行业 研究 2021 年 6 月 1 日 SAW 和 BAW 滤波器 空间广阔，东方银星入股武汉敏声卡位 BAW 赛道 射频前端行业跟踪报告之 三 电子行业 5G推动射频前端市场快速发展，模组化趋势明显且国产化进程加速。 5G化、模 组化、国产化将驱动中国射频厂商高速发展。 射频前端行业包括滤波器、 PA、 开关、 LNA等细分 市场。 2019年整体规模为 170亿美元， Yole预计 2025年可达 250 亿美元。 目前绝大部分前端市场被思佳讯、科沃、博通、村田及 RF360五大射 频龙头所垄断，国产器件自给率不足 5%。 5G高频率和多频段需求驱动射频前端 器件数量、单价快速上涨，而 PCB布线面积的约束则使得模组化产品取代分立器 件方案，成为前端设计的重要趋势。 5G时代中， 终端客户考虑供应链安全 ，国 产替代需求迫切，技术变革 +国产替代为国产射频厂商开启跨越式发展 快车道。 声波滤波器： 5G 射频模组核心器件，自主尖端技术具备稀缺性。 滤波器是射频 系统中最重要的元器件，性能优劣直接影响各频段信号通信质量。随着通信技 术的发展，通信频段数量从 2G 时代的个位数增长至 5G 时代的 70-100 个， 2019 年全球射频前端滤波器市场规模约 95 亿美元，国内规模约 26 亿美元。 BAW 滤波器龙头公司为博通，市占率近 90%。 手机滤波器多采用声波滤波技 术， 而 滤波器按照声波传递类型，分为 SAW（表面波）和 BAW（体谐振腔） 两类细分市场，其中 SAW 工艺更加类似传统集成 电路，而 BAW 工艺则需要 MEMS 声学结构以及压电材料的长期 积累，技术难度较高且单价更高。日美系 厂商凭借先进技术形成垄断 ， 2018 年 SAW 滤波器村田市占率约 47%， BAW 滤波器 博通 和 Qorvo 市占率约 95%。 博通（ AVGO.O） 2020 FY 收入约 239 亿 美元，其中以 BAW（ FBAR）为核心的 RF FEM（ Wireless）业务收入约 50 亿 美元，占比 20%； 博通 BAW 的 2019 年 全球市占率为 87%，目前市值约 1900 亿美元。 中国企业积极布局 滤波器赛道 。 （ 1）在 SAW 方面，国内以中电 26 所、 55 所 等院校团队为核心，目前低端滤波器中基本完成国产替代，但诸如 TC-SAW、 IHP-SAW 等高端产品尚未突破，技术差距较为明显。卓胜微、好达、德清华莹、 三安、信维、麦捷、开元通信等企业积极布局。（ 2）在 BAW 方面，由于 Avago 在技术及专利布 局上十分完善，国内外厂商较难取得突破，更多技术处在从实 验室向量产工艺转化的早期阶段。 BAW 滤波器在性能、应用频段、带宽上较 SAW 具有明显优势， 如果国内厂商 BAW 技术实现突破后 ， 可能 直接威胁博通 Avago 的垄断地位 。 武汉敏声 （东方银星参股） 等 国内 公司技术领先。 东方银星 ：入股武汉敏声，积极布局 BAW 赛道 。 东方银星在聚焦现有大宗商 品供应链管理服务的主营业务基 础上，拟使用 3,000 万元人民币，按照武汉敏 声 不超过 10 亿元的 投前估值，将持有武汉敏声 2.91%股权。 武汉敏声成立于 2019 年 1 月，是一家从事无线通讯射频前端 BAW 滤波器及其解决方案的 IDM 公司。 （ 1）东方银星对武汉敏声具备较强的控制力，东方银星 大概率是未来武 汉敏声的 资本运作上市公司平台。 （ 2）东方银星选举武汉敏声董事长孙成亮先 生为上市公司联席董事长。孙成亮先生是武汉大学博士，湖北省百人计划专家， 国家重点研发计划首席科学家。（ 3）中国科学院院士、物理学家徐红星先生是 武汉大学微电子学院院长和 教授 博导 。作为武汉敏声的首席科学家，持有公 司 股份约 3%。（ 4）东方银星拟发起成立半导体产业基金 、 并与武汉敏声共同 设 立子公司，用于投资 8 英寸 MEMS 射频滤波器生产线项目。 投资建议。 建议关注积极布局射频前端滤波器赛道的公司，包括卓胜微（ SAW）、 东方银星（武汉敏声 /BAW）、三安光电、麦捷科技、信维通信。 风险 分析： 国产替代需求 不及预期 ；疫情复发风险 。 作者 分析师：刘凯 执业证书编号： S0930517100002 021-52523849 分析师：石崎良 执业证书编号： S0930518070005 021-52523856 行业与 沪深 300 指数对比图 资料来源： Wind 相关研报 5G 渗透、模组趋势和国产替代驱动中国射频前 端平台型龙头的崛起 卓胜微（ 300782.SZ） 投资价值分析报告 2020-12-13 射频前端领先企业，全面深耕 5G 模组化 射 频前端行业报告之二：厂商篇 2020-11-23 5G 已至，趋势渐起 射频前端行业报告之一： 概览篇 2020-10-27 产业逻辑，依然供不应求 射频前端行业专题 报告 2020-02-20 买入（维持） 投资观点 投资聚焦 研究背景 本报告 以 SAW 和 BAW 滤波器作为核心， 对射频前端接收及发射模组的 未来发展路径进行了详细探讨，认为当前贸易禁令催生供应链安全考量，终端 客户的替代需求强烈，是国产模组厂商快速并购发展的最佳时机。目前我国在 手机声波滤波器行业积累技术及工艺距离国际先进水平尚存在较大差距，随着 国产替代趋势的进一步加强，国内品牌终端厂商射频器件的替换意愿也在逐步 增强。滤波器作为射频模组及分立器件的核心部分，未来市场发展空间广阔。 我们区别于市场的观点 本报告通过对射频前端行业的趋势发展以及滤波器核心技术的分析，细化 讨论了手机声波滤波器的两类技术 SAW 和 BAW，区别于市场此前关注较 多的量产技术更加成熟的 SAW 技术，我们对国内部分可能进行 BAW 技术突 破的公司和团队进行了详细探讨。中国 滤波 器乃至射频前端行业在国产替代的 背景之下， BAW 和高端 SAW 等核心技术的突破将有望驱动相关公司实现更快 的成长速度 。 投资观点 目前我国在手机声波滤波器行业积累技术及工艺距离国际先进水平尚存 在较大差距，随着国产替代趋势的进一步加强，国内品牌终端厂商射频器件的 替换意愿也在逐步增强。滤波器作为射频模组及分立器件的核心部分，未来市 场发展空间广阔。 滤波器按照声波传递类型，可以分为 SAW（表面波）和 BAW（体谐振腔） 两类细分市场，其中 SAW 工艺更加类似传统继承电路，而 BAW 工艺则需要 MEMS 声学结构以及压电材料的长期积累，技术难度较高，单价更高。 1、 在 BAW 方面，由于 Avago 在技术及专利布局上相对十分完善，国内 外厂商较难取得突破性进展， 更多技术处在从实验室向量产工艺转化的早期阶 段。但由于 BAW 滤波器在性能、应用频段、带宽上较 SAW 滤波器具有明显 优势，技术难点突破后将取得更大的竞争优势，甚至直接威胁博通 Avago 的 垄断地位，建议关注东方银星（ 600753.SH）（武汉敏声）等公司相关技术及 量产进展。 2、在 SAW 方面，国内以中电 26 所、 55 所等院校团队为核心，经过长 期发展，目前低端滤波器中基本完成国产替代，但诸如 TC-SAW、 IHP-SAW 等高端产品尚未突破，技术差距较为明显。重点关注卓胜微（ 300782.SZ）、 好达电子等企业；并建议关注三安光电（ 600703.SH）、信维通信（ 300136.SZ） （参股德清华莹）、麦捷科技（ 300319.SZ）、开元通信等。 目录 1、 声波滤波器： 5G射频核心器件，自主尖端技术具备稀缺性 . 6 1.1、 滤波器是射频前端的关键器件， 5G 驱动量价齐升 . 6 1.2、 从 SAW 到 BAW 5G 推动下的声滤波技术演进 . 7 1.3、 滤波器：射频前端核心器件，美日大厂垄断市场 . 11 1.3.1、 170 亿美元手机射频前端市场，滤波器独占一半以上 . 11 1.3.2、 全球竞争格局：美日大厂垄断， BAW 专利竞争激烈 . 13 1.4、 射频前端模组（ RFFEM）：对射频器件小型化以及模组集成的不断求索 . 14 1.4.1、 射频前端市场：模组化规模快速增长， 5G 面积约束推动国产器件迈入快车道 . 16 1.4.2、 模组五重难关前路漫漫，滤波器技术将成为高端模组发展核心竞争力 . 18 2、 中国 BAW滤波器行业：技术差距明显，武汉敏声和诺思等企业积极布局 . 23 2.1、 自主供给缺口大， BAW 等高端滤波器技术亟待突破 . 23 2.2、 东方银星（ 600753.SH）：入股武汉敏声卡位 BAW 滤波器赛道 . 24 2.2.1、 东方银星主业供应链管理服务 . 24 2.2.2、 东方银星入股武汉敏声，积极布局 BAW 滤波器赛道 . 24 2.3、 经纬辉开（ 300120.SZ）：参股 BAW 企业诺思微，但目前经纬辉开与诺思处于诉讼状态 . 26 2.3.1、 国内首家 FBAR 量产厂商，专利布局 +研发生产能力构筑核心竞争力 . 27 2.3.2、 经纬辉开和董事长已投资诺思 22%股权，但目前与诺思处于诉讼状态 . 28 2.3.3、 诺思和安华高目前处于专利诉讼状态 . 30 3、 投资建议：关注 SAW 滤波器国产替代、 BAW 滤波器技术突破 . 31 4、 重点 关注公司 . 32 4.1、 卓胜微：自建 IDM 布局 SAW 滤波器，射频前端模组国产替代进行时 . 32 4.2、 东方银星：入股武汉敏声，长期布局 BAW 技术 . 33 4.2.1、 武汉敏声拥有 BAW 优秀研发团队 . 33 4.2.2、 盈利预测 . 33 4.2.3、 估值水平与投资建议 . 34 5、 风险提示 . 35 附录：射频前端行业和公司历史报告 . 35 图 表 目录 图表 1：终端射频前端结构与内部组件 . 6 图表 2：射频前端系统各器件及内部架构 . 7 图表 3：滤波器的关键性能指标 . 7 图表 4： 2G-5G 时代手机滤波器数量及价 值量变化 . 7 图表 5：射频滤波器在基站以及手机终端场景中的分类（按技术特点） . 7 图表 6：声学滤波器的主要分类（按材料及工艺） . 8 图表 7： 滤波器件结构的发 展历程 . 8 图表 8： SAW 与 BAW 滤波器的技术特点及优劣对比 . 9 图表 9： BAW 滤波技术的两种常见结构： FBAR 和 SMR. 10 图表 10：不同种类滤波器适用的通频频段 . 10 图表 11：全球射频前端市场规模及增速（单位：亿美元， %） . 11 图表 12：全球射频前端市场发展结构预测（按模组分类，单位：十亿美元， %） . 11 图表 13： 2018 年射频前端市场结构（按分立器件分类） . 11 图表 14：主流品牌各价位机型射频前端模组化程度 . 11 图表 15：全球滤波器销售额（单位：亿美元） . 12 图表 16：中国滤波器销售 额（单位：亿美元） . 12 图表 17： SAW、 BAW 市场格局（ 2018 年，按销售额统计，左图为 SAW、右图为 BAW） . 13 图表 18：手机射频滤波器主要海外厂商：日美系巨头垄断市场 . 13 图表 19：声波滤波技术专利布局及发展历程（截止 2019 年总滤波器专利数超过 7510 项） . 14 图表 20：射频前端模组的主集 /分集信号链路 . 15 图表 21：集成方式不同的射频前端模组分类 . 15 图表 22：射频不同频段的模组化整合发展 . 16 图表 23：不同厂商在 4G 时代旗舰机中已经大量采用模组化方案（ iPhone XS 拆机） . 16 图表 24：各品牌厂商不同档次机型模组化程度逐渐提升 . 17 图表 25：国产后发厂商在 5G 推动下更快追近国际龙头的模组化设计能力 . 18 图表 26： Rx 模组化进程的五重关卡 . 18 图表 27：思佳讯 Sky53735 系列全频段（ GSM/WCDMA/LTE/5G） MIMO LFEM 分集接收模组 . 20 图表 28： Tx 模组化进程的五重关卡 . 20 图表 29： Qorvo M/H 重耕频段 LPAMiD 开盖图 . 22 图表 30：手机射频滤波器主要国内厂商：多为中低端 SAW 产品， BAW 高端技术或成突围之机 . 23 图 表 31：武汉敏声主要财务数据（单位：元） . 25 图 表 32：武汉敏声增资前的股权结构 . 25 图表 32：诺思先进封装尺寸发展历 程 . 27 图表 33：诺思绵阳一期工程厂房搭建基本完成 . 27 图表 34：诺思 2019 年和 2020 年上半年利润表（单位：万元） . 28 图表 35：经纬辉开 2020 年分项业务情况（单位： %，元） . 29 图表 36：射频滤波器行业关注公司盈利预测与估值 . 31 图表 37：卓胜微盈利预测与估值 . 33 图表 38：东方银星业务拆分预测（单位：百万元）： . 34 图表 39：公司盈利预测与估值简表 . 34 图表 40：可比公司市销率 PS 水平 . 35 3 1、 声波滤波器： 5G 射频核心器件，自主尖 端技术具备稀缺性 1.1、 滤波器是射频前端的关键器件， 5G 驱动量价齐升 射频（ Radio Frequency）表示能够远距离在空间传播的电磁波频率 ，一般范 围在 300k-300GHZ，用于进行无线通信。射频系统是通信系统中负责处理射频信 号发送与接收的部分，包含射频收发器，天线以及射频 前端。其中，射频前端分为 发射通路和接收通路两部分，发射通路包含功率放大器、双工器等，接收通路包括 天线调谐器、滤波器、低噪声放大器以及开关等： 功率放大器 PA（ Power Amplifier）：将基带小功率信号放大至传输要求以上， 通过天线进行发射； 滤波器 （ Filter）：允许特定频率信号通过，过滤其他频段信号，从而解决不 同频段和通信系统之间的信号干扰；双工器（ Duplexer）由两个滤波器组成； 射频开关 （ Switch）负责信号通路的导通与截止，从而实现信号切换功能； 低噪声放大器 （ LNA， Low Noise Amplifier）用于放大微弱信号，且噪声较小， 信噪比较高，常用于接受通路； 调谐器 （ Tuner）是具有匹配阻抗功能的开关，用于匹配不同信号用于天线发 射。 图表 1：终端射频前端结构与内部组件 资料来源：卓胜微招股说明书，光大证券研究所整理 滤波器是射频系统中最重要的元器件，性能优劣直接影响信号通信质量。 由于 射频前端中需要接收多种不同频段的信号，信号之间的干扰问题就需要滤波器进行 解决，且在发射及接收通路中都需要使用，故为射频系统的核心元器件，直接影响 各频段信号通信质量，广泛应用在基站以及终端设备中。滤波器在不同频率下通过 的信号强度不同，可以描绘出滤波曲线从而衡量滤波器的性能，常见的关键指标包 括品质因数（ Q 值）、通带宽度（ Bandwidth，带宽）、插入损耗（ Insertion Loss） 以及阻带抑制（ Out Band Rejection）。 5G 高频 +多频段协同要求驱动滤波器量价齐升 。随着通信技术的发展，通 信频 段数量从 2G 时代的个位数增长到 5G 时代的 50-70 个，单个滤波器的选通频率固 定，所以每增加一个频段就要对应集成新的滤波器。以典型的 5G 旗舰机为例，由 于 MIMO 技术的引进，其需要支持 Sub-6、 LTE、 B38、 WCDMA、 GSM、 WIFI 6 在内的 70 个以上的子频段，对应需要的滤波器数量在 80-100 个。 另一方面， 5G 高频的通信频段对射频器件的小型化、集成化、屏蔽性和散热 性能提出更高要求，越来越多的厂商引入体声波（ BAW）技术和 MEMS 技术进行 设计和封装，从而提升了滤波器的单个价值，移动终端设备中滤波器 的单机价值量 有望达到 80-150 元 ，推动滤波器市场快速增长。 图表 4： 2G-5G 时代手机滤波器数量及价值量变化 支持频段数（个） 滤波器数量（个） （包括分立 /模组） 合计单机价值量（元） 2G 手机 2-4 2-4 3-5 3G 手机 4-6 5-8 8-10 4G 手机（中低端） 10-20 20-40 20-40 4G 手机（高端） 20-30 40-60 40-60 5G 手机（ Sub-6） 30-50 60-100 80-120 5G 手机（毫米波） 50-70 100-150 100-150 资料来源：光大证券研究所根据 Tech insight、 iFixit 等拆机内容整理测算 1.2、 从 SAW 到 BAW5G 推动下的声滤波技术演进 手机射频滤波器主要采用声学滤波技术，基站更多使用介质腔体滤波 。射频滤 波器主要的应用场景为通信基站以及手机等终端滤波器，手机与基站滤波器在体积、 制作工艺、带宽、功率以及成本方面存在明显差异；其中，基站滤波更加注重宽频 段、大功率以及高稳定性，而手机滤波器对性价比、尺寸比较敏感，且单一滤波器 通频带特定，相对较窄。 图表 5：射频滤波器在基站以及手机终端场景中的分类（按技术特点） 应用场景 滤波技术 适用频段 特点 基站 金属腔体 300M-30G 适用于 2G-4G，高功率、高稳定性，体积大无 法集成 陶瓷介质腔体 300M-30G 5G 小型化需求，散热好，体积小 手机 表面声波技术 (SAW) 10M-3G 工序少，成本低，损耗较小，功率容量较低， 通频带较宽 体声波技术 (BAW) 600M-10G 工序多，成本较高，损耗低，品质因数及功率 容量较高，抗干扰性好 资料来源：光大证券研究所整理 图表 2：射频前端系统各器件及内部架构 图表 3：滤波器的关键性能指标 基本情况 指标描述 品质因数 滤波器的通过频率与带宽之间的比值，一般 Q 值越高，滤波器灵敏度越高，滤波效果更好。 插入损耗 加入滤波器对原有电路中信号的衰减程度 带宽 可以通过滤波器的频率范围 阻带抑制 滤波器拒绝带与通带内信号强度之差，抑制程度越高抗干扰 性能越好 资料来源： 电子发烧友，光大证券研究所整理 资料来源： Qorvo、天津诺思官网 ，光大证券研究所整理 基站滤波 ： 2G-4G 时代主要使用大型的金属腔体滤波器，功率容量以及稳定性 较高，但由于无法集成，体积过大，在 5G 小基站中更多采用陶瓷介质滤波器进行 替代，部分体声波 FBAR 高功率产品也可以应用在基站领域； 手机射频模组 ：声波滤波技术是目前的主流手机滤波技术，主要可以分为表面 声波 SAW 以及体声波 BAW 技术，将电磁波转为机械波（声波）在表面 /腔体内谐振， 从而过滤通频带外的干扰信号。进一步地， SAW 技术可以细分为普通类、 TC-SAW （温度补偿）和 I.H.P-SAW（高性能），而 BAW 技术可以分为 SMR（固态装配反 射层）和 FBAR（薄膜腔体）两种。 图表 6：声学滤波器的主要分类（按材料及工艺） 资料来源： Murata、 Broadcom，光大证券研究所整理 1917 年，美国、德国科学家依据电容 L 和电感 C 对交变信号相位影响的特性， 发明了 LC 振荡滤波器 ，经过 30 余年的发展，至 20 世纪 50 年代无源滤波器日趋 发展成熟。随着 70 年代计算机技术的兴起，滤波器工艺也开始向集成化发展，此 时 低温共烧陶瓷（ LTCC） 技术由 Hughs. Co 在 1982 年开发，将电阻、电容和电 感埋入三维陶瓷基板中加以高温烧结，形成互不干扰的高密度电路，并且可以在 表面贴装有源器件以及 IC，成功将滤波器件集成化，小型化，从而应用在终端通 讯等领域。 图表 7： 滤波器件结构的发展历程 资料来源： 天津诺思官网 ，光大证券研究所整理 随着通信频段的高频化以及终端设备的小型化，传统分立式 RLC 振荡滤 波器已经较难满足日益增长的通信需求，此时利用压电效应制备的电磁 -机械 波转化式滤波技术开始出现。日本京瓷、村田、东电化等公司利用压电 （ Piezo-electric）材料内部晶体结构受到压力产生形变，内部出现净电荷从 而在表面形成电压差的特点，制成 IDT（ InterDigital Transducer）换能器在 物体表面产生声波（也叫拉莱耶波），而特定频率外的声波会 在 垂直表面的方 向上迅速衰减，最终完成对特定频段信号的滤波，这就是 表面声波滤波技术 SAW（ Surface Acoustic Wave）。 由于表面波波速固定，当频率越高时， SAW 换能器之间的间距越小，所 以 SAW 技术往往对 GHZ 以上的频段无能为力。 体声波 BAW 滤波器 （ Bulk Acoustic Wave）的基本结构为两个金属电极中夹着压电薄膜，声波在压电薄 膜内谐振长期留存，形成驻波。根据菲涅尔折射定律，由于固体中的声速 （ 5000m/s）远大于空气中的声速（ 340m/s）， 99%以上的声波能量会在固 体和空气的 边界处反射回来，造成全反射现象，形成驻波。 通常 BAW 滤波器 在高频段的品质因数 Q、插入损耗和阻带抑制要远好于 SAW。 图表 8： SAW 与 BAW 滤波器的技术特点及优劣对比 资料来源：光大证券研究所依据村田、博通等公开产品资料及发表论文整理 由于衬底和压电材料的声波阻抗近似，所以并不能直接将衬底与压电层接 触，目前常用的实现全反射的 BAW 结构主要有两种： 1. 固态反射层谐振 SMR（ Solidly Mounted Resonater）： 根据布拉格反射 定律，不同材质的声波阻抗不同，声波从高阻抗进入低阻抗时会形成部 分反射，当我们将高低阻抗层交替排布，且令层厚度为声波波长的 1/4 时，多层叠加的反射层能够将绝大部分声波反射至谐振腔内，这就是固 态反射层技术 SMR， SMR 技术与 IC 制造工艺流程类似，通过光刻、镀 膜技术形成二维平面结构。 2. 薄膜腔体谐振 FBAR（ Film Bulk Acoustic Resonater）： 空气是最好的 全反射介质，所以利用 MEMS 技术使得腔体两面接触空气形成滤波器的 品质因子自然更好。 FBAR 技术分为膜技术和空气腔技术两种类型 ，膜技 术需要在衬底背面进行刻蚀，而空气腔技术需要精确控制喷溅厚度，最 终在衬底和压电材料间形成空气隙。 FBAR 工艺需要更多的利用 MEMS 技术，金属制程喷溅工艺较为复杂，对设计经验、生产工艺要求极高， 故目前只有博通等少数几家公司掌握 。 图表 9： BAW 滤波技术的两种常见结构： FBAR 和 SMR 资料来源：电路说公众号，光大证券研究所整理 SAW 技术广泛应用， 5G 高频段 BAW 将成为主流 。 SAW 滤波器是当前消费 电子产品大规模使用的滤波器元件，其成本和复杂程度较低，主要适用于低频段 通讯，而 BAW 滤波器工艺复杂，成本较高，多用于高频段通讯。总体而言， Baw 滤波器的成本高于 Saw 滤波器，而温度敏感性、插入损耗特性以及频段和宽带表 现方面， Baw 滤波器性能则显著优于 Saw 滤波器。 虽然 Murata 为首的日本厂商通过增加镀层的方式发明了 TC-SAW、 IHP-SAW 技术，在抑制温度漂移以及功率容量、高频率表现方面有所突破，被广泛应用在 4G 产品上，但 BAW 技术在规模化降低成本，谐振原理和大功率下的优势十分 明显。随 着 5G 时代的来临， MEMS 及 IC 集成化工艺的进一步发展， BAW 滤波器将成为射频 通信领域的主要器件。 图表 10：不同种类滤波器适用的通频频段 资料来源： Qorvo、 天津诺思官网 ，光大证券研究所整理 1.3、 滤波器：射频前端核心器件，美日大厂垄断市场 1.3.1、 170 亿美元手机射频前端市场，滤波器独占一半以上 射频前端市场 2025 年规模 预计 达到 250 亿美元，模组化趋势明显 。随着移动 通讯技术的发展，通信标准在向 5G 变化的过程中，信号频率不断提升，射频前端 所需要接收的不同信号频段也不断增加，从而射频前端所需要的器件和模组数量也 随之提升，射频器件的单机价值量快速增长。根据 QYR 数据统计， 2015 年全球射 频前端市场规模为 101 亿 美 元，而 2019 年则增长至 170 美 亿元，复合增长率超过 13%。 图表 11：全球射频前端市场规模及增速（单位：亿美元， %） 图表 12：全球射频前端市场发 展结构预测（按模组分类，单位： 十亿美元， %） 资料 来源 ： QYResearch，光大证券研究所整理 资料来源： Yole 2019；注： Yole 分类为 PA 模组、接收模组、 WIFI 连接模组、天线模组、 分立滤波器、分立开关和调谐器 根据 Yole 统计，截止 2019 年，全球各大手机品牌商均在不同程度上实现射 频模组集成化，其中以苹果模组化程度最高，基本实现了大部分射频器件的集成， 而其他厂商高端机型模组化程度一般也超过了 50%。无论是采用分立器件还是将 PA、 LNA、天线等形成模组，滤波器都会伴随在放大器件以及开关进行集成，故 射频前端的模组化发展非但不会降低滤波器的数量，反而会由于模组化带来的滤 波器设计难度提升，从而使得滤波器 对应 的单机价值量提升。从 2018 年射频前端 器件结构占比上同样可以看到，功率放大器 PA 和滤波器是前端市场最主要的构成 部分，其中滤波器占比达到 53%，而 PA 占比则为 33%。 图表 13： 2018 年 射频前端市场结构（按分立器件分类） 图表 14：主流品牌各价位机型射频前端模组化程度 资料来源： Yole 2019， 光大 证券研究所整理 资料来源： Yole 2019 滤波器的下游应用场景众多，但在手机前端中，绝大多数使用的都是声波滤 波技术，而 LTCC 陶瓷和 LC 振荡技术由于体积和通频宽度问题已经被淘汰。在 5G 换机浪潮下，射频滤波器的需求数量及单机价值量不断增加，从而使得全球滤 波器市场规模不断提升。 根据 IDC 提供的数据， 2019 年全球滤波器销售额为 95.2 亿美元， 其中 SAW 滤波器为 53.3 亿美元， BAW 滤波器为 41.9 亿美元， BAW 滤波器销售额占全球滤 波器销售额的比例从 15 年的 30%提升至 19 年的 44%；而在中国市场中，由于国 产滤波器供应缺口较大，加之过去五年智能手机市场处于 4G 末尾，产品形态变化 较少， 2019 年滤波器销售额为 26.1 亿美元，相比 2015 年下降了 2.4 亿美元；其 中 SAW 滤波器销售额为 14.6 亿美元， BAW 滤波器为 11.5 亿美元，所占比例从 15 年的 30%提升至 19 年的 41%。 随着越来越多 5G 通信设备的出现， SAW 滤波器囿于只能支持中低频段通讯， 且稳定性以及功率容量较小。我们预计在 5G 进入成熟期后（ 2022 年后）， BAW 滤波器市场份额预计将达到整个行业的 60%以上，且随着 MEMS 以及模拟 IC 设 计工艺的发展越来越具有规模化成本优势。目前我国 SAW 滤波器自给率仅为 5%， 而 BAW 滤波器更是甚少有厂商能够实现量产出货，国内供给缺口大，市场空间广 阔，具备尖端声波滤波设计专利以及工艺设备的滤波器厂商或将成为破局的关键。 图表 15：全球滤波器销售额（单位 ：亿美元） 图表 16：中国滤波器销售额（单位：亿美元） 资料来源： IDC，光大证券研究所整理 资料来源： IDC，光大证券研究所整理 此外，体声波滤波器（ BAW）作为声波滤波器的高端解决方案，不仅仅应用 于手机，还广泛应用于移动终端、基站、物联网、 Wi-Fi、蓝牙、导航等多个领域。 （ 1）手机市场： 移动终端（手机）市场是当前规模最大、竞争最激烈的市场。 据 IDC 估计，全球手机市场每年射频滤波器、双工器、多工器芯片的需求超过百 亿美元，占据射频前端市场总份额的一半以上。当前，中高端 BAW/TC-SAW 芯片 市场份额主要被欧美日厂商所占据。 （ 2）小基站市场 ： 5G 小基站可能成为 BAW 滤波器应用的主要场景之一。据 IDC 预测，到 2025 年，与宏基站匹配的小基站 /微基站数量将达到 1500 万台，其 中滤波器的总需求将对应约 80100 亿元的市场规模。在 5G 通讯场景下，频率向 高频扩展，对滤波器小型化的需求进一步被明确， BAW 滤波器也成为替代介质滤 波器的最佳方案之一。 （ 3）物联网市场 ：随着物联网的发展，全球采用蜂窝连接的设备形态不断增 加，自动驾驶、可穿戴设备、智能家居、无人机等行业高速发展。根据 IDC 机构 预测， 2020 年以后，全球将有超过 300 亿台的物联网终端，它们都需要射频滤波 器的对应配置。 图表 17： SAW、 BAW 市场格局（ 2018 年，按销售额统计，左图为 SAW、右图为 BAW） 资料来源： Yole，光大证券研究所整理 1.3.2、 全球竞争格局：美日大厂垄断， BAW 专利竞争激烈 手 机滤波器行业属于技术密集型，对于模拟 IC 的设计经验以及相关专利工艺 技术布局的要求极高。 在手机射频领域，声波滤波器已经基本淘汰 LC 滤波器以及 陶瓷滤波器，经历了 90 年代以来不断的市场竞争以及技术整合并购，形成了日系、 美系两派厂商垄断 SAW 以及 BAW 市场的竞争格局。 密集并购催生滤波器行业新龙头，行业格局进一步集中。 与滤波器厂商相关 的并购和整合可以分为三类：第一是基带芯片厂商与射频芯片厂商之间的整合， 形成基带和射频一体化提供方案；第二是射频芯片厂商收购滤波器厂商，形成射 频芯片与滤波器的一体化解决能力；第三是巨头之间的强强联合与整合，提供射 频终端的整体解决能力。 1、 SAW 滤波器竞争格局。根据 Yole 的统计数据，截止 2018 年，全球 SAW 滤波器市场基本被日系厂商垄断，其中村田 Murata 占据 47%的市场份额， TDK 东电化占比为 21%，太阳诱电为 14%，美国厂商 Skyworks、 Qorvo 分别占据 9%、 4%的市场份额，合计 CR5 达到 95%。 图表 18：手机射频滤波器主要海外厂商：日美系巨头垄断市场 资料来源： Wind，各公司官网，光大证券研究所整理 2、 BAW 滤波器竞争格局。 BAW 滤波器的兴起较晚，且由于技术工艺以及专 利布局路径与 SAW 差异较大，故日系厂商布局较少，目前博通（ Broadcom， AVAGO）独占 87%的市场份额，主要供货 FBAR 型产品，而 Qorvo 占据 8%的市 场份额， CR2 已经达到了 95%，另外 TDK 和太阳诱电也有少部分布局 SMR 类型 产品。 SAW 专利竞争格局基本稳定， 5G 时代 BAW 技术快速发展，专利竞争激烈。 声波滤波器市场垄断性较强的根源在于专利布局的集中，射频滤波相关专利自 20 世纪 70 年代开始，到 2019 年全球有超过 7500 项声波滤波器的相关专利。自 1971 年 Zenith（ LG 电子前身）申请第一项 SAW 专利开始，前期相关布局以日系厂商 为主，主导厂商为村田、东电化和 TDK 等。至 20 世纪末，世界各国先进滤波器 厂商纷纷开始布局 SAW 技术专利，相关 IP 数目大幅度增长，在 2006 年后行业布 局成熟， 专利格局基本稳定。其中，村田在 SAW 滤波器的各类工艺以及集成化方 面专利申请量超过 1000 项，是该领域无可争议的龙头厂商。 2015 年开始，随着通信标准更新换代的加快， 5G 通信模组的升级需求推动 了 BAW 技术的发展，由于日系厂商相对保守的发展策略，导致美系厂商博通、科 沃以及三星电子等后来居上，各厂商重新开始在 BAW 领域加速布局专利技术。其 中，博通拥有超过 300 项 BAW 技术专利，属于全球体声波技术领导者，但近年来 发展方向朝模组化演变，其在 BAW 结构上的专利新申请步伐逐渐放缓。由于 BAW 技术随着通信标准的演进变化日 新月异，这就给了许多后来厂商在专利布局上的 反超机会。 图表 19：声波滤波技术专利布局及发展历程（截止 2019 年总滤波器专利数超过 7510 项） 资料来源： knowmade，光大证券研究所整理 1.4、 射频前端模组（ RFFEM）：对射频器件小型化以及 模组集成的不断求索 射频前端模组 （ RF Front-End Module）是将射频开关、低噪声放大器、 滤波器、双工器、功率放大器 PA 等两种或者两种以上的分立器件集成为一个 模组，从而提高集成度和性能，并使体积小型化。 分集模组 只需要考虑接收链 路，相对集成射频器件较少，集成度较低，而 主集模组 需要集成发射链路 Tx 以及接收端 Rx 器件，集成度相对较高。 图表 20：射频前端模组的主集 /分集信号链路 主集链路模组 分集链路模组 资料来源：开元通信官网 根据集成方式的不同， 主集天线射频链路 中有： 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）、 LPAMiD（ LNA、 集成多模式多频带 PA 和 FEMiD）等； 分集天线射频链路 中有： ASM（集成天 线和开关）、 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 )等。集成元件越多，模组实现功能以及小型化程度可达上 限越高，但相应工艺设计复杂难度大幅提升。 图表 21： 集成 方式不 同的射频前端模组 分类 Module 英文全称 中文名称 集成度 集成器件 &功能 ASM Antenna Switch Module 天线开关模组 低 天线 +开关 FEM Front End Module 前端模组 低 开关 +滤波器 DiFEM Diversity FEM 分集前端模组 低 分集链路集成开关 +滤波器 LFEM LNA +Front End Module 低噪放前端模组 中 集成开关、低噪声放大器以及滤波器 FEMiD Front End Module+Duplexer 双工前端模组 中 集成开关、滤波器以及双工器 PAM Power Amplifier Module PA 模组 中 集成 PA 以及滤波器，开关 PAMiD Power Amplifier Module+Duplexer 多模 PA 双工模组 高 集成多模式多频带 PA 和 FEMiD LPAMiD LNA+PAMiD 多模 LNA+PA 双工模组 高 LNA、集成多模式多频带 PA 和 FEMiD 资料来源：紫光展锐、英飞凌、 Skyworks 等，光大证券研究所整理 射频前端的集成度越来越高，模组化是必然趋势。 消费终端产品体积有限， 随着射 频器件的增多 ， 集成化可以 更好的 降低成本、提高性能 ，并且减少调试 工序。在 4G LTE 时代，最初 低（大约 1GHz），中（ 1-2GHz）和高频（ 2-3GHz） 频率的射频器件被封装在三个单独的模块中 ， 之后低频段模块扩展到 600MHz，中频和高频模块合二为一 ， 模块中集成的器件也越来越多 。随着 5G 引用更多 Sub-6 以及毫米波频段， 超高频（ 3-6GHz）模块将会支持现有的 LTE 频段和 5G 的 NR 频段，甚至在毫米波频段，有需要 将天线和 对应的分 集接收模组集 成在一个模块当中。 4G 时代主流的射频供应商如 Qorvo、 Avago、 Skyworks、 Murata、 TDK-Epcos 早已大量供货模组化产品，目前已经在 5G Sub-6 模组频段积累经 验 ，之后 将陆续 进军 mmWave 领域。而 Fabless 厂商则直接瞄准 5G 毫米波 领域，制定芯片的 原型设计及架构。 平台 厂商 如高通、 MTK 等亦 对于射频芯 片的设计亦表现出强烈的兴