生长周期较晶体的生长周期较长长47资料来源：前瞻经济学人，知乎，市场研究部砷化镓基板主流生长工艺图示图：液封直拉法（LEC） 图：水平布里其曼法（HB）图：垂直布里奇曼法（VB）图：垂直梯度凝固法（VGF）48资料来源：知乎，市场研究部GaAs单晶衬底市场三厂商主导全球半绝缘GaAs单晶衬底市场方面，根据SemiconductorTODAY数据，目前全球半绝缘单晶GaAs衬底市场集中度高达95%，日本的住友电气（SumitomoElectric）、德国费里伯格（FreibergerCompoundMaterials）以及美国的AXT公司占据了95%以上的市场份额。图：三厂商占据GaAs单晶衬底市场95%以上份额其他,5%Freiberger、AXT、Sumitomo合计,95%49资料来源：SemiconductorTODAY，市场研究部砷化镓外延过程复杂形成单独环节外延是指一种用于半导体器件制造过程中，在原有芯片上长出新结晶以制成新半导体层的技术。此技术又称外延成长（EpitaxialGrowth），或指以外延技术成长出的结晶，有时可能也概指以外延技术制作的晶粒。外延技术可用以制造硅晶体管到CMOS集成电路等各种组件，尤其在制作化合物半导体例如砷化镓外延晶圆时，外延尤其重要。外延成长技术大致有几种：化学气相沉积、分子束外延技术、液相外延或称液态外延（LPE）、固相外延（SPE）。其中，分子束磊晶法（MBE）及化学气相沉积法（MOCVD）是目前仅存的关键且成熟的Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体磊晶代工技术。两种技术各有其特殊且不可取代的优点。磊晶片厂商主要有英商IQE、台商VPEC（全新光电）、日商SumitomoChemicals、台商IntelliEPI（英特磊）。其中，SumitomoChemicals和全新光电皆为MOCVD厂商，英特磊是MBE厂商，IQE两种技术都有。图：全球砷化镓磊晶厂市场份额（2018年）IntelliEPI 其他,2%,6%SumitomoChemicals,13%IQE,54%VPEC,25%资料来源：StrategyAnalytice，市场研究部

50图：分子束磊晶法（MBE）分子束磊晶法及化学气相沉积法MBE成长条件是透过元素加热方式，藉由超高真空环境的腔体，将所需磊晶元素加热升华形成分子束，当分子束接触基板后，就可以形成所需磊晶结构。MOCVD成长条件是由气相方法进行，透过氢气或氮气等特定载气引导，使三族和五族气体均匀混合后，再导入反应腔体中，接着透过适当的反应温度（400~800度），让气体裂解并成长于基板上。从量产速率来看，MOCVD为气相方式导入反应腔体，其速度较MBE快1.5倍；但以磊晶品质来说，由于MBE可精准控制分子束磊晶成长，因此比MOCVD有更佳结果。图：化学气相沉积法（MOCVD）资料来源：维基百科，百度，市场研究部代工成熟，稳懋是砷化镓最大的代工厂以砷化镓晶圆代工市场而言，2018年代工市场规模为7.47亿美元，其中稳懋2018年市占率为71.1%，为全球第一大砷化镓晶圆代工半导体厂商。AWSC（宏捷科技）、GCS（环宇通讯半导体，主要运营在美国）合计占有17.1%的市场份额。这三家代工厂合计占有88.2%的市场份额。图：砷化镓代工市场格局（2018年）OthersQorvo（2%） （9.8%）GCS（8.4%）AWSC（8.7%）WIN（71.1%）52资料来源：StrategyAnalytics，稳懋公告，市场研究部砷化镓产业链图：砷化镓产业链IDM

Skyworks、Qorvo、Broadcom、Lumentum终端II-VI、FinisarFabless 上游 中游 下游 终端基板：Freiberger、AXTInc.、Sumitomo磊晶片：IQE、VPEC、SCIOCS、Sumika、英特磊、聯亞IC设计：高通、联发科、立積、华为海思、卓胜微等

晶元制造：WINSemi.(穩懋)、AWSC(宏捷)、GCS(環宇)、Wavetek(聯穎)

•封装：Tong •手机射频前端、Hsing、 基站等LingsenPrecision测试：GigaSolution(全智)、ASE(日月光)、Sigurd(矽格)、KingYuan(京元電)资料来源：稳懋公告，市场研究部53射频芯片：分立式和模组射频前端模组是将射频开关、低噪声放大器、滤波器、双工器、功率放大器等两种或者两种以上的分立器件集成为一个模组，从而提高集成度与性能并使体积小型化。根据集成方式的不同可分为DiFEM（集成射频开关和滤波器）、LFEM(集成射频开关、低噪声放大器和滤波器)、FEMiD（集成射频开关、滤波器和双工器）、PAMiD（集成多模式多频带PA和FEMiD）等模组组合。持续增加的射频前端器件数量和PCB板可用面积趋紧之间的矛盾促进射频前端模组化发展，越来越多的分立式射频前端芯片通过SiP技术封装在同一颗大芯片里面。从Broadcom的发展来看，2007~2010年主要是分立的射频前端器件，2011~2013年是单颗PA模组，2014年以来持续升级，已经实现多频段PA模组整合。与此同时，Skyworks、Qorvo、村田、高通等射频前端芯片大厂均已推出多品类射频前端模组产品。图：Broadcom射频前端器件演进54资料来源：Broadcom，市场研究部射频芯片：分立式和模组据YoleDevelopment的统计与预测，分立器件与射频模组共享整个射频前端市场。2018年射频模组市场规模达到105亿美元，约占射频前端市场总容量的70%。到2025年，射频模组市场将达到177亿美元，年均复合增长率为8%；2018年分立器件市场规模达到45亿美元，约占射频前端市场总容量的30%。到2025年，分立器件仍将保留81亿美元的市场规模。图：2018-2025年射频前端芯片分立式和模组的市场规模对比（百万美元）3000025000200001774515000151661618617112136911245010000113961047350007392809945270分立式 模组资料来源：Yole，市场研究部

55不同射频器件可构成不同模组射频前端模组按集成器件不同大致分为：L-PAMiF（PA、LNA、开关、滤波器等高集成度模块）、PAMiD（带集成双工器的功率放大器模块）、PAM（功率放大器模块）、RxDM（接收分集模块）、ASM（开关复用器、天线开关模块）、FEM（射频开关、滤波器）、天线耦合器（多路复用器）、LMM（低噪声放大器-多路复用器模块）、MMMBPA（多模、多频带功率放大器）和毫米波前端模组。其中L-PAMiF、PAMiD等都是高集成度模组。图：慧智微n77/n79双频L-PAMiF芯片 图：村田的PAMiD模组（虚线内）56资料来源：慧智微官网，Murata官网，市场研究部接收模组（FEM）接收模组主要指承担下载功能的射频模组，不含PA。以手机为例，与基站通信的过程中，分为上行（上传）和下行（下载），手机上传数据需要手机PA将信号放大，基站处于接收状态；下载数据需要基站方面的PA将信号放大，手机处于接收状态。接收模组主要是射频开关、滤波器、LNA等芯片产品的排列组合。据YoleDevelopment数据，预计射频前端接收模组市场空间将从2018年的25亿美元增长到2025年的29亿美元，年均复合增长率为2%。图：小米10中用到的接收模组 图：2018-2025年接收模组市场空间（亿美元）3029292827262525242357资料来源：Techinsights，Yole，市场研究部功率放大器模组（PAM）功率放大器模组主要指承担上传信号功能的射频模组，包含PA。以手机为例，与基站通信的过程中，分为上行（上传）和下行（下载），手机上传数据需要手机PA将信号放大，基站处于接收状态；下载数据需要基站方面的PA将信号放大，手机处于接收状态。功率放大器模组主要是射频开关、滤波器、PA等芯片产品的排列组合。以Qorvo某款M/HBPA模组为例，在一颗大SiP封装内，包含有12个滤波器、3个PA、1个控制芯片、1个天线开关和3个射频开关。据YoleDevelopment数据，预计功率放大器模组模组市场空间将从2018年的60亿美元增长到2025年的104亿美元，年均复合增长率为8%。图：射频滤波器原理图 图：2018-2025年功率放大器模组市场空间（亿美元）1201041008060604020058资料来源：Qorvo，Yole，市场研究部AiP模组（毫米波天线模组）由于毫米波频率高，传输损耗大，因此天线和射频前端集成化，典型设计上，将毫米波天线与毫米波芯片封装在一起，业内称之为AiP（antenna-in-package）。现阶段美国5G网络主推毫米波建设，三星美国版搭载AiP模组支持美国5G频段。预计2020年iPhone新品美国版本同样需要配置AiP模组。据YoleDevelopment数据，AiP模组于2019年开始产生销售，主要是美国市场，预计到2025年市场空间将达到13亿美元，年均复合增长率为68%。图：AiP模块构成141210864

图：2019~2025AiP模组市场空间（亿美元）130.62019资料来源：卓胜微，Yole，市场研究部 59WiFi模组WiFi功能是智能手机的必备，最新一代标准为WiFi6，小米10、华为P40、iPhoneSE2代等2020年新上市手机全面支持。每一次标准升级都会带动相关芯片创新和价值量提升，随着WiFi6新标准的普及渗透，据YoleDevelopment数据，预计WiFi模组市场规模将从2018年的20亿美元增长到2025年的31亿美元，年均复合增长率为6%。图：iPhoneSE主板，黄色框为USI图：2018~2025WiFi模组市场空间（亿美元）339S00648WiFi/蓝牙SoC，支持最新WiFi635313025202015105资料来源：Yole，市场研究部 60不同频段射频前端模组演进早期低、中、高频段的射频器件分别封装在三个独立模块中，后来低频频段扩展到600MHz，中频和高频模块合并，并增加了超高频模块，随着发展，毫米波模块也将加入。图：不同频段射频前端模组演进61资料来源：Yole，市场研究部更高集成度模组是5G射频方案核心目前市场上主流的射频前端方案有MTKPhase7与高通7250，MTKPhase7支持高集成双频方案，因此所需芯片数量比高通7250射频方案少。总体来看，5G射频方案核心是n78（77）/79双频L-PAMiF模组，原因是5G射频方案包括更高集成要求、更高功率、更高频率、更大带宽、更高散热要求。图：OPPOReno3拆解（联发科天玑1000L）图：MTKPhase7与高通7250射频前端方案对比资料来源：集微网，市场研究部高集成度模组对SiP封装有更高要求更高集成度的模组也需要更先进的SiP封装技术，从单面SiP技术到双面SiP技术的应用，封装的难度越来越高。图：手机射频前端模组封装发展趋势资料来源：Yole，市场研究部GaN射频PA将迎来发展机遇图：不同半导体材料器件特性

由于5G新频段2.6GHz、3.5GHz、4.9GHz均高于4G频段,对于射频PA器件性能要求更高；GaN材料具有优异的高功率密度和高频特性，GaNHEMT具有高击穿电压、高功率密度、大带宽和高效率等优势；硅基LDMOS工艺的极限频率不超过3GHz；GaAs功率放大器虽能满足高频通信需求，但输出功率比GaNHEMT低很多；宏基站端，GaN射频PA将有望取代硅基LDMOS工艺；小基站对于输出功率要求不高，GaAs器件工艺有望发挥其高频优势及成本优势。64资料来源：Yole，市场研究部GaNHEMT器件结构GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）是氮化物电子器

图：GaNHEMT器件结构件的主流结构,该结构利用高电导率二维电子气实现强大的电流驱动,同时保持了氮化物材料的高耐压能力。HEMT是三端电压控制器件，它有三个电极，分别是栅极、源极和漏极。栅极通常是肖特基接触电极，源极和漏极是欧姆接触电极。通过调节外加栅极电压(相对于源极)，可以调控沟道中的二维电子气(2DEG)密度，从而实现栅极电压和漏极电压对漏极电流(输出电流)的控制。图：GaN器件不同应用场景主流工艺主流工艺 挑战者65资料来源：Yole，市场研究部不同衬底的GaN技术GaNonSiCGaNonSi

更高的功率密度、更好的热传导性、更高的输出功率、可适用更高的频段、产能在高达80GHz的频率下实现最大效率，适用于毫米波通信，但工艺复杂，目前成本太高，产能有限更低的成本、相对简单的工序、可随Si晶元衬底往更大尺寸发展、在现有SiCMOS工艺基础上稍作改进即可生产、产能充足，在高达GHz的工作频率下具备明显优势极限频率，对比SiLDMOS,有效功率可超过70%，降低整体功耗，能量密度高、可靠性高，但存在高晶格失配和高热膨胀系数失配等问题66资料来源：Macom，市场研究部不同衬底的GaN技术适用不同场景硅基和碳化硅基衬底的氮化镓技术由于性能、成本等差异而或将适用于不同的场景，GaN-on-SiC由于具备优良的物理特性等，将主要致力于不断提高器件性能，未来有望在基站、国防等领域发挥重要作用。图：GaN-on-SiC与GaN-on-Silicon适用场景而GaN-on-Si由于具备相对较低成本的潜力，未来将有望在对于成本相对敏感的领域成为潜在的竞争者。比如射频能量领域。目前来说在基站侧，更多的还是采用GaN-on-SiC技术。67资料来源：Yole，市场研究部GaN射频器件制备工艺及难点典型的GaN射频器件的加工工艺主要包括如下环节：外延生长-器件隔离-欧姆接触（制作源极、漏极）-氮化物钝化-栅极制作-场板制作-衬底减薄-衬底通孔等环节。碳化硅衬底最大的问题是晶片的生产问题，生长高质量、大尺寸碳化硅单晶难度大，且碳化硅为层状结构易于解理，加工性能较差，容易在衬底表面引入台阶状缺陷，影响外延层质量。GaN-on-SiC的主流芯片是6英寸的，虽然早在2015年业界已经成功将GaN生长在8英寸的SiC上，但是良品率不高使得成本居高不下，依然不如6英寸的。这也是导致GaN-on-SiC成本劣势的一个主要原因。图：GaN射频器件制备工艺流程

氮化镓封装成本高，建设封装产线的投入也很大。材料结构与工艺密切相关，而工艺又决定了产品最终的电学性能，材料、设计、制造与封测一体相关，所以目前氮化镓行业基本以IDM为主导。另外，从无到有建设一条能量产出货的氮化镓产线的周期也较长，从拿地到完成厂区设计及建设，然后可以进设备，设备进厂后工艺走通实现量产，然后到产品可靠性稳定，最后是终端客户认证，加总起来时间或将超过5年，具有较高的门槛。68资料来源：材料深一度，市场研究部GaN产业链衬底外延设计制造封测GaN:Sumitomo,MitsWinubishi,Furukawa,KGCSyma,OromisOMMICSiC:Cree,II-SumitomoChemMarfinisarII-VI大VI,DowIQEQualcommNXPASE陆Corning,Rohm,NippAllosGaNSystemFiltroniconSteelSiltronicOromisST以Si:Shin-III-VLab外Etsu,GlobalDiamondmicrowaveWafer,SitronicIDM:Qorvo,Wolfspeed,Hittite,Infineon,ADI,MACOM,RFHIC,UMSGaN:苏州纳维，东莞中镓安普隆三安集成SiC:山东天岳，天苏州晶湛长电科技海思半导体海威华芯科合达苏州能讯华天科技中兴微电子益丰电子Si:重庆超硅，宁夏银和，天津中环IDM:中电科13所，中电科55所，中科院微电子所，苏州能讯，益本电子，凝慧电子69资料来源：材料深一度，市场研究部氮化镓RF市场有望实现快速增长根据Yole2019年最新的预测，射频GaN业务将从2018年的6.32亿美元增长到2024年的20亿美元，期间CAGR高达21%，增长主要由通信和国防拉动。图：氮化镓射频器件在不同应用场景下的市场预测70资料来源：Yole，市场研究部目录射频PA是射频前端核心器件，决定无线通信质量的关键要素从手机、基站到物联网，万物互联时代射频PA市场广阔通信技术持续迭代，射频PA行业技术革新永不止步海外厂商拥有先发优势，国内厂商奋起直追前景可期龙头企业市场提示71行业整合持续，重点公司寻求全品类供应射频器件本质上是半导体器件，4G普及高峰过后，射频器件厂商成长性衰退，2014年以来，射频器件厂商收购兼并持续进行，产业链呈现寡头竞争格局，竞争门槛不断提高。整合的方向包括功放和滤波器厂商合并、基带和射频前端厂商合并、硅基功放厂商被合并。表：全球射频厂商通过合并整合强者越强时间 事件 背景2012年muRata收购Renesas的瑞萨拥有以硅实现多模多频型PA的要素技术，拥有以Si-LDMOS工艺实现PA的技术手机用PA事业部2013年RFMD收购Amalfi半导体 Amalfi为入门级手机提供RF和混合信号芯片，拥有在RFCMOS技术上的RF和混合信号特长2014年RFMD和TriQuint合并为两家公司实现了在功率放大器、电源管理、天线控制、开关以及优质滤波器等领域的优-Qorvo势互补是、微波和毫米波应用高性能集成电路、模块等领域设计公司及制造商Murata收购PeregrinePeregrine专注于射频前端的美国公司，射频SOI（绝缘体上硅）技术创始人Qualcomm收购BlackSand发布了全球首款3GCMOSPA，并将效率做到39%BlackSand紫光集团收购RDARDA主要从事射频和混合信号芯片的设计、开发、和销售。2018年展讯通信和锐迪科微电子正式合并紫光展锐NXP118亿美元并购Freescale是世界上最早的半导体公司之一，收购后NXP保留原属于飞思卡尔、技术实力Freescale更强的RF部门，并将自己的RF功率部门剥离，即是后来的Ampleon2016年Avago370亿美元收购博通是有线和无线通信半导体解决方案的全球领导者和创新者，全球最大的Wi-Fi芯片制Broadcom 造商Skyworks收购RFaxis RFaxis提供的集成且具有成本效益的CMOSRF前端集成电路技术与SiliconLabs的芯片Qualcomm与TDK联手成结合TDK在微米声波RF滤波、封装、以及模组整合等方面的技术，导入高通在先进无线技立RF360 术方面的专长，提供完全集成射频解决方案。2019年高通收购RF360剩余股权并控股。2017年MTK收购络达 络达做蓝牙，射频PA器件2019年MTK入股Vanchip MTK宣布解散络达PA部门，未来手机PA产品的开发将交由Vanchip负责资料来源：百度，市场研究部总体而言，海外寡头占据绝对份额全球射频前端芯片市场主要被Murata、Skyworks、Broadcom、Qorvo、Qualcomm等国外领先企业长期占据。根据YoleDevelopment数据，2018年，前五大射频器件提供商占据了射频前端市场份额的八成，其中包括Murata26%，Skyworks21%，Broadcom14%，Qorvo13%，Qualcomm7%。国际领先企业起步较早，底蕴深厚，在技术、专利、工艺等方面具有较强的领先性，同时通过一系列产业整合拥有完善齐全的产品线，并在高端产品的研发实力雄厚。另一方面，大部分企业以IDM模式经营，拥有设计、制造和封测的全产业链能力，综合实力强劲。图：全球射频前端芯片市场格局其他,19%Qualcomm,7%Murata,26%Qorvo,13%Skyworks,21%73资料来源：Yole，市场研究部射频PA,欧美IDM大厂寡头垄断根据StrategyAnalytics之研究报告中指出，2018年全球砷化镓元件市场(含IDM厂之组件产值)总产值约为88.7亿美元，达到历史新高，较2017年之88.3亿美元成长0.5%，Skyworks、Qorvo、Broadcom三家欧美IDM大厂占据了67.4%的市场份额。图：手机射频PA市场格局（2018年）Raytheon（1%） Others（12%）MitsubishiElectric（1.9%）M/A.COM（2.8%）AnalogDevices（2.9%）Murata（2.9%）SEI（3.3%）WINSemi（6%）

Skyworks（32.3%）Qorvo（26%）74资料来源：StrategyAnalytics，稳懋公告，市场研究部重点射频芯片，供应商和客户对照资料来源：Yole，市场研究部75高通：基带射频天线全套方案提供商RF360控股公司是高通和TDK株式会社于2017年2月成立的合资公司，公司业务可支持高通提供完整的4G/5G射频前端解决方案。高通持有RF360控股公司51%的股权，TDK株式会社持有49%，并且在交易完成的30个月后，高通有权收购合资企业的剩余股份。RF360控股公司拥有包括表面声波（SAW）、温度补偿表面声波（TC-SAW）和体声波（BAW）在内的一系列全面的滤波器和滤波技术。图：高通拥有完整的5G解决方案2019年9月，高通宣布已完成对RF360控股新加坡有限公司剩余股份的收购。至此，高通的射频前端产品组合也变得非常丰富，包括采用体声波（BAW）、表面声波（SAW）、温度补偿表面声波（TC-SAW）以及薄膜式表面声波（ThinFilmSAW）等射频前端滤波器技术的集成式和分立式微声器件。高通宣布了其对5G解决方案的统一命名——“骁龙X555G调制解调器及射频系统”，这是高通目前所提供的旗舰解决方案，集成了商用5G调制解调器、射频收发器、射频前端、毫米波天线模组以及软件框架，以支持OEM厂商快速开发5G终端。76资料来源：21世纪经济报道，市场研究部SKYWORKS：手机射频器件龙头厂商思佳讯解决方案公司是一家无线半导体公司，设计并生产应用于移动通信领域的射频及完整半导体系统解决方案。该公司向全球范围内的无线手持设备和基础设施客户供应前端模块、射频子系统及系统解决方案。产品组合包括放大器，衰减器，循环器，解调器，检测器，二极管，定向耦合器，前端模块，混合器，基础设施RF子系统，隔离器，照明和显示解决方案，混频器，调制器，光耦合器，光隔离器，移相器，PLL/合成器/VCO，功率分配器/组合器，电源管理设备，接收器，开关和工业陶瓷。服务于航空航天，汽车，宽带，蜂窝基础设施，家庭，工业，医疗，军事，智能手机，平板电脑和可穿戴设备等多个市场。公司拥有约3,500项全球专利和其他知识产权，拥有广泛的技术能力，并且是业界最完整的无线通信产品组合之一。公司经营采用IDM模式，在手机射频PA领域，2018年市场份额排名第一，是全球手机射频PA主要的供应商之一。77资料来源：公司官网，市场研究部Qorvo：强强合并，BAW滤波器供应商Qorvo由RFMD和TriQuint合并而成，是一家为移动、基础设施与国防/航空航天市场提供核心技术及射频(RF)解决方案的全球领先的IDM厂商，公司业务主要分两块，MP(移动产品业务)是为各种移动设备提供射频和Wi-Fi解决方案的全球供应商，IDP(基础设施和国防产品)是全球射频和系统芯片(SoC)解决方案的供应商。公司两大业务中移动产业业务占比超过70%，但基础设施和国防业务近几年占比在逐年提升。在手机端，公司2018年在全球射频PA领域市场份额占比25%，排名前三，在无线基础设施中，公司陆续推出新型功率放大器和前端模块，进一步扩展了其适用于大规模MIMO和5G基站的RF产品组合，支持准5G和5G架构的所有适用频段（从3GHz至39GHz）。从2018年1月到2019年2月，Qorvo已提供了超过1亿件5G无线基础设施元器件。公司是除博通外极少数能提供BAW滤波器的厂家。公司为美国国防部提供最全面的GaN/GaAs代工流程和先进的封装专业知识产品组合。公司的产品组合包含在全球业界领先的高性能和高产出GaNMMIC流程，涵盖L、S、X、Ku、Ka频段。2020年公司完成对Decawave、Decawave的收购。凭借RFFusion™5G芯片组解决方案赢得久负盛名的GTI大奖。图：公司概况78资料来源：公司官网，市场研究部稳懋：砷化镓全球最大晶圆代工厂稳懋半导体成立于1999年，是全球首座以六英寸晶圆生产砷化镓微波集成电路的专业晶圆代工服务公司。公司拥有完整的技术团队及最先进的砷化镓微波电晶体及集成电路制造技术及生产设备，客户群除了全球射频集成电路设计公司外，并致力于吸引与全球IDM大厂合作。在无线宽频通讯的微波高科技领域中，稳懋目前提供两大类砷化镓电晶体制程技术：异质结面双极型电晶体（HBT）和应变式异质结面高迁移率电晶体（pHEMT），两者均为最尖端的制程技术。2017年底稳懋与Avago(Braodcom集团)签署备忘录，同意该公司将其HBT生产线之机器设备出售予稳懋，该公司HBT生产线产品未来将全数委托稳懋代工生产。

图：2020Q1公司细分业务占比图：公司代工工艺方案一览稳懋目前已进入量产的产品包括1微米HBT、2微米HBT、0.5微米pHEMTSwitch、0.5微米powerpHEMT和先进的高频0.15微米、0.1微米pHEMT。2018年公司晶圆A、B、C厂合计月产能32,000片，是全球最大产能的砷化镓晶圆厂，2019年预计产能扩充为36,000~37,000片。79资料来源：公司官网，市场研究部国内厂商起步晚，从分立式起步相比之下，国内射频芯片公司由于起步较晚，基础薄弱，并且主要集中在无晶圆设计领域。较之国际领先企业在技术积累、产业环境、人才培养、创新能力等方面仍有明显滞后，与美国、日本、欧洲等厂商仍存在较大差距。国内射频芯片厂商从相对成熟的分立射频芯片起步，在5G手机广泛普及前的窗口期，逐步实现中低端机型射频前端进口替代，同时积累模组能力，逐步走向全品类供应。图：滤波器和射频开关组成FEM，FEM加上PA组成PAM，从分立到模组，循序渐进80资料来源：高通,市场研究部从分立，到模组，循序渐进以iPhoneX为例，用到了一颗Broadcom的发射模组芯片，内部包含多个分立的芯片，通过SiP封装为一颗大芯片。在这颗大芯片之中，具体包含2颗PA，12颗BAW滤波器，2颗射频开关，一颗控制IC。除此之外，还有10颗电感和30颗电容。目前本土射频厂商提供的产品主要集中于分立器件，抢占中低端市场份额，且所提供的产品趋于同质化，从而导致市场价格下降、行业利润缩减等状况。结合芯片设计行业的特点，唯有在新技术、新产品等方面持续投入，构建具有自主发展能力和核心竞争力的产业链，才能逐步缩减与国际领先企业的距离。图：射频模组内部由多个射频分立芯片组成图：iPhone主板上的一个射频模组资料来源：Yole,市场研究部从华为射频芯片供应商变迁看自主可控2018年之前，华为P系列和Mate系列的旗舰机型，射频芯片的主要供应商是Murata、Skyworks、Qorvo和Epcos。2018年美国制裁之后，华为供应链逐步放弃美国供应商，采用海思自研和加快引入国内供应商，在2019Q4的Mate30手机中，射频芯片主要来自于Murata、海思和卓胜微。图：2015Q4~2019Q4，华为旗舰机型（P和Mate系列）中，主要射频芯片供应商变化82资料来源：Yole，华为，市场研究部华为自研射频PA，国内代工迎机遇为了对抗美国打压，华为也开始自研射频PA，“自研+国产+日系”组成华为的射频核心器件架构，国内射频代工企业也迎来发展机遇。目前华为自研射频芯片主要是分立式器件、中集成度器件为主，高集成度的仍以海外厂商为主。华为P40Pro的射频功率放大器用到了海思Hi6D05；华为Mate305G版用到了海思Hi6D03MB/HB功率放大器模块、海思Hi6D05功率放大器模块。图：华为Mate305G版拆解图：华为P40Pro部分器件型号资料来源：芯智讯，TechInsights，市场研究部非5G频段射频降价将带来机会未来随着5G的普及，非5G频段手机面临着降成本的压力，2G、3G、4G频段及WiFi的射频前端有快速降价的需求，在性能可以满足需求的情况下，国产厂商有替代的机会。图：5G手机渗透情况预测84资料来源：Fact.MR，市场研究部国内厂商渗透率有望加速经过多年的发展，国内拥有昂瑞微、华为海思、紫光展锐、卓胜微、唯捷创芯等20多家射频有源器件供应商。根据2019年底昂瑞微董事长发表的题为《全球5G射频前端发展趋势和中国公司的应对之策》的报告显示，截至报告日，国内厂家在2G/3G市场占有率高达95%；在4G方面有30%的占有率，产品以中低端为主，销售额占比仅有10%。在中美贸易摩擦背景下，近两年国内厂商也在不断加快布局，无论是资本层面还是产品层面都频频有布局，我们判断未来国产射频PA的渗透率有望加速。图：近两年部分国内射频PA厂商大事记时间事件2019.4联发科控股唯捷创芯，唯捷创芯（Vanchip）是由前RFMD人员成立，以主流的GaAs工艺切入射频PA市场。其4GPA出货量是国内最大的，出货覆盖前几大手机设计公司以及小米。2020.2小米入股昂瑞微，推动5G器件国产化。昂瑞微创办于2012年7月，是中国领先的射频前端芯片和射频SoC芯片的供应商，每年芯片的出货量达7亿颗。2020.2锐石创芯推出全球首创极具性价比优势的5G射频前端解决方案。为了应对手机厂商对5G射频前端成本及布板面积的巨大挑战，锐石创芯推出了业内首创能同时支持5GSA和NSAENDC技术的射频前端产品RR88643-91。RR88643-91是业内首颗兼容5GN41及支持N41/B41PC2的射频前端模块。也同样支持NSA模式下的LB+n41和MB+n41等ENDC模式。2020.3搭载慧智微Agi5G™首批手机终端批量生产。Agi5G™是慧智微推出的可重构5G射频前端方案。为了推动5G射频前端兼容性，Agi5G™基于通用方案Phase2(LTE)和Phase7(5GNR)的管脚进行设计，为客户提供了一套简洁高效的5G射频前端整体解决方案。2020.6国产射频芯片厂商飞骧科技宣布，经过两年的全力研发，于2020年6月正式发布一套完整的5G射频前端方案。实现了两个第一：第一套完整支持所有5G频段的国产射频前端解决方案，第一套采用国产工艺实现5G性能的射频前端模块。85资料来源：百度，搜狐，市场研究部整理GaN射频产业仍是国外厂商主导SiC衬底市场由美国Cree（Wolfspeed）、Ⅱ-Ⅵ公司、日本罗姆半导体（ROHM）三者合计占据75%左右的市场份额，其中Cree公司占据整个市场40%左右的份额，市场份额排名第一。全球GaN射频器件IDM厂商中，Cree（WolfSpeed）、住友电工(SEDI)、Qorvo和MACOM均是行业的主要竞争者，其中Cree和SEDI市场占有率均超过30%。2016年，MACOM宣布战略性放弃SiC基氮化镓产品，将方向转移至研发基于硅衬底的高功率氮化镓技术。图：GaNRF工艺主导者及产业化进度工艺主导者产业化进度GaNonSiC住友电工（SEDI）、目前主导了RFGaN市场，已渗透到4GLTE无线基础设施Cree(Wolfspeed）和Qorvo市场，预计将部署在5Gsub-6GHz基站中。GaNonSiMACOM-ST联盟目前处于小批量生产阶段，市场推广早期GaNonDiamondRFHIC和AkashSystems研发期。AkashSystems是一家专注于GaNonDiamond技术的初创公司，2019年在A轮融资中筹集了1,450万美元，该技术工艺瞄准如高功率基站、军事和卫星通信等性能驱动型应用场景。86资料来源：百度文库，市场研究部全球GaN射频厂商地图87资料来源：Yole,市场研究部氮化镓射频技术的专利申请稳步增长自2011年以来，与RFGaN-on-Silicon相关的专利申请一直在稳步增长。该技术方向的主要专利权人为英特尔和MACOM，其次包括住友电工、英飞凌、松下、海威华芯、中国电科、富士通和三菱电机。88资料来源：MEMS，市场研究部GaN射频大厂不断强化市场竞争力时间事件背景2014MACOM收购北卡罗来纳州的Nitronex是一个拥有大量硅基氮化镓专利的公司，MACOM通过收购Nitronex进入GaN领域。Nitronex2015美国EPC和美国IDT宣布合作开双方的合作开发内容主要分为三个方面：第一是面向通信设备及计算机基础设施等的功率发采用GaN技术的半导体产品器件；第二是无线供电；第三是面向通信基础设施市场的RF器件NXP收购Freescale两个公司业务具有较强的互补性，在射频功率领域，由于Freescale更强，因此NXP保留了原属于飞思卡尔、技术实力更强的RF部门，而将自身RF部门剥离并最终卖给了建广资本Qorvo成功地将GaNonSiC工艺预计从4英寸过渡到6英寸晶圆，大约能使Qorvo公司的碳化硅基氮化镓生产能力增加一倍，技术扩展用于在6英寸晶圆上并且有利于降低制造成本2018Cree收购Infineon射频功率业该交易包括英飞凌无线基础设施的射频功率业务，同时包括LDMOS和GaNonSiC技术的封装务和测试，这次收购使得Cree无论在LDMOS还是GaN领域都具有较强的竞争力住友电工子公司SEDI与Ⅱ-Ⅵ公该平台主要用于制造下一代5G无线网络的GaNonSiCHEMT器件，将SEDI业界领先的HEMT器司合作建立150mm晶圆制造平台件技术与Ⅱ-Ⅵ的150mm制造平台相结合，将加速两家公司的宽带RF产品路线图，并在未来许多年内确保领先的技术和市场地位意法半导体与MACOM宣布一份据此协议，意法半导体为MACOM制造硅上氮化镓射频晶片，此协议可获得更高的晶片产能和GaNonSi合作开发协议优化的成本结构，取代现有的LDMOS芯片，加快GaNonSi在主流市场上的应用2019Cree宣布将投资10亿美元建世该次扩产主要针对汽车功率器件和射频器件，这将进一步提升公司在SiC和GaN工艺的全球界上最大的碳化硅工艺生产线竞争力Qorvo收购Active-SemiActive-Semi的可编程模拟功率解决方案与Qorvo的领先产品和技术组合的强强联手会带来大量机会，开发更高集成度的系统解决方案，进军5G基础设施等新的高增长市场