1 2020年 中国射频功率放大器行业概览 概览标签：射频功率放大器、5G基站、5G手机 报告提供的任何内容（包括但不限于数据、文字、图表、图像等）均系 头豹研究院独有的高度机密性文件（在报告中另行标明出处者除外）。 未经头豹研究院事先书面许可，任何人不得以任何方式擅自复制、再造 、传播、出版、引用、改编、汇编本报告内容，若有违反上述约定的行 为发生，头豹研究院保留采取法律措施，追究相关人员责任的权利。头 豹研究院开展的所有商业活动均使用“头豹研究院”或“头豹”的商号、商标 ，头豹研究院无任何前述名称之外的其他分支机构，也未授权或聘用其 他任何第三方代表头豹研究院开展商业活动。 报告主要作者：张顺 2020/032 2020 LeadLeo 射频功率放大器是射频前端模组的重要器件，负责将发射通道的射频信号放大。射频发收器中调制振荡电路所产生的射频信号功 率较小，需经过一系列的放大（缓冲放大器、可控放大器、末级放大器）获得足够的射频功率后，馈送至天线上。射频功率放大 器主要应用于手机终端、通信基站、物联网设备、军事气象雷达等领域。本篇报告主要研究射频功率放大器在手机及基站中的应 用。中国当前主流射频工艺为GaAs工艺，由于GaAs工艺具备高频的特点，在市场上的份额逐年提升，替代传统硅CMOS工艺的逻 辑已得到市场验证。但GaAs工艺生产的射频器件功率较低，达不到宏基站对射频器件的要求。未来，5G射频器件将会转向频率更 高、功率更高的GaN工艺。 5G基站加速建设，基站射频功率放大器迎来量价齐升 据在头部无线设备厂商担任战略总监的专家预测，5G基站建设总数预计为560万架，其中包括260万架宏基站及300万架微基站。宏基站信号覆盖面积较大，共 有6个扇区，每个扇区采用64通道天线方案，因此单个宏基站需要376副天线，每副天线射频前端模组中需要一个射频功率放大器。微基站信号覆盖面积较小， 仅用一个扇区，因此仅需64副天线与64个功率放大器。5G建设周期为2020年-2024年，未来5年，5G基站建设将共消耗11.7亿个射频功率放大器。 射频器件集成度提高对封装技术提出更高要求 随着通信频段的增加，移动终端中射频器件数量与种类逐渐增多。为满足移动终端轻薄便携的需求，射频器件逐渐从分立器件发展至集成模组化。SiP封装技术 可满足射频器件模组化的需求。SiP封测从封装和组装的角度，将若干裸芯片和微型无源器件集成到同一个小基板，并形成具有系统功能的高性能微型组件。 SiP的集成对象可是芯片、分立器件以及封装天线等器件。SiP的优势在于：（1）器件微型化，满足智能终端高集成度要求；（2）保证性能、降低功耗；（3） 技术集成度高、研发周期短且技术路线成本可控。根据Yole预测，全球移动端射频器件SiP封装市场规模将由2018年的33亿美金增长到2023年的53亿美金。 射频器件迎来新进入者，行业竞争加剧 5G高频段的开发使得射频器件的市场需求成倍放大，吸引大批巨头企业切入射频器件赛道如英特尔、三星、华为海思、联发科等芯片设计顶尖企业纷纷加入射 频器件的的研发。华为为中国消费电子与无线设备巨头企业，基于芯片设计领域的领先技术，亦开始全面布局射频器件领域，目前在低噪声功率放大器、射频 功率放大器、天线开关等领域已实现量产。2019年9月华为发布的Mate30采用自研的功率放大器。此外，众多规模较小的中国芯片设计公司亦进入射频芯片设 计领域，而中小设计公司进入行业后普遍采用在低端领域重复设计和低价竞争的策略，导致行业存在过度竞争的隐患。随着新进入者的增加，射频器件行业面 临重新洗牌。 企业推荐： 唯捷创芯、慧智微电子、昂瑞微电子 概览摘要3 2020 LeadLeo 名词解释 - 04 中国射频功率放大器行业综述 - 05 射频前端定义 - 05 射频功率放大器定义 - 06 射频功率放大器分类 - 07 产业链分析 - 08 驱动力分析 - 11 中国射频功率放大器行业市场规模 - 14 中国射频功率放大器行业政策分析 - 16 中国射频功率放大器行业发展趋势分析 - 17 射频功率放大器高度集成化 - 17 射频功率放大器行业竞争加剧 - 18 中国射频功率放大器行业竞争格局分析 - 19 中国射频功率放大器行业投资风险分析 - 20 中国射频功率放大器行业企业推荐 - 21 唯捷创芯 - 21 慧智微电子 - 23 昂瑞微电子 - 25 专家观点 - 27 方法论 - 28 法律说明 - 29 目录4 2020 LeadLeo 基带芯片：用来合成即将发射的基带信号，或对接收到的基带信号进行解码的芯片。发射信号时，基带芯片把语音或其他数据信号编码成用来发射的基带码；接收信号 时，基带芯片把收到的基带码解码为语音或其他数据信号。 外延：一种用于半导体器件制造过程，在原有芯片上长出新结晶以制成新半导体层的技术。外延技术可用以制造硅晶体管到CMOS集成电路等各种组件，在制作化合物 半导体例如GaAs外延晶圆时，外延尤其重要。 BJT：Bipolar Junction Transistor，双极性晶体管，一种具有三个终端的电子器件，可放大信号，并且具有较好的功率控制、高速工作以及耐久能力，常被用来构成放大 器电路，或驱动扬声器、电动机等设备，并被广泛地应用于航空航天工程、医疗器械和机器人等应用产品中。 HBT：Heterojunction Bipolar Transistor，双极性晶体管的一种。HBT在BJT上进行改进，可以处理极高频率的信号，通常用于现代超快电路（射频（RF）系统）以及要求 高功率效率的应用中。 LDMOS：Laterally-Diffused Metal-oxide Semiconductor，用于放大器的平面双扩散的金属氧化物半导体场效应晶体管。 金属氧化物半导体场效晶体管：Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，缩写MOSFET，一种可广泛使用在模拟电路与数字电路的场效晶体管。 HEMT：High Electron Mobility Transistor，是场效应晶体管的一种，使用两种具有不同能隙的材料形成异质结，为载流子提供沟道。与MOSFET不同，HEMT直接使用掺 杂的半导体而不采用结来形成导电沟道。砷化镓、砷镓铝三元化合物半导体是构成这种器件的可选材料。 CMOS：Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，互补式金氧半导体，一种集成电路的设计工艺，具有节能且发热量少的优势。 Fabless：不具备晶圆制造及封测工艺的芯片设计厂商。 Foundry：晶圆代工厂，为Fabless厂商制造晶圆。 宏基站：通信运营商的无线信号发射基站。宏基站信号覆盖面积大，一般在35Km，适用于郊区话务量比较分散的地区，功率较大。 微基站：多用于市区热点补盲覆盖，一般发射功率小，覆盖距离500m或更小。 SiP：System In a Package，系统级封装，将多种功能芯片包括处理器、存储器等功能芯片集成在一个封装内，从而实现一个基本完整的功能。 AoP：Antenna on Package，一种先进封装技术，将天线纵向集成在SiP封装的射频器件模块上，进一步节省空间。 名词解释5 2020 LeadLeo 来源：西南证券，头豹研究院编辑整理 中国射频功率放大器行业综述射频前端定义 射频前端定义 射频前端是基站/移动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，其主要器件包括滤波器 （Filter），功率放大器（PA），低噪声放大器（LNA）、开关（Switch）及双工器（Duplexer）： 射频前端是基站/移动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 （1）滤波器：负责将接收通道的射频信号滤波。滤波器允许符合特定频 率的信号通过，抑制其他频率的信号，可解决通信系统中不同频率信号 互相干扰问题； （2）功率放大器：负责将发射通道的射频信号放大； （3）低噪声放大器：负责将接收通道的微弱射频信号放大； （4）开关：用于接收、发射通道之间的切换； （5）双工器：由两组不同频率的带阻滤波器组成，负责将发射和接收的 信号隔离，保证射频接收和发射信号功能可同时正常工作。 工作原理： （1）发射状态时，开关的接收通道关闭，发射通道打开，LNA处于关 闭状态，信号经过PA放大，再通过滤波器除杂波，经由天线发射出去； （2）接收状态时，开关的接收通道打开，发射通道关闭，PA关闭，从 天线接收到的信号经过滤波器后传递给LNA放大，最后传递至射频发收 器。 天线 射频 发收器 PA 滤波器 双 工 器 开 关 滤波器 LNA 接收通道 发射通道 射频前端工作原理 射频前端模组 射频前端有两大功能：（1）在信号发射过程中，将二进制信号 转换成高频率的无线电磁波信号；（2）在信号接收过程中，将 电磁波信号转换成二进制数字信号。射频前端的信号传输路径 分为发射通道和接收通道，其中，发射通道路径为“基带芯片- 射频收发模块-开关-PA-滤波器/双工器-开关-天线-信号”；接 收通道路径为“信号-天线-开关-滤波器/双工器-LNA-开关-射频 收发模块-基带芯片6 2020 LeadLeo 来源：头豹研究院编辑整理 中国射频功率放大器行业综述射频功率放大器定义 射频功率放大器定义 射频功率放大器是射频前端模组的重要器件，负责将发射通道 的射频信号放大。射频发收器中调制振荡电路所产生的射频信 号功率较小，需经过一系列的放大（缓冲放大器、可控放大器、 末级放大器）获得足够的射频功率后，传输至天线上。射频功 率放大器主要应用于手机终端、通信基站、物联网设备、军事 气象雷达等领域。本篇报告主要研究射频功率放大器在手机及 基站中的应用。 输出功率与效率为射频功率放大器核心技术指标，提高输出功率和效率是射频功率放 大器重要设计目标。每一次通信技术的升级对射频功率放大器的性能提出更高要求 射频功率放大器核心参数 射频功率放大器指标包括带宽、输出功率、效率、线性度及功 率增益。输出功率与效率为射频功率放大器核心技术指标，提 高输出功率和效率是射频功率放大器重要设计目标。每一次通 信技术的升级都对射频功率放大器的性能提出更高要求。 除功率及效率，5G基站系统对射频功率放大器的线度性提出更 高要求，避免产生非线性失真而干扰邻近信道，确保信号输出 的质量。此外，随着对频谱的不断利用开发，频谱资源稀缺。 为在有限频段内容纳更大可用信道，5G通信技术采用毫米波段 等高频段解决频谱拥挤问题，对功率放大器的最高工作频率和 带宽提出更高要求。 调制输入 定向耦合器 滤波器 电源控制 缓冲放 大器 可控 放大器 末级 放大器 天线 功率放大器 射频功率放大器工作原理 射频功率放大器核心性能参数 带宽 信号能有效通过信道 的最大频带宽度 输出功率 功率放大器的核心 指标，通常用饱和 输出功率的大小衡 量，大小根据实际 应用而定 线性度 反映功放的非线性效应，影 响信号质量 效率 功率放大器的核心 指标，一般与输出 功率结合一起衡量， 提高效率可以延长 放大器续航时间 功率增益 输出功率/输入 功率，表征功率 放大器的放大特 征，通常用对数 dB来表示7 2020 LeadLeo 来源：国金证券，头豹研究院编辑整理 中国射频功率放大器行业综述射频功率放大器分类 射频功率放大器分类 不同射频功率放大器存在半导体材料与晶体管制造工艺结构的差异。射频半导体材料由第一代发展至第三代，而晶体管制造工艺结构由基础的BJT、 FEF向更复杂的HBT、LDMOS和HEMT发展。 第一代半导体材料：包括Si和Ge，采用的晶体管制造工艺为BJT。全球Si材料存储量丰富，且具有耐高温、稳定性高、成本低等优势。但Si材料电 子迁移率低，导致Si BJT仅能在低频环境下工作，仅在不超过3.5GHz的频率范围内有效。 第二代半导体材料：包括GaAs和InP等化合物，具有高饱和电子速度和高电子迁移率特性，因此基于这些材料的射频功率放大器可在高频波段上 工作，且具有抗辐射性、低噪声、高线性度性能。跟随第二代半导体材料发展的晶体管制造工艺包括MESFET、HEMT、PHEMT和HBT。第二代半 导体材料制造的功率放大器功率不能满足宏基站的需求。 第三代半导体材料：包括SiC、GaN等化合物，具有更高的电子迁移率。GaN制造的射频功率放大器可具有高功率、高增益、高效率、高工作频率 等优势，且拥有较好的散热性、耐高温、抗辐射。第三代半导体晶体管的制造工艺主要为HEMT。 S i材料射频功率放大器主要应用于2 G、3 G时代低频领域，而在5 G时代，S i材料功率放 大器将逐渐被GaAs及GaN功率放大器替代 不同射频功率放大器应用场景 当前，常见的射频功率放大器包括Si LDMOS射频功率放大器、GaAs MESFET功率放大器及GaN HEMT射频功率放大器。 Si材料射频功率放大器主要应用于2G、3G时代低频领域，而在5G时代， Si材料功率放大器将逐渐被GaAs及GaN功率放大器替代。在微基站及移动 终端领域，GaAs满足5G通信高频率需求且具备高性价比的优势，因此短 期内微基站及移动终端领域仍主要运用GaAs功率放大器。GaAs功率放大 器虽能满足高频通信的需求，但其输出功率远低于GaN功率放大器。宏基 站信号覆盖面广，对射频器件功率要求高，因此在宏基站领域，采用GaN 材料的功率放大器是未来的发展趋势。 工作频率 输出功率 成本 耐高温 效率 Si GaAs GaN 主流材料射频功率放大器性能及成本对比8 2020 LeadLeo 来源：头豹研究院编辑整理 中国射频功率放大器行业综述产业链分析 中国射频产业起步较晚，尚未出现具备射频器件生产全流程工艺的企业，更多采用 “Fabless+Foundry+封测厂”的垂直整合模式分工协作 射频功率放大器行业产业链 射频功率放大器中游主要参与者为射频功率放大器制造相关厂商。射频功率放大器设计及制作工艺复杂，国际上射频器件巨头厂商均采用IDM模式， 具备从设计、制造及封测全流程工艺。中国射频产业起步较晚，尚未出现具备射频器件生产全流程工艺的企业，更多采用“Fabless+Foundry+封测厂” 的垂直整合模式分工协作。射频功率放大器上游参与者包括EDA软件、衬底材料及封测材料供应商，分别为设计、制造及封测工艺提供关键的软件及 材料。EDA软件是Fabless设计厂商的核心软件，贯穿整个设计流程。Foundry晶圆代工厂及封测厂商向上游企业采购核心材料。下游厂商包括手机终 端、通信基站、物联网设备、军事气象雷达等，本篇报告主要研究射频功率放大器在手机及基站中的应用。 国际龙头企业 中国企业 中国封装材料国产化率相对较高 为封测及IDM 厂商提供材料 下游 中游 上游 智能手机厂商 基站设备厂商 EDA软件 衬底材料 封装材料 Fabless Foundry 封测厂商 IDM厂商 5G手机对射频器件频 率要求高，但对功率 要求较低。GaAs工艺 具有高频特性，且性 价比高，成为手机领 域的主流射频工艺 为 Fabless 及 IDM厂商提供 设计软件 国际龙头企业 中国龙头企业 美国Synopsys、Cadence及Mentors合计 约占全球80%的市场份额 国际龙头企业 中国企业 中国衬底材料行业极为薄弱，行业内未 产生市场认可度较高的龙头企业 为 Foundry 及 IDM厂商提供 衬底 国际巨头多采用IDM 模式，研发实力强， 产品覆盖面广； 中国本土射频厂商均 为Fabless厂商，无 晶圆及封测产线，资 金壁垒相对降低 宏基站信号覆盖面广， 对射频器件功率及频 率要求高。在宏基站 领域，GaN材料的功 率放大器是未来的发 展趋势 射频功率放大器产业链 9 2020 LeadLeo 10 2020 LeadLeo 来源：头豹研究院编辑整理 中国射频功率放大器行业综述产业链上游（1/2） EDA软件市场 EDA软件市场规模 EDA软件是芯片设计过程中最重要的电路软件设计工具，EDA软件可大幅减少电子电路 设计师的工作量，极大提高设计效率、缩短设计周期及节省设计成本。EDA软件行业为 典型的“小而精”行业。据在华为有10年战略规划总工经验的专家分析，中国EDA软件市 场规模年复合增长率在20%左右。2019年中国EDA软件市场规模已攀升至40亿元人民币， 其中本土EDA软件企业合计销售额不到4亿元人民币，在市场的市占率不足10%。 EDA软件市场竞争格局 EDA软件市场集中度高，美国EDA软件企业基本垄断全球EDA软件市场。美国Synopsys、 Cadence及Mentors三大EDA厂商拥产品线完整，在部分领域拥有绝对的优势，Synopsys、 Cadence及Mentors营收均超过10亿美元，合计约占全球80%的市场份额，为全球第一梯 队EDA软件企业。美国ANSYS、SILVACO和中国华大九天等企业拥有特定领域全流程产 品，在局部领域技术领先，位列第二梯队。第二梯队的EDA软件企业收入规模在2千万 美元至2亿美元之间，合计约占全球15%的市场。剩下的5%市场由第三梯队的50多家EDA 供应商瓜分。第三梯队EDA软件企业仅能提供少量设计工具，产品线不完整，且收入规 模较小低于两千万美元。 中国EDA软件受制于人的局面亟待改变 中国射频器件设计厂商多进口美国EDA软件，进口EDA软件价格更高，增加射频器件设 计厂商的经济成本。EDA软件费用按客户端（公司被授权使用EDA软件的电脑）数量计 算，客户需求不同，产生的费用不同。以华为为例，每年购买美国EDA软件的费用在 400万美元左右，单个客户端每年使用权费在300-400美元，华为在EDA软件上的合计 年支出在500万美元左右。而本土EDA软件价位较低，使用权费仅在1,000元人民币每年 左右，不到美国EDA软件的一半。此外，由于中美关系反复，美国有可能停止对中国出 口EDA软件。当前，美国已停止向华为海思提供EDA软件，一定程度上限制华为海思的 研发进度。其他射频器件设计厂商亦可能面临无EDA软件可用的尴尬局面。 相比传统的手工设计，EDA设计优势明显，可大幅减少电子电路设计师的工作量，极大 提高设计效率、缩短设计周期及节省设计成本 19.3 22.9 27.4 33.2 40.0 0 20 40 60 2015 2016 2017 2018 2019 亿元 公司 优势产品 Tier1 （收入10亿美元） Synopsys 逻辑综合及时序分析工具具有绝对优势 Cadence 模拟或混合信号的定制化电路和版图设计 Mentors 布局布线工具 Tier2 （收入在2千万美元至 2亿美元之间） ANSYS 各种仿真工具 SILVACO 各种仿真工具 华大九天 数字SoC设计优化EDA系统 Tier3 （收入小于2千万美元） 共50家左右 EDA供应商 - 中国EDA软件市场规模，2015-2019年 全球EDA软件企业排名11 2020 LeadLeo 来源：天风证券，头豹研究院编辑整理 中国射频功率放大器行业综述产业链上游（2/2） 衬底市场 射频功率放大器的主要原材料为衬底，常见的衬底包括Si、GaAs及GaN。中国半导体材料产业薄弱，核心材料均依赖进口。 （1）硅片电子迁移率较低，导致硅片生产的功率放大器仅能在低频环境下工作。硅片在射频功率放大器领域的市场逐渐被GaAs及GaN取代。2018 年全球半导体硅片行业销售额前五名企业及市场份额分别为：日本信越化学（28%），日本SUMCO（25%），中国台湾环球晶圆（14%），德国 Siltronic（13%），韩国SK Siltron（9%），前五名的全球市场市占率接近90%，市场集中度高。目前中国硅片生产商主要有上海新昇、中环股份、金 瑞泓等企业。上海新昇12英寸硅片产品已经通过华力微和中芯国际的认证，处于中国领先地位。中环股份于2019年2月进行试生产8英寸硅片，12英 寸硅片生产线在2019年下半年进行设备安装调试。 G a A s是当前主流射频功率放大器的衬底，性能明显高于硅基，在移动终端及微基站领 域应用广泛 （2）GaAs是当前主流射频功率放大器的衬底，性能明显高于硅基，在移 动终端及微基站领域应用广泛。在功率要求更高的宏基站及军事领域，则 需用到GaN。GaN虽然性能优于GaAs，但成本昂贵，短期内无法替代 GaAs在移动终端及微基站领域的地位。2英寸GaN单晶售价高达2万元，是 同面积硅材料的数十倍。因此，在商业方案中，晶圆代工厂通常采用硅基 GaN外延片或碳化硅GaN外延片（在Si上或SiC上外延生长GaN），可大幅 降低GaN的采用成本，满足主流市场的应用需求。 中国GaAs及GaN产业均处于起步阶段，可提供相应的衬底及外延片的企业 较少，尚未出现可量产市场认可度较高GaAs与GaN衬底及外延片的企业， 中国本土GaAs与GaN衬底及外延片的产能严重不足，迫使中国射频制造厂 商需进口GaAs与GaN衬底及外延片。进口半导体材料价格通常高于本土半 导体材料的30%，射频器件制造厂商进口半导体进口材料将增加厂商的生 产成本。射频器件上游企业综合实力薄弱，一定程度抑制射频器件行业的 发展。 工 作 频 率 与 输 出 功 率 硅基功率放大 器仅能在低频 环境下工作 中国供应商包 括上海新昇、 中环股份、金 瑞泓等企业 具有高电子迁 移率，工作频 率较高 在移动终端及 微基站领域应 用广泛 中国供应商包 括钠维科技 （衬底）、大 庆佳仓（外延） GaN具有禁带 宽、高电子迁 移率、高热导 率等优势，应 用于高频、大 功率领域 GaN成本高， 通常选择在硅 基上外延获得 中国供应商包 括纳维科技 （衬底）、苏 州晶湛（外延） 成本 Si GaAs GaN 半导体材料发展趋势12 2020 LeadLeo 中国射频功率放大器行业综述产业链下游 5 G通信技术采用毫米波段等高频段的通信频段解决频谱拥挤问题，对基站及手机领域 的功率放大器的最高工作频率和带宽提出更高要求 下游应用市场 5G基站加速建设带来智能手机换机潮 2019年市场处于4G向5G的过度阶段，2020年中国开始大规模建设5G基站， 预计在2024年完成5G基站的基础建设，预计总共建设260万架宏基站及 300万架微基站。 2020年是5G手机大规模出货的第一年，智能手机市场将会迎来换机潮， 5G移动终端市场将快速增长。预计2024年中国5G智能手机出货量达2.8亿 部，在智能手机领域的渗透率上升至60%，较2019年上升59个百分点。5G 基站的加速建设及智能手机的换机潮将加大市场对射频功率放大器的需求。 5G智能手机及通信基站对射频功率放大器性能提出更高要求 现代通信技术经历从1G到4G的发展，5G技术也即将大规模商用。每一代 通信技术采用不同频谱，导致频谱资源逐渐稀缺。5G通信技术采用毫米波 段等高频段的通信频段解决频谱拥挤问题，对基站及手机领域的功率放大 器的最高工作频率和带宽提出更高要求。 5G频谱分为FR1及FR2，FR1通常指Sub-6Ghz，对应的频谱范围为 450MHz-6,000Mhz，主要应用于移动通信领域。FR2通常指毫米波频段， 对应的频谱范围为24,250MHz-52,600MHz，应用于雷达及军事等通信领域。 中国移动获得160M的2.6G频谱和100M的4.9G无线频谱，电信和联通分别 获得的100M的3.5G频谱。因此5G时代，手机射频功率放大器需在2.6Ghz 及以上频率工作。当前，中国本土企业生产的射频功率放大器最高工作频 率为2.1Ghz，2.6Ghz及毫米波高频段功率放大器仍需依赖进口。 MHz 2,500 2,600 2,700 3,400 3,500 3,600 4,900 4,800 中国 移动 中国 联通 中国 电信 2515-2675 4,800- 4,900 3,500- 3,600 4,800- 4,900 中国5G Sub-6Ghz频谱分布 80 150 160 94 66 0 40 80 120 160 200 2020预测 2021预测 2022预测 2023预测 2024预测 中国5G基站建设规模预测，2020-2024年预测 万架 来源：知乎，头豹研究院编辑整理13 2020 LeadLeo 中国射频功率放大器行业综述驱动力分析（1/2） 5G通信技术在4G的基础上新增更高频率的波段，而5G智能手机除需接收5G高频信号， 同时需要兼备可以接收4G信号的能力，因此5G手机需配置更多的射频功率放大器 5G智能手机对射频功率放大器的用量翻倍 5G通信技术在4G的基础上新增更高频率的波段，而5G智能手机除需接收5G高频信号外，还需兼备可接收4G信号的能力，因此5G 手机需配置多个射频前端模组接收不同频率的信号。4G多模多频手机需要5-7颗射频功率放大器，而5G智能手机配置的射频功率 放大器高达16颗。 5G智能手机射频功率放大器的单价也有显著提高。单部2G手机采用射频功率放大器合计金额为0.3美元，每部3G手机在射频功率 放大器上的平均花费上升到1.25美元，而全模4G手机射频功率放大器的费用则高达3.25美元，预计5G手机配置的射频功率放大器 价值达到7.5美元以上。 0.30 1.25 3.25 7.50 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 2G手机 3G手机 4G手机 5G手机 1 4 7 16 0 3 6 9 12 15 18 2G手机 3G手机 4G手机 5G手机 单个手机对射频功率放大器需求数量 单个手机射频功率放大器价值 个 美元 来源：国金证券，头豹研究院编辑整理14 2020 LeadLeo 中国射频功率放大器行业综述驱动力分析（2/2） 5 G基站加速建设，对基站射频功率放大器需求上升，而G a N射频器件在宏基站领域的 渗透率将逐步提高，导致射频器件成本上升 5G基站加速建设，基站射频功率放大器迎来量价齐升 基站射频功率放大器需求上升 据在头部基站设备厂商担任战略规划总监的专家分析，电磁波具有 频率越高，波长越短的特点。5G使用更高的频率导致信号覆盖面积 大幅缩小，信号覆盖同一个区域，通信设备商需建设5G基站的数量 超过需建设4G基站的数量。专家分析，5G基站建设总数为560万架， 其中包括260万架宏基站及300万架微基站。宏基站信号覆盖面积较 大，共有6个扇区，每个扇区采用64通道天线方案，因此单个宏基站 需要376副天线，每副天线射频前端模组中需要一个射频功率放大器。 微基站信号覆盖面积较小，仅用一个扇区，因此仅需64副天线与64 个射频功率放大器。5G建设周期为2020年至2024年，因此未来5年， 5G基站建设对射频功率放大器总需求为11.7亿个。 基站射频功率放大器价格上升 5G信号频率高，穿透性差，因此需采用高功率、高频率的射频功率 放大器。微基站信号覆盖面积较小，采用GaAs基底的射频功率放大 器则可满足基本需求。而宏基站信号覆盖面积广，需使用更高输出 功率的射频功率放大器扩大信号覆盖面积，因此需采用更高功率的 GaN射频功率放大器。GaN单晶市场价格在2万元左右，较GaAs贵 30%，因此GaN基底射频功率放大器售价远高于GaAs基底射频功率放 大器。5G时代，基站射频功率放大器需求量及价格均有望上涨。 宏基站 微基站 备注 建设数量（万架） 260 300 截至2024年，中国预 计建设260万架宏基站 及300万架微基站 扇区 6 1 - 单个扇区天线需求数量 （副） 64 64 5G的Massive MIMO技 术，通常采用64通道 天线方案，32副信号 接收与32副信号发射 天线 单个扇区射频功率放大器 需求量（个） 64 64 一副天线用一个射频 功率放大器 单个基站射频功率放大器 需求量（个） 376 64 扇区与单个扇区射频 需求数量的乘积 总需求（亿个） 9.8 1.9 - 射频功率放大器需求=基站新增数量扇区数量单个扇区射频功率放大器需求量 射频功率放大器需求测算 来源：头豹研究院编辑整理15 2020 LeadLeo 中国射频功率放大器行业市场规模（1/2） 随着5 G通信技术的升级，中国迎来换机潮，手机出货量将缓慢上升，对射频功率放大 器的需求逐渐释放 中国射频功率放大器在中国手机终端领域的市场规模 射频功率放大器下游应用诸多，本篇报告仅测算射频功率放大器在中国手机及基站领域的市场规模。根据中国信息通信研究院统计，2017年中国手机出货量为4.6亿部，较 2016年同比下降15.2%。2019年，中国手机出货量下降至3.9亿部。随着5G通信技术的升级，中国迎来换机潮，手机出货量将缓慢上升。2020年手机出货量受疫情影响增长缓 慢，预计2020年手机出货量小幅回暖。2024年手机出货量预计上升至4.7亿部。2014年至2018年，4G手机的渗透率迅速提升，2018年4G手机渗透率高达95.1%。2019年为5G 手机商用的首年，但由于5G信号并未普及，因此渗透率仅为5%左右。到2024年，5G手机基本普及，5G手机的渗透率上升至60%。根据数量与单价，可测算出2024年射频功率 放大器在中国手机领域的市场规模高达27.2亿美元。 7.9 12.1 11.4 12.9 11.9 14.7 18.4 21.3 24.1 27.2 0 5 10 15 20 25 30 亿美元 中国射频功率放大器在 手机领域市场规模 年复合增长率 2015-2019年 10.8% 2019-2024年预测 18.0% 中国射频功率放大器在手机领域市场规模（按销售额统计），2015-2024年预测 中国射频功率放大器在基站领域市场规模测算，2015-2024年预测 来源：中国信息通信研究院，工信部，头豹研究院编辑整理 2015 2016 2017 2018 2019 2020E 2021E 2022E 2023E 2024E 中国智能手机出货量（亿部） 4.6 5.2 4.6 4.1 3.9 4.0 4.1 4.2 4.4 4.7 各类手机出货量占比（%） 5G手机 - - - - 5.1% 12.5% 29.3% 42.9% 52.3% 60.0% 4G手机 30.4% 57.7% 65.2% 95.1% 76.9% 82.5% 70.7% 57.1% 47.7% 40.0% 2G/3G手机 69.6% 42.3% 34.8% 4.9% 15.0% 5% 0% 0% 0% 0% 各类手机出货量数量（亿部） 5G手机 - - - - 0.2 0.5 1.2 1.8 2.3 2.8 4G手机 1.4 3.0 3.0 3.9 3.0 3.3 2.9 2.4 2.1 1.9 2G/3G手机 3.2 2.2 1.6 0.2 0.6 0.2 - - - - 各类手机射频功率放大器价值（美元） 5G手机 7.50 4G手机 3.25 2G/3G手机 1.06 加权平均2G手机与3G手机功率放大器价值，假设3G手机权重为80% 中国射频功率放大器市场规模（亿美元） 5G手机 0 0 0 0 1.5 3.8 9.0 13.5 17.3 21.0 4G手机 4.6 9.8 9.8 12.7 9.8 10.7 9.4 7.8 6.8 6.2 2G/3G手机 3.4 2.3 1.7 1.1 0.6 0.2 0 0 0 0 合计 7.9 12.1 11.4 12.9 11.9 14.7 18.4 21.3 24.1 27.216 2020 LeadLeo 中国射频功率放大器行业市场规模（2/2） 射频功率放大器在基站领域的市场规模更具周期性。通信技术的升级，会迎来基站建 设的加速期，对射频功率放大器的需求上升 中国射频功率放大器在基站领域的市场规模 射频功率放大器在基站领域的市场规模更具周期性。通信技术升级，基站建设将迎来加速期。4G基站的建设周期在2014-2019年，其中2014-2016年是4G基站建设的高峰期， 无线设备厂商对射频功率放大器的需求上升明显，随后4G基站建设速度放缓，无线设备厂商对射频功率放大器需求减弱，射频功率放大器市场规模收缩。5G基站建设的高峰 期在2020年-2022年。2020年，三大运营商全年原计划建设55万架基站，其中中国电信及中国联通共同建设30万架，中国移动建设25万架。因疫情影响，2020年第一季度5G 基站建设进度不及预期，除火神山、雷神山等医疗单位所需的5G基站建设进程相对稳定，其他地区5G基站建设因基础建设施工人员大多未复工而暂缓。在工信部2020年2月 22日召开的关于加快推进5G发展、做好信息通信业复工复产工作电视电话会议上，三大运营商领导均表态将全力保障5G发展不受疫情影响，并加速建设进度。预计在复工后， 三大运营商响应政府号召，加速建设5G基站，预计2020年5G基站的建设数量上升至80万架左右，超出原定计划。2023-2024年5G基站建设逐步放缓，中国射频功率放大器在 基站领域的市场规模下滑，预计从2022年的216亿元下降至2024年的89.1亿元。 2015 2016 2017 2018 2019 2020E 2021E 2022E 2023E 2024E 基站建设数量（万架） 5G基站 - - - - 13 80 150 160 94 66 4G基站 103.9 112.7 75.4 89.8 65.2 - - - - - 基站设备平均价值（万元） 5G基站 22.5 标配的5G主设备（1个BUU+3个AUU）价格为20-25万元，采用平均值22.5万元 4G基站 5.4 4G主设备（1个BUU+3个AUU+3个天线）价格为4.3-6.5万元，采用平均值5.4万元 射频功率放大器在基站设备价值的成本占比 5G基站 6% 4G基站 5% 中国射频功率放大器在基站领域的市场规模（亿元） 5G基站 - - - - 17.6 108.0 202.5 216.0 126.9 89.1 4G基站 28.1 30.4 20.4 24.2 17.6 - - - - - 合计 28.1 30.4 20.4 24.2 35.2 108.0 202.5 216.0 126.9 89.1 28.1 30.4 20.4 24.2 35.1 108.0 202.5 216.0 126.9 89.1 0 50 100 150 200 250 300 亿元 中国射频功率放大器在 基站领域市场规模 年复合增长率 2015-2019年 5.7% 2019-2024年预测 20.5% 中国射频功率放大器在基站领域市场规模（按销售额统计），2015-2024年预测 中国射频功率放大器在手机领域市场规模测算，2015-2024年预测 来源：头豹研究院编辑整理17 2020 LeadLeo 中国射频功率放大器行业政策分析 中国政府给予集成电路产业高度重视和大力支持，出台一系列扶持政策，为中国集成 电路产业建立优良的政策环境 中国射频功率放大器行业政策分析 射频功率放大器属于集成电路的细分行业，集成电路作为信息产业的基础和核心，是支撑经济和社会发现的战略性产业。中国政府给与集成电路产 业高度重视和大力支持，出台一系列扶持政策，为中国集成电路产业建立优良的政策环境。2014年6月，国务院颁布国家集成电路产业发展推进纲 要，并提出着力发展集成电路设计业，围绕重点领域产业链，强化集成电路设计、软件开发、系统集成、内容与服务协同创新，以设计业的快速 增长带动制造业的发展。2019年5月，财政部颁布关于集成电路设计和软件产业企业所得税政策的公告，提出对满足要求的集成电路相关企业实 施税率减免政策，加大对行业的支持。 政策名称 颁布日期 颁布主体 主要内容及影响 关于集成电路设计和软件产业企业所 得税政策的公告 2019-05 财政部 符合条件的集成电路设计企业和软件企业，在2018年12月31日前自获利年度起计算优