1 本报告版权属于安信证券股份有限公司。 各项声明请参见报告尾页。 5G 系列报告之 八 ： 小型化 有望带动滤波器 市场空间倍增 ，陶瓷介质 或将 成为主流 5G 万亿投资开启 ，基站射频器件或将 率 先受益 ： 根据我们在 系列一报告中的测算， 5G 投资规模将达到万亿级别，同时 为满足 5G 时代丰富的应用场景和网络性能需求，基站侧各组成单元的软件和硬件架构都出现了显著变化。射频单元作为 5G 确定性的投资方向之一，有望实现量价齐升。数量上，大规模天线（ Massive MIMO）技术 广泛 应用，射频器件数量将 成倍 增加。单价上， 5G 工作频谱带宽更宽频段更高 ，射频器件处理 的 信号更复杂 、 性能要求 也 更高， 因此 单体价值会有较大提升。量价齐升， 5G 时代 射频器件将显著受益。同时，从 3G、 4G发展经验来看， 射频 器件投资往往在网络建设初期率先启动。因此，我们认为随着 2020 年迎来 5G 正式商用，射频器件或将 率先 受益 。 滤波器是 基站 射频核心器件， 5G 时代 市场空间 有望 倍增： 滤波器是射频 核心 器件，其主要作用是 使发送和接收信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减其他频率成分 。 按照技术演进顺序， 基站 滤波器主要有金属同轴 腔体 、陶瓷介质谐振 和 陶瓷 介质 三 类。 5G 时代， 受限于大规模天线 Massive MIMO 对 射频器件集成化 的要求，滤波器必须更加小型化 ， 同时 5G 通信频段更高，处理的连续带宽更宽，滤波器设计复杂度大幅提升。我们判断尺寸小、 Q 值高的陶瓷介质滤波器有望成为发展主流。综合考虑用量的规模提升和价格的适当下降，粗略计算，5G 时代单基站滤波器价值量可以达到 4G 的 3.6 倍 ， 进一步考虑到 5G基站总量或将达到 4G 的 1.5 倍，则 5G 滤波器国内和全球市场空间分别 有望 达到 576 亿元和 806 亿元 。 基站 滤波器行业 进入壁垒高 ， 我国是全球主要市场 ：滤波器行业具有认证、技术和资金三方面的进入壁垒 ，参与者有限 。 3G/4G 时代，国内 滤波器 主要 厂商 包括大富科技、武汉凡谷、国人通信、摩比发展、春兴精工、东山精密、国华新材料 （风华高科旗下子公司） 和灿勤 科技 等，国外主要包括 Powerwave 和 CommScope（ Andrew）等。 此外， 从 3G 时代开始，射频器件行业持续向中国转移 ；到了 4G 时代，武汉凡谷和大富科技 成为 全球 基站 滤波器龙头厂商。 展望 5G， 对滤波器小型化的需求使得 滤波器 的设计难度 显著 提高 ， 国内 以国华新材料、艾福电子（东山精密旗下子公司）和春兴精工为代表的 厂商技术准备度高，因此 5G 时代我国仍有望保持全球基站滤波器主要市场的地位 。 abl e_Titl e 2018 年 07 月 20 日 通信 Tabl e_BaseInfo 行业深度分析 证券研究报告 投资 评级 领先大市 -A 维持 评级 Tabl e_FirstStock 首选股票 目标价 评级 Tabl e_Chart 行业表现 资料来源： Wind 资讯 % 1M 3M 12M 相对收益 5.03 4.16 4.18 绝对收益 -0.67 -4.68 -4.35 夏庐生 分析师 SAC 执业证书编号： S1450517020003 xialsessence 021-35082732 彭虎 分析师 SAC 执业证书编号： S1450517120001 penghuessence 陈昊 报告联系人 chenhao1essence 相关报告 5G 热点问题详解系列之六： 5G 基站滤波器的变化 2018-07-18 5G 系列报告之七： 5G 促进 PCB/覆铜板 产 业 升 级 ， 核 心 资 产 价 值 重 估 2018-07-15 中兴通讯禁令被解除， 5G 板块压力逐步释放 2018-07-15 5G 系列报告之六：新空口、新格局，Massive MIMO 重 构 天 线 产 业 链 2018-07-13 5G 热点问题详解系列之五： 5G 基站CU-DU 到 底 是 分 离 还 是 会 合 设 2018-07-13 -25%-19%-13%-7%-1%5%11%17%2017-07 2017-11 2018-03通信 沪深 300 2 本报告版权属于安信证券股份有限公司。 各项声明请参见报告尾页。 5G 商用渐行渐近 ， 技术领先的厂商 充分受益 ： 受到行业特性和产业链所处位臵的影响，传统滤波器厂商的客户集中度都比较高，在造成业绩周期性 变化的同时，议价能力也受到较大 影响。统计 基站 滤波器主要 上市公司的营业收入和毛利率， 我们 发现， 2014 年以后， 相关 厂商收入和毛利率持续下降。我们认为， 5G 是滤波器厂商的重要发展机遇。一方面， 大 规模天线 Massive MIMO 商用，射频通道数增加，进而带动滤波器需求量提升 ；另一方面，新的滤波器方案的应用也 有望带动 产品毛利率 上涨 ；同时，以史为鉴， 伴随 每一代移动通信技术升级，滤波器 都 呈现早周期的投资布局特征。 因此，在 5G 商用渐行渐近的背景下， 掌握先进技术和制造工艺的 滤波器厂商 将大有可为 。 投资建议： 5G 开启跨时代盛宴，预期 2019 年随着全球 5G 标准 的推出，国内网络建设将逐步展开，商用规模领先全球。我国 5G 技术研发和标准制定活跃度高，本土 5G 产业链上下游厂商将充分受益，由此向更高的全球市场份额进发。 建议 重点 关注 风华高科 （ 旗下子公司国华新材料掌握从陶瓷粉体，到介质谐振器到介质滤波器的全部制造工艺，技术和成本优势显著 ） 、 东山精密 （ 精密钣金生产技术 具有优势 ，同时掌握陶瓷介质滤波器制造工艺， 业务协同 有望构建竞争优势） 。 风险提示： 5G 商用不及预期； 行业竞争加剧 行业深度分析 /通信 3 本报告版权属于安信证券股份有限公司。 各项声明请参见报告尾页。 内容目录 1. 5G 万亿投资开启，基站射频器件或将率先受益 . 5 1.1. 移动技术代际升级， 5G 基站架构变化显著 . 5 1.2. 基站 射频器件 呈现前周期布局的特征 ， 5G 时代有望量价齐升 . 5 2. 滤波器是射频核心器件， 5G 时代市场空间有望倍增 . 7 2.1. 3G/4G 时代，金属同轴腔体滤波器是市场主流选择 . 7 2.2. 应对无线环境干扰愈加复杂，陶瓷介质谐振滤波器迅速发展 . 8 2.3. 5G 时代，陶瓷介质滤波器有望成为主流 . 8 2.4. 5G 时代滤波器市场空间有望倍增 . 9 3. 滤波器行业 周期性显著，技术升级是业绩核心拐点 . 10 3.1. 滤波器行业进入壁垒高，参与者有限 . 10 3.2. 上下游格局稳定，过渡期内业绩承压较大 . 11 3.3. 5G 商用渐行渐近，技术领先的厂商业绩可期 . 13 4. 重点公司 . 13 4.1. 风华高科：子公司国华深耕介质滤波器，技术引领，业绩可期 . 14 4.2. 东山精密：精于制造，多元发展 . 15 图表目录 图 1：通信基站模型图 . 5 图 2： 5G 天线阵列的基本架构 . 6 图 3： 4×4MIMO 分布图 . 6 图 4： 2009-2016 年天线和射频器件厂商营业收入 . 6 图 5： 2009-2016 年天线和射频器件厂商净利润变化 . 7 图 6：基站射频单元组成结构 . 7 图 7：射频子系统主要部件及功能 . 7 图 8：传统金属同轴腔体滤波器示意图 . 8 图 9：陶瓷介质谐振滤波器示意图 . 8 图 10：陶瓷介质滤波器示意图 . 9 图 11： 20062009 年 滤波器相关厂商收入及变化趋势 . 11 图 12： 2009 年全球移动通信基站射频器件市场份额（ %） . 11 图 13：陶瓷介质滤波器产业链 . 12 图 14：介质滤波器陶瓷粉体研发及趋势 . 12 图 15：介质谐振器产 品示意图 . 12 图 16：全球通信设备市场份额（ %） . 13 图 17：部分主要厂商前五大客户销售占比（ %） . 13 图 18： 国内传统 滤波器厂商营业收入（亿元） . 13 图 19： 国内 传统 滤波器厂商销售毛利率（ %） . 13 图 20：风华高科 2013-2017 年主营业务收入构成（亿元） . 14 图 21：风华高科 2013-2018Q1 营业收入及同比增速 . 14 图 22：风华高科 2013-2018Q1 归母净利润与同比增速 . 14 图 23：国华新材料营业收入、净利润及同比增速 . 15 图 24：东山精密 2013-2017 年主营业务情况（亿元） . 15 图 25： 东山精密 20132018Q1 营业总收入及增速 . 16 图 26： 东山精密 2013-2018Q1 归母净利润及增速 . 16 行业深度分析 /通信 4 本报告版权属于安信证券股份有限公司。 各项声明请参见报告尾页。 表 1：金属同轴腔体、陶瓷介质谐振以及陶瓷介质三种滤波器方案的比较 . 9 表 2：基站单扇区滤波器市场空间弹性测算 . 10 行业深度分析 /通信 5 本报告版权属于安信证券股份有限公司。 各项声明请参见报告尾页。 1. 5G 万亿投资开启 ， 基站 射频器件 或将率 先受益 1.1. 移动技术代际升级， 5G 基站架构变化显著 移动通信 基站主要由基带处理单元 BBU（ Base Band Unit）、射频处理单元 RRU（ Remote Radio Unit）和天馈系统三个部分组成。 基带单元（ BBU）负责集中控制与管理整个基站系统，完成上下行基带处理功能，并提供与射频单元、传输网络的物理接口，完成信息交互。射频单元（ RRU）通过基带射频接口与 BBU 通信，完成基带信号与射频信号的转换。天线是电路信号与空间辐射电磁波的转换器，向空间辐射或者接受电磁波，是 独立承担末端链路的连接 。 图 1： 通信基站模型图 资料来源： 安信证券研究中心 为满足 5G 时代 丰富的应用场景和网络性能需求 ，基站 侧 各组成单元的软件和硬件架构都出现了显著变化 ： BBU 方面， 3GPP 提出面向 5G 的无线接入网重构方案，将 BBU 拆分为 CU-DU 两级架构。其中 DU（ Distributed Unit）是分布单元，负责满足实时性需求同时具有部分底层基带协议处理功能， CU（ Centralized Unit）是中央单元，具有非实时的无线高层协议功能。 天线方面， Massive MIMO（大规模天线）技术有望快速实现商用。该技术基于波束成形的原理， 在基站端布臵几百根天线，对几十个目标接收机调制各自的波束，通过空间信号隔离，在同一频率资源上同时传输几十条信号 ，可以极大地提高频谱利用效率和网络容量。 RRU 方面， Massive MIMO 技术的应用将推动 AAU（ Active Antenna Unit，有源天线）成为发展主流。在目前广泛应用的分布式基站中， RRU 拉远并且通过馈线与天线相连。未来，随着 Massive MIMO 的商用，每个天线 振子 背后将直接连接分布式的微型收发单元 （ micro-radio），包括数字信号处理模块（ DSP）、数模（ DAC） /模数（ ADC）转换器、放大器（ PA）、低噪音放大器（ LNA）、滤波器（ filter）和双工器（ duplexer）等。 RRU 与天线的合并，不仅可以减少站点租赁和运营成本，还能降低馈线造成的信号损失，进一步改进传输质量。 1.2. 基站 射频器件 呈现前周期布局的特征 ， 5G 时代有望量价齐升 5G 基站构造的三大变化和建站数量的成倍增加 均 将带动相关领域的投资机会。 首先， BBU两级架构分离有望激发光纤光缆、光模块和光传输设备等领域的规模化需求；其次， Massive MIMO 技术的成功商用有望推动 印制电路板（ PCB）、覆铜板（ CCL）和天线振子的 市场空行业深度分析 /通信 6 本报告版权属于安信证券股份有限公司。 各项声明请参见报告尾页。 间提升 ；再次， AAU 的广泛应用将带动射频 器件 的技术更新和需求增长，推动射频器件量价齐升。关于 5G 产业链投资时钟、 Massive MIMO 对天线产业链的重构 以及 5G 在 PCB、 CCL和天线振子领域的投资机会 ， 详情参考 系列深度报告（详见 5G 系列 二、系列六和系列七 ），本研究报告将重点关注 5G 射频 器件 领域的 弹性空间 。 我们认为，射频器件 作为 5G 确定性的投资方向之一，有望实现量价齐升。 数量上，基于有源天线和 Massive MIMO 技 术的应用，射频单元内的器件数量将规模化增加。传统 4G 基站所配臵 MIMO 基本是 2T2R、 4T4R 和 8T8R，而 Massive MIMO 以阵列的形式排列，可以达到 64T64R，甚至 128T128R。如果以 64T64R 基站为例，每个通道 需要 一套射频器件来计算，则 射频器件套数 将为传统 4FDD 2T2R 基站 的 16 倍 。单价上， 5G 通信频段 带宽将大幅增加 ，且 逐步向频段更高的毫米波拓展 ，因此 滤波器的设计更为复杂 ，其单体价值也会有较大提升 。 量价齐升 ，射频 单元相关器件 将在 5G 产业链中显著受益。 图 2： 5G 天线阵列的基本架构 图 3： 4×4MIMO 分布图 资料来源： Ampleon 资料来源： Ampleon 基站射频 器件行业 周期特征明显，从 3G、 4G 发展经验来看，基站器件 投资往往在网络建设初期率先 启动。 2009 年初工信部正式颁发 3G 牌照，我国进入 3G 周期； 2013 年底工信部正式颁发 4G 牌照，我国进入 4G 周期。 在 2009 年的 3G 初期及 2014 年的 4G 初期， 基站射频器件 相关企业营收增速就到达顶峰 ； 从净利润来看，大部分相关企业在周期初期触顶，在过渡期到达低点，利润在投入初期到达高点后逐步下滑。 因此， 我们认为随着 2020 年迎来 5G 正式商用，基站天线和射频 器件 投资 或 将率先启动。 图 4： 2009-2016 年天线和射频器件厂商营业收入 资料来源： Wind， 安信证券研究中心 行业深度分析 /通信 7 本报告版权属于安信证券股份有限公司。 各项声明请参见报告尾页。 图 5： 2009-2016 年天线和射频器件厂商净利润 变化 资料来源： Wind， 安信证券研究中心 2. 滤波器 是 射频核心器件， 5G 时代 市场空间 有望 倍增 射频器件主要包括滤波器、双工器、合路器和塔顶放大器等。其中， 滤波器是射频核心器件，其主要作用是使发送和接收信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减其他频率成分。 图 6： 基站射频单元组成结构 图 7：射频子系统主要部件及功能 资料来源： 武汉凡谷招股说明书 资料来源：安信证券研究中心 2.1. 3G/4G 时代，金属同轴腔体滤波器是市场主流选择 传统应用的滤波器一般 由金属同轴腔体实现，是通过不同频率的电磁波在同轴腔体滤波器中振荡，达到滤波器谐振频率的电磁波得以保留，其余频率的电磁波则在振荡中耗散掉的作用。在 3G/4G 时代，金属同轴腔体凭借着较低的成本，较成熟的工艺成为了市场的主流选择。 行业深度分析 /通信 8 本报告版权属于安信证券股份有限公司。 各项声明请参见报告尾页。 图 8： 传统金属同轴腔体滤波器示意图 资料来源： 中国 百科网 ，安信证券研究中心 2.2. 应对无线环境干扰愈加复杂，陶瓷介质谐振滤波器迅速发展 随着移动通信网络的发展，商用的 无线频段 变的非常密集，导致了普通金属腔体滤波器不能实现高抑制的系统兼容问题，而采用陶瓷介质材料来制作腔体滤波器可以解决上述问题。 陶瓷介质谐振滤波器采用了一种更高 Q 值 （ 品质因数 ） 的人工合成陶瓷介质材料，与传统的金属腔体滤波器不同，在陶瓷介质谐振滤波器中，电磁波主要在介质材料制成的谐振器中发生振荡，而不是金属空腔中。由于介质材料的相对介电常数较高，其 Q 值较高，损耗小，同时温度漂移小， 因此，相比传统金属腔谐振器，陶瓷介质谐振滤波器具有高抑制、插入损耗小、温度漂移特性好的特点，而且功率容量和无源互调性能都得到了很大的改善 。陶瓷介质谐振滤波器代表着高端射频器件的发展方向，凭借其优良的性能，势必会在移动通信领域中拥有广阔的应用空间。 图 9： 陶瓷介质谐振滤波器示意图 资料来源： 中国百科网， 安信证券研究中心 2.3. 5G 时代， 陶瓷介质滤波器 有望成为主流 5G 时代，受限于 Massive MIMO 对 大 规模天线集成化的要求，滤波器需更加小型化和集成化，因此在限定腔体尺寸的情况下，由于自身材料的损耗，上述两种滤波器无法取得很高的Q 值，导致各项性能指标都受到了限制。因此，为了满足 5G 基站滤波器对小型化的要求，更易小型化的陶瓷介质滤波器有望成为主流解决方案。 行业深度分析 /通信 9 本报告版权属于安信证券股份有限公司。 各项声明请参见报告尾页。 陶瓷 介质滤波器中的电磁波谐振发生在介质材料内部，没有金属腔体， 因此 体积较上述两种滤波器都 会更小 。 与陶瓷介质谐振滤波器的优点类似，陶瓷 介质滤波器 也具有 Q 值高 、 选频特性好 、 工作频率稳定性好 、 插入 损耗小 等优点 。 因此，与传统腔体滤波器相比，介质滤波器在产品性能上更加优异，尺寸更小，功耗也更低，并且一旦实现量产其成本也会更低。基于上述优点，我们认为陶瓷介质滤波器有望在 5G 时期中低频段继续成为主流选择。 图 10： 陶瓷介质滤波器示意图 资料来源： 国华新材料， 安信证券研究中心 表 1：金属同轴腔体、 陶瓷介质谐振 以及陶瓷介质三种滤波器方案的比较 滤波器分类 技术原理 优点 尺寸 应用及前景 金属同轴腔体 电磁波在同轴腔体滤波器中振荡 成本较低，技术工艺成熟 大 3G/4G 时代的市场主流选择 陶瓷介质谐振 电磁波在由介质材料制成的谐振器中振荡 高 Q 值、高抑制；插入损耗小、温度漂移特性好，功率容量和无源互调性能优 大 代表高端射频器件的发展方向，应用空间广阔 陶瓷介质 电磁波谐振发生在介质材料内部 尺寸小， Q 值高、选频特性好、工作频率稳定性好、插入损耗小 小 5G 时代将成为发展主流 资料来源：安信证券研究中心 2.4. 5G 时代滤波器市场空间有望倍增 总体而言， 5G 时代滤波器市场的催化因素有 四方面 ： （ 1） 单基站 用量 ：大规模天线 Massive MIMO 商用，导致射频通道数增加，进而带动滤波器需求量提升。 4G TDD 普遍是 8T8R 天线， 8 个通道； 4G FDD 普遍是 2T2R， 4 个通道。目前看，我国 5G 主流频段将 集中在 35GHz 的中频段，将采用 TDD 制式， 大概率 采用64T64R 天线，也就是 64 个通道。按照一个通道一个滤波器计算， 5G 单基站滤波器用量 将是 4G FDD 制式的 16 倍， TDD 制式 的 8 倍 。 （ 2） 单通道 价格： 滤波器需要满足小型化的设计要求尺寸变得更小，兼顾到设计复杂度的增加， 预计 单通道 滤波器价格较 4G 下降 2/3 左右 。 （ 3） 技术方案： 受限于 Massive MIMO 对大规模天线集成化的要求，滤波器 必须 更加小型化和集成化 。 同时 5G 时代 通信频段更高，处理的连续带宽更宽 ， 滤波器设计复杂度大幅提升 。 我们判断尺寸小、 Q 值高的陶瓷介质滤波器有望成为发展主流 。 （ 4） 基站总量 ： 5G 时代 为实现系统容量提升，同时满足增强型移动宽带等应用场景，将使用更高频通信（ 3GHz 以上） 。 由于频段越高，基站覆盖范围越小， 我们 认为 未来 5G 基站总行业深度分析 /通信 10 本报告版权属于安信证券股份有限公司。 各项声明请参见报告尾页。 量有可能达到 4G 基站数量的 1.5 倍。 综合考虑用量的规模提升和价格的适当下降，粗略计算， 5G 基站 单扇区的 滤波器价值量可以达到 4G 的 3.6 倍 ，为 3200 元 。 进一步 考虑到 5G 基站总量或将达到 4G 的 1.5 倍，国内为 600 万 个，全球为 840 万 个 1，则 5G 滤波器 国内和全球 市场空间将 分别 达到 576 亿元和806 亿元。 表 2：基站单扇区滤波器市场空间弹性测算 4G 5G 5G 相较于 4G 的弹性（倍） TDD FDD 均值 TDD TDD 天线类型 8T8R 2T2R / 64T64R / 通道数（个） 8 4 6 64 10.7 价格（元） 150 150 150 50 0.3 单扇区价值（元） 1200 600 900 3200 3.6 扇区数 3 3 3 3 1.0 国内基站数量（ 万 个） 400 400 400 600 1.5 国内市场空间（亿元） 144 72 108 576 5.3 全球基站数量（ 万 个） 560 560 560 840 1.5 全球市场空间（亿元） 202 101 151 806 5.3 资料来源：安信证券研究中心 注： 国内目前的 5G 频段均为 TDD；并且 TDD 也有望成为国际主流趋势 3. 滤波器 行业周期性显著 ， 技术升级是业绩核心拐点 3.1. 滤波器 行业进入壁垒高，参与者有限 滤波器行业 具有一定的进入壁垒， 主要涉及 认证、技术和资金三个方面。认证方面，滤波器生产商通过下游主设备商的认证并批量供货需要经过较长时间的考察、审核 ； 技术方面， 滤波器生产商需要掌握多种关键技术 ，同时 由于移动通信 技术的持续升级 ，滤波器生产商 需要具备 快速响应 和 快速研发的能力 ； 资金 方面，滤波器生产商需要高额资金购臵生产设备 。 目前， 国内参与者 主要 包括大富科技、武汉凡谷、 国人通信、摩比发展、 春兴精工、东山精密、国华新材料（以下简称国华）和灿勤等 ， 国外参与者主要包括 Powerwave 和 CommScope（ Andrew） 等。 武汉凡谷 和 大富科技是我国滤波器传统厂商 ， 主要产品为金属 同轴腔体 滤波器，在 4G 时代占有较大的市场份额 ，分别 于 2007 年和 2010 年在 A 股上市。 摩比天线 是中兴管理人员控制的公司，主要产品为天线，也有少量的移动通信射频产品， 2009 年在港交所上市。 国人通信 主要从事无线网络覆盖、基站射频器件和基于射频的无线接入业务， 2006 年在纳斯达克上市， 2011 年退市。 此外 ， 由于 上游 结构件 对 滤波器性能 具有 重要影响， 相关结构件生产商 逐步切入滤波器行业 。春兴精工 于 2011 年收购迈特通信进入射频器件市场，目前 结构件和射频器件业务占比分别为 42.60%和 44.05%。 东山精密 于 2017 年 9 月公告以 1.7 亿元收购艾福电子 70%股权，艾福电子主营各类滤波器产品，包括介质滤波器、腔体封装滤波器和陶瓷波导滤波器等。 广东 国华 新材料（简称“国华 新材料 ”） 和灿勤 科技（简称“灿勤”） 是滤波器行业新进入厂商，主要生产 陶瓷 介质滤波器 。 国华 新材料 由风华高科与深圳国人射频通信有限公司于 2011年 7 月共同投资设立 ； 灿勤成立于 2012 年 。 1根据我们的测算，在 2020 年 5G 正式商用之前，考虑到 4G 基站的持续深度覆盖，我国 4G 基站总量有望达到 400 万个 。因此，按照 1.5 倍的规模变化，我国5G 基站有望达到 600 万个。此外，假设中国 5G 基站占全球基站总量的 70%，全球 5G 基站数量有望达到 840 万个。