文/牛市市长

微信公众号:晓烽投资

因为工作关系，今年断断续续的梳理了很多投资笔记，一直想把这篇《5G之射频前端》部分汇总篇文章推送到前台，一直没有时间。这篇文章推送了晚了点，文中的很多判断可能是基于当时的市场做出的结论，不一定适合于当下，请关注的朋友注意。

科技股从走势来看，7/8月份走了急了点，估值可能要回归，但整个行业景气度而言，所有的一切才刚刚开始。

虽然有点晚，但回调了依然是机会。想要交流的朋友，可以在下方留言。

射频基础概况

◼ 射频定义：射频是基站/终端的核心部件之一，用于实现通信信号的合路、过滤、消除干扰、放大等。

◼ 射频器件包括：

1. 滤波器(Filter)：负责发射及接收信号的滤波，保障信号在不同频率互不干扰传输，是射频的关键组成部分；

2. 功率放大器(PA)：负责发射通道的射频信号放大；

3. 低噪声放大器(LNA)：负责接收通道中的小信号放大；

4. 开关(Switch)：负责接收、发射通道之间的切换；

5. 双工器(Duplexer)：负责双工切换及接收/发送通道的射频信号滤波。

◼ 工作原理：

1. 发射状态时，开关的接收支路关闭，发射支路打开，LNA处于关闭状态，信号经过PA放大，再通过滤波器滤除杂波，通过天线发射出去；

2. 接收状态时，开关的接收支路打开，发射通道关闭，PA关闭，从天线接收到的信号经过滤波后传递给LNA放大，再传递给收发机进行信号处理。

基站滤波器

◼  基站滤波器定义：滤波器是基站射频系统关键部件，通过对不同频率的信号进行滤波，保障信号能在特定的频段内有效传输，提高信号的有效性和可靠性。

◼  基站滤波器主要分为两大类：

1. 金属腔体滤波器：通过不同频率的电磁波在腔体滤波器中振荡，保留达到谐振频率的电磁波，而其他频率的则在振荡中耗散掉。工艺成熟，成本低，是2G/3G/4G时代的主流，主要用于RRU上。

2. 陶瓷介质滤波器：通过陶瓷基块让特定频率的电磁波在其中来 回反射形成驻波，具有具有重量轻、Q值高、损耗小的特点，是5G时代的主流，主要用于AAU上，成本偏高。

终端滤波器

◼  终端滤波器定义：终端滤波器基于压电效应通过电-声-电的转换达到滤波效果。

◼  终端滤波器主要分为两大类：

1. 声表面波滤波器(SAW)：声波是通过表面传播方式进行传播，通过叉指换能器实现滤波性能。体积比金属腔体/陶瓷介质滤波器更小，成本低，插入损耗小，一般工作在2.1GHz以下频段，广泛应用于2G/3G/4G。

2. 体声波滤波器(BAW)：声波是通过在介质中垂于介质的方式进行传播。尺寸随频率升高而缩小，插入损耗小，滤波性能优异，对温度不敏感，一般工作在2.1GHz以上频段，广泛应应用于3G/4G /5G, 尤其适合高频段。

功率放大器 PA (Power Amplifier)

◼  功率放大器定义：将低功率信号进行放大。PA直接决定了无线通信的距离、信号质量，是射频的重要组成部分。

◼ 功率放大器PA按材料主要分为：

1. Si LDMOS：带宽会随着频率的增加而大幅减少，仅在不超过约3.5GHz的频率范围内有效，主要用于3G和LTE基站；

2. GaAs：能满足高频通信的需求，但只用于低端市场，在8GHz以下是主流；

3. GaN：具有强原子键、高熔点、高热导率、高电离度、较好的化学稳定度，比Si和GaAs有更强抗辐照能力、更高的输出功率，能适应高温环境，是5G宏基站的主流候选技术，但其高生产成本和供电电压，尚未在移动终端领域规模应用。

◼ 5G的通信频段往高频波段迁移，GaN将在高功率，高频率射频市场发挥重要作用。

射频发展历程

◼ 2/3/4G时代，天线和主设备之间是通过馈线相连，没有直接的耦合关系，金属腔体滤波器是市场主流选择，成本低、工艺成熟，但体积较大，通常集成到天馈系统的 RRU 中；

◼ 5G时代，采用Massive MIMO技术，即多通道的方式来提供更高的速率，通道数由 4G 的 2 通道和 4 通道提升到 5G 的 32 通道和 64 通道，因此天线和RRU合为AAU。由于天线的集成化，一套天线需要的滤波器数量大大增加。

◼ 重量轻、体积小的陶瓷介质滤波器成为 5G 天线的优良选择；

◼ 滤波器数量提升：基站从2/4个发展到32/64个, 终端从2个发展到4~8个；

◼ 滤波器单价提升：对于64T64R的基站天线，所需滤波器的成本价从1920元提升到3200元左右，终端则从1.6元提升到80元左右；

◼ PA的数量发生翻倍，材料由GaAS逐渐发展为适合高频段的GaN。

射频产业链构成

◼ 上游：由滤波器、双工器、功率放大器、低噪放大器、开关等射频器件构成，涉及五金原料厂商、天线厂商、芯片厂商、集成商等；

◼ 下游：应用在基站和终端设备上，涉及运营商、设备商、手机厂商。

1. 运营商：中国移动、中国联通、中国电信等；

2. 设备商：华为、爱立信、中兴通讯、诺基亚、苹果、三星等

上下游采购链条改变

◼ 2/3/4G 时代：天线是一个单独的无源设备，采购方式为运营商招标集采，因此可以容纳较多的天线厂商为运营商供货；

◼ 5G 时代：天线和射频器件耦合，设备商和外部天线厂商需要紧密合作，运营商不能够自己独立采购天线后进行对接，因此便使得天线厂商由向运营商供货转而向设备商供货。

1. 具备垂直一体化能力的主设备厂家：例如华为，AAU 整个将由自己生产或第三方代工；

2. 没有垂直一体化能力：例如中兴通讯、爱立信、诺基亚等，将主要和头部天线企业进行深度捆绑合作。

◼ 因此，5G时代，设备商统一集采天线及滤波器，导致天线厂商逐步向头部发展。

射频集成化带动产业链向头部厂商集中

◼ 4G/5G 时代：射频器件的难度和价值不断提升，但手机空间有限，射频前端出现整合趋势，头部厂商也通过集成在向射频各个产品线延伸；

◼ 手机射频模块化集成方式分类：

1. PAMiD 体系结构

2. MMMBPA+ASM 体系结构

3. MMPA+TXFEM 体系结构；

◼ 射频行业生态大变化：

1. 价值量：从以 PA 为核心转向 Filter+PA 的双重点，有源和无源器件供应商开始通过并购等模式互相渗透；

2. 射频龙头企业逐渐形成：Skyworks、Qorvo、Avago等都具有全面的射频能力，既可提供单一产品，也可提供打包模组，还在积极布局电源、天线等业务；

3. 模组整合过程中存在合作：在完成全面布局之前，通过补齐短板提供更完整的模块产品成为射频供应商的选择之一。

5G市场规模预测

◼ 5G 基站市场整体规模相对终端较小：预计 2020 年 5G 基站整体市场规模为 11.43 亿美元，到 2026 年增长至 342.86 亿美元，2012~2026 年的复合增速在50%以上， 到 2026 年市场规模约为手机的 1/16。

◼ 5G网络建设投资中，各产业链投入时序和投资占比有所不同，其中基站系统部分的天线、基站射频、小微基站与室内分布将分别为5.4%、4.1%和7%。

基站射频市场规模

◼ 基站数增加：5G 使用较高频谱，导致 5G 基站数量是 4G 的 1.2 ~ 1.5 倍；

◼ 通道数增加：FDD 一般采用 2T2R 或者 4T4R 方案，TDD 最多采用 8T8R 方案，而 5G Massive MIMO 方案普遍采用 64T64R 方案，未来可能达到 128通道；

◼ 滤波器数量：对于金属腔体滤波器，双通道对应一个滤波；对于陶瓷介质滤波器，单通道对应一个滤波器；预测 2019 年金属腔体滤波器单通道价格约为 80 元，陶瓷介质约为 50 元；

◼ 陶瓷介质滤波器增长潜力巨大：根据IHS的数据，预计2020年用于5G基站的陶瓷介质滤波器的市场规模将超过17亿美金，年复合增长率达到143.9%；

◼ 3G 时代，基站射频行业持续向中国转移，2006~2009 年期间，全球滤波器龙头厂商 Powerwave 和 Andrew 收入持续下滑，国内滤波器竞争者收入大幅增长。

2/3/4G终端射频市场规模

◼ 2015 年，全球移动终端射频器件市场规模约有 110 亿美金。

◼ 4G 到 5G 的演进过程中，射频器件的复杂度逐渐提升，射频器件的单部手机价值量会得到提升。根据Qorvo数据，射频前端的价值量从2G~4G不断提升，4G时代平均成本(全频段)约10美元，4.5G达到约18美元。

5G终端射频市场规模预测

◼ 根据Skyworks数据，预计到 2022 年终端射频市场将达到 227 亿美元，复合年增长率将达到14%；但各组件增速不一，滤波器的复合年增长率为21%，开关的复合年增长率为 12%，而射频功率放大器和低噪声放大器(PAs & LNAs)的复合年增长率仅为 1%；

◼ 5G的频段数的增加、天线数的增加以及载波聚合等因素，预计5G终端射频的单机价值量将超过50美元；但射频前端占手机成本的9%，而滤波器为手机射频前端的最大价值点，其次为功率放大器和开关。

终端滤波器市场规模

◼ 根据 Yole 统计，2017 年全球手机滤波器市场规模 80 亿美金，预测随着 5G 的成功部署， 2023 年可达 225 亿美金，复合增速接近 20%，其中，单个手机中滤波器的成本将达 10 美元；

◼ 排名前5的SAW厂商为：村田(47%)、TDK(21%)、太阳诱电(14%)、Skyworks(9%)、Qorvo(4%) ；

◼ 排名前4的BAW厂商为：Avago(87%)，Qorvo(8%)，太阳诱电(3%)，TDK(2%)，其中Avago和Qorvo两者占有 95%的市场份额。

◼ 国内厂商整体实力较薄弱，滤波器技术目前仍是公司甚至国家的核心技术，代表公司有麦捷科技、德清华莹、无锡好达电子。

终端功率放大器市场规模

◼ 根据 YOLE 统计，PA 市场将由 2017 年的 50 亿美元增长至 2023 年的 70 亿美元，复合增速为 6%。市场容量在 4G 时代被滤波器超过，排名第二；

◼ 5G 时代，预计 GaAs 依然是手机功放的主流方案。全球 GaAs 市场被 Skyworks、 Qorvo 和 Avago 等垄断，三家合计份额接近 70%；

◼ 国内公司渐渐掌握了 GaAs PA 技术，出现了近 20 家设计公司，如汉天下、唯捷创芯等；国内代工相对领先的厂商包括三安光电、海特高新等；

◼ 目前国内 PA 芯片厂商的主力销售产品集中为 2G/3G PA 芯片，在 4G PA 芯片领域市场占比较小。

射频企业分析

1)Skyworks

◼ 基本介绍：世界上领先的专注于射频及无线半导体解决方案的公司，处于行业龙头地位，毛利率稳定，总部设于美国麻州伍本市，其全球的工程、製造、销售及服务据点遍及亚洲、欧洲及北美洲。

◼ 主要产品：放大器、衰减器、侦测器、二极体、方向耦合器、前端模组、混合电路、基础架构射频子系统、溷合器/解调器、移相器、PLL/合成器/VCO、功率分配器/结合器、接收器、切换器和高科技陶瓷。

◼ 下游客户：

1. 2015年大客户为富士康 (占收入10%+)，2016年，大客户为三星和富士康，2017年，大客户为华为，三星和富士康；

2. 手机射频芯片扩展到各手机制造商，尤其是中国的VIVO，OPPO，小米，中兴等。

◼ 财务情况：2017 财年公司实现收入 36.5 亿美元，同比增长 11%，净利润 10.3 亿美元，同比增长 17%，在 5G 到来之前的空档期，公司 2018 财年收入增速放缓至 3%。

2)Qorvo

◼ 基本介绍：TriQuint、RF Micro Devices 合并组成的半导体厂商，射频前端市场份额位居全球第二，毛利率较为稳定。公司在未来 5G RF 射频市场将拥有很多领先的技术，比如非常适合毫米波器件的GaN工艺及 BAW 滤波器。

◼ 主要产品：

1. 移动设备产品线、基站和军工设备产品线；

2. Qorvo在美国有多座晶圆厂，可自行提供4寸、6寸、8寸晶圆生产，可使用Si/GaAs/GaN等多种材料进行生产；

3. 2018年量产BAW产品；

◼ 下游客户：华为、三星等。

◼ 财务情况：由于合并消化原因，及受到客户出货时间延迟影响，公司在 2016-2017 财年盈利能力较差。2018 财年，公司营收基本与上年持平，但净利润快速提升。

3)  麦捷科技

基本介绍：国内 SAW 滤波器行业的领头厂商，为下游客户提供技术支持服务和元器件整体解决方案。

◼ 主要产品：片式功率电感、滤波器及片式 LTCC 射频元器件等新型片式被动电子元器件和 LCD 显示屏模组器件。

◼ 下游客户：目前公司已经进入华为、TCL、闻泰等产业链，SAW 滤波器可能达到 5000 万/月产能。

◼ 财务情况：2016 年度公司实现销售收入 16.94 亿元，同比增长 149.55%，实现营业利润 1.64 亿元，同比增长105.81%。

2017年年度公司营收14.41亿元同比增长-17.29%，净利润-3.71元，同比增长-353.70%。

2018年年度公司营收16.72亿元同比增长15.98%，净利润1.11亿元，同比增长130.05%。

射频研究报告总结

1)射频频行业相对比较成熟，初创企业数量不多，主要以大公司战略并购为主；

2)移动终端射频市场比基站射频市场空间更大；

3)滤波器占射频市场份额最大的射频器件，其次为PA(功率放大器)，随着5G到来基站/天线/频段数增加，滤波器将逐渐放量；

4)PA材料由GaAS转向GaN，以更好支持5G高频段；

5)终端射频行业转向滤波器+PA双重心路线；

6)终端手机空间有限，射频前端出现整合趋势，多并购合作，头部厂商逐渐呈现；

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