深度报告-东北证券-唯捷创芯-688153.SH-深耕PA十余年_国产替代与5G东风助力腾飞_36页_3mb.pdf

请务必阅读正文后的声明及说明 Table_Info1 唯捷创芯 (688153) 半导体 /电子 Table_Date 发布时间： 2022-05-14 Table_Invest 买入 首次 覆盖 Table_Market 股票数据 2022/05/13 6 个月目标价（元） 64.79 收盘价（元） 48.03 12 个月股价区间（元） 42.6056.72 总市值（百万元） 19,215.84 总股本（百万股） 400 A 股（百万股） 400 B 股 /H 股（百万股） 0/0 日均成交量（百万股） 2 Table_PicQuote 历史收益率曲线 Table_Trend 涨跌幅（ %） 1M 3M 12M 绝对收益 0% 相对收益 4% Table_Report 相关报告 时代电气：轨交装备领导者， IGBT 铸造第二成长曲线 -20220401 纳芯微：感知未来、驱动世界，抢占模拟IC 制高点 -20220407 杨杰科技：高增长低估值，一体化优势受益功率高景气黄金机遇 -20220406 Table_Author 证券分析师：李玖 执业证书编号： S0550522030001 17796350403 Table_Title 证券研究报告 / 公司深度报告 深耕 PA 十余年， 国产 替代与 5G 东风助 力 腾飞 报告摘要 ： Table_Summary 唯捷创芯于 2010 年 06 月 02 日在天津成立，成立以来深耕射频前端 芯片 研发与销售。 2020 年公司 4G 射频功率放大器产品出货量位居国内厂商第一， 5G 产品不断更新迭代，进入优质下游客户，目前公司已经成为国内 PA 行业的 佼佼者 。 需求端：增量空间广阔，国产替代助力国内企业发展。 （ 1） 5G 更新换代使射频前端单机价值及需求获得提升 ， 4G 智能手机射频前端单机价值约 18 美元， 5G 将超过 25 美元 ，带来增量市场 。 （ 2） 国内加大对关键元件的重视， 国产替代紧迫性提升。华为新款手机开始采用自身研发射频芯片，多家厂商产品进入小米、荣耀、 OPPO 等知名终端企业。 （ 3）预计 2025 年 全球 PA 市场超百亿美元 ， 年均复合增长率 11%。 供给端： 美日企业占据主导地位，国内 射频 厂商 迎来机会。 全球 竞争格局相对集中， CR4 市场份额达到 85%。通过对国际龙头企业 Skyworks 的复盘，早期射频企业与客户具有深度依赖的关系，伴随客户的成长而成长。 随着知名厂商荣耀 、三星、小米 等 移动终端对 国产射频芯片 的采用，国内企业迎来 发展良机 。 增 长逻辑： 产品结构优化，新客户拓展，盈利有望改善。 公司 5GPA 模组相较于 4GPA 模组 ASP 约 翻倍增长，随着 高单价产品的占比提升，射频开关的放量，公司业绩可期，毛利率有望得到进一步改善。此外，公司客户扩展 壮大 ， 21 年进入荣耀手机终端，随着荣耀份额的进一步提升，公司有望获得持续增量。 首次覆盖，给与 “买入 ”评级 。 公司作为国内 PA 的龙头厂商，产品线不断完善，头部客户加速导入， 5G PA 模组加速放量，市场占有率 有望持续 提升，我们预计 2022/2023/2024 年收入分别为 43.2/55.4/71.2 亿元，同比增速分别为 23.25%/28.15%/28.49%。 采用 PSG 对公司估值分析， 选取海内外射频龙头公司 作为可比公司，行业平均 PSG 为 0.29，据此公司 PS估值约为 6.8 倍，对应 2022 年目标市值 293 亿元，相较于当前股价具有约 53%上涨空间。 结合 国内市场情绪 及 行业景气 度 情况，给与公司 6 倍PS，对应市值约 259 亿元 ， 对应 目标 股 价 64.79 元 /股 。 风险提示： 疫情反复 ， 下游需求不及预期，新客户导入不及预期。 Table_Finance 财务摘要（百万元） 2020A 2021A 2022E 2023E 2024E 营业收入 1,810 3,509 4,324 5,541 7,120 (+/-)% 211.38% 93.80% 23.25% 28.15% 28.49% 归属母公司净利润 -78 -68 442 633 1,352 (+/-)% -159.15% 11.98% 746.16% 43.07% 113.77% 每股收益（元） (0.27) (0.19) 1.10 1.58 3.38 市盈率 43.47 30.38 14.21 市净率 0.00 0.00 4.59 3.99 3.12 净资产收益率 (%) -13.87% -6.23% 10.56% 13.13% 21.93% 股息收益率 (%) 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 总股本 (百万股 ) 28 360 400 400 400 -20%-10%0%10%20%30%40%2022/4唯捷创芯 沪深 300 请务必阅读正文后的声明及说明 2 / 36 Table_PageTop 唯捷创芯 /公司深度 报告 目 录 1. 唯捷创芯：深耕射频十余年，国产 PA 佼佼者 . 4 1.1. 射频功放全面布局，多年发展 4G 模组出货领先 . 4 1.2. 5G 射频功放模组放量，营收改善业绩可期 . 6 1.3. 募资自建产线，增强技术实力 . 7 2. 需求：增量空间 广阔，国产替代助力国内企业发展 . 9 2.1. 功率放大器是射频前端关键器件 . 9 2.2. 集成化成为射频前端的必然趋势 . 12 2.3. 5G 带 来增量空间，国产替代推动发展 . 17 2.4. 2025 年预计 PA 市场超百亿美元 . 23 3. 供给：海外龙头占据主导，高壁垒铸就护城河 . 25 3.1. 全球竞争格局集中，国内尚处发展初期 . 25 3.2. Skyworks 发展复盘：智能手机时代显著受益者，增值客户，成就自己 . 26 4. 增长逻辑：产品结构优化，品类扩充盈利改善 . 30 5. 盈利预测和投资建议 . 32 5.1. 盈利预测 . 32 5.2. 投资建议 . 33 图表目录 图 1：公司研发进展大事记 .4 图 2：股权结构 .5 图 3：公司营业收入及净利润 .6 图 4：公司主要产品毛利率 .6 图 5：公司研发费用率 .7 图 6：主要射频公司研发费用率 .7 图 7：射频前端基本架构 .9 图 8：射频前端应用场景 .10 图 9：功率放大器内部结构图 .10 图 10：功率放大器分类 .10 图 11：不同射频器件的工作频率 . 11 图 12： 2017 年手机 射频前端价值量 .12 图 13： 2G 手机射频前端架构示意图 .14 图 14： 3G 手机射频前端架构示意图 .14 图 15： 4G 手机射频前端架构示意图 .14 图 16： 5G 手机射频前端架构示意图 .14 图 17：射频前端方案 .15 图 18： 5G 主要方案 .15 请务必阅读正文后的声明及说明 3 / 36 Table_PageTop 唯捷创芯 /公司深度 报告 图 19：常见集成模块 .15 图 20：主流 PA 厂商生产模式 .16 图 21：射频前端公司的整合 .16 图 22： iphone13 RF 板芯片分布图 .17 图 23：全球移动数据流量 .18 图 24：全球智能手机出货量及增长率 .18 图 25：中国 5G 手机销量及占比 .18 图 26：主流 5G 手机 5G 频段统计 .19 图 27： MIMO 技术结构图 .20 图 28： 2021 年半导体细 分领域投资分布 .21 图 29：国内射频公司部分融资情况 .21 图 30：华为 P40 拆解 .22 图 31：三星 Galaxy A22 主板拆分 .22 图 32：三星 Galaxy f52 主板芯片 .22 图 33：射频前端市场规模预测 .23 图 34： 2021 全球射频前端企业竞争格局 .25 图 35：龙头公司营收 .25 图 36： Skyworks 发展历 史 .27 图 37： Skyworks 营收与手机销量 .28 图 38： Skyworks 营收与苹果营收 .28 图 39： Skyworks 毛利率及净利率 .28 图 40： Skyworks 研发费用及其占比 .28 图 41：公司不同产品毛利率 .30 图 42：公司不同产品收入占比 .30 图 43：国内手机市场份额变化 .31 图 44：荣耀 2021 年 手机 V40 主板芯片 .31 表 1：公司主要研发部部门及其分工 .5 表 2：公司历次股权激励 .6 表 3：募集资金用途 .8 表 4：射频功率放大器的主要性能指标 . 11 表 5： GaAs 与 Si 工艺射频功率放大器对比 .12 表 6：通信 技术发展概述 .13 表 7： 3G-5G 手机射频前端数量及价值 .20 表 8： 3G-5G 手机终端 PA 市场规模预测 .24 表 9：国内 PA 相关公司发展 .26 表 10： Skyworks 主要工厂 .27 表 11： Skyworks 成立以来主要并购 .29 表 12：公司主要射频模组 .30 表 13：业务拆分（亿元） .33 表 14：估值对比 .33 请务必阅读正文后的声明及说明 4 / 36 Table_PageTop 唯捷创芯 /公司深度 报告 1. 唯捷创芯 ：深耕射频十余年，国产 PA 佼佼者 1.1. 射频功放全面布局 ，多年发展 4G 模组出货领先 数十年 深耕 成就国内 PA 行业领先力量。 唯捷创芯 于 2010 年 06 月 02 日 在天津成立，成立 以来专注于射频芯片的研发销售，主要 产品 包括射频功率放大器、射频开关、 Wi-Fi 模组等 产品 ，其中射频功率 放大器 为公司主要收入来源， 2012 年公司 2G 射频功率放大器量产 ， 2015 年 推出 4G 功率放大器模组 ， 2017 年出货量达到十亿 ， 2020 年公 司 4G 射频功率放大器产 品出货量位居国内厂商第一 。随着产品的不断更新迭代 公司逐步进入优质客户， 客户涵盖 小米、 OPPO、 vivo等主流手机品牌厂商。 目前 公司已成为国内 PA 行业的领 军 力量， 于 2022 年 4月在科创板上市。 图 1：公司研发进展大事记 数据来源： 公司 招股说明书 ， 东北证券 四大部门 分工合作 保障研发能力。 作为 设计类企业，研发能力为公司的核心竞争力，目前公司的研发 部门 下设前沿研发、产品开发、系统应用、技术支持四个部门 ，主要负责 电路设计、版图绘制、产品测试、技术推广等工作 ， 为公司芯片产品及解决方案提供全方位技术支持 。 请务必阅读正文后的声明及说明 5 / 36 Table_PageTop 唯捷创芯 /公司深度 报告 表 1： 公司主要研发部部门及其分工 部门 部门职责 产品开发部 主要负责 PA、开关、 LNA、多种射频前端模组等产品的具体研发工作。 技术支持部 主要负责公司产品定型前对产品性能的验证、测试和校准。 系统应用部 主要负责协助设计员完成初期产品准备工作、对研发阶段产品进行射频系统验证，并协助技术支持部完成新产品推广。 前沿研发部 主要跟踪行业发展趋势，对设计、制程、封测等各环节的深入研究，有力保障公司技术水平的竞争优势，提升产品竞争力。 数据来源： 公司 招股 说明 书 ， 东北证券 股权结构保持稳定，多家产业基金入股 。 目前 公司第一大股东 Gaintech持有 28.12%股权，一致行动人荣秀丽和孙亦军为公司的实际控制人，两人通过员工持股平台分别持有公司 24.19%和 14.1%的股权。 Gaintech 实际控制人 为 联发科， 于 2020年 1 月 6 日入股 。产业链相关投资 机构 也入股公司，华为 哈勃投资 、 OPPO 移动、小米基金 分别持有公司 3.57%、 3.39%、 1.74%的股份 。 图 2：股权结构 数据来源： 公司 招股说明书 ， 东北证券 股权激励锁定人才。 截至 2021 年 6 月 公司共实施 四 次员工股权激励 ，其中 包括2020 年 9 月对 工持股平台增资 及 10 月 股票期权激励 计划。 2020 年 9 月 4 日 公司实施员工股权激励，以非公开形式发行新股 716 万 股，公司新增股份由 天津语捷、天津语唯、天津语腾三个员工持股平台认购 。 2020 年 10 月公司向 213 人定向发行共计 477 万份股票期权， 占股票期权授予时公司总股本的 8.7%，行权价格为 10 元 /股。 通过实施员工股权激励，激励公司管理人员、核心技术人员和关键岗位人员， 将 员工个人收益和未来几年公司经营发展目标的统一 起来 。 请务必阅读正文后的声明及说明 6 / 36 Table_PageTop 唯捷创芯 /公司深度 报告 表 2： 公司 历次股权激励 公告时间 激励对象 人数 获授期权万股 占总股本比例 行权价格（元 /股） 行权条件 2020 董监高 4 123.5 2.25% 10 2021-2023 三个会计年度分年度进行业绩考核并确定行权系数，各行权期可行权系数 100%时考核目标为：公司年度营收不低于 3、4、 6 亿美元。 重要岗位人员 209 354 6.45% 10 共计 - 213 477 8.7% - 数据来源： 公司 招股 说明 书 ， 东北证券 1.2. 5G 射频功放模组 放量，营收改善 业绩可期 营收保持增长，净利润扭亏为盈。 营收端来看， 2018 年以来公司营收持续增加，净利润得到改善， 2021 年上半年净利润扭亏为盈达到 425 万元 。目前公司 97%以上收入来源于 PA 模组， 其中 4G 功率放大器模组销量国内第一， 5G 功放模组 在 2020 年初实现量产销售，截至目前累计出货超过 1 亿颗。从毛利率来看，公司近三年毛利率保持在 17%以上， 2019 年 降低价格 向头部手机厂商 批量 供货导致总体毛利率有所下降， 2020 年销售单价有所提升 ， 综合毛利率相对稳定，2021 年上半年高集成度 PA 模 组等高单价 产品占比增加，毛利率快速提升。从产品来看，公司主要产品 PA 模组毛利率相对较高，射频开关因出货量 较小 ，在成本端尚未形成规模效应， 毛利率较低或为负 。 图 3：公司营业收入及净利润 图 4：公司主要产品毛利率 数据来源： 公司 招股 说明 书 ， 东北证券 数据来源： 公司 招股 说明 书 ， 东北证券 研发人员占比超过 50%，研发费用率保持在 6%以上。 截至 2021 年 6 月 30 日，公司员工总人数 322 人，研发人员 171 人，研发人员占比超过 50%。 2018 年、2019 年、 2020 年及 2021 年 1-6 月，公司研发投入分别为 0.61 亿 元、 0.92 亿 元、2.20 亿 元及 2.12 亿 元，占营业收入比例分别为 21.45%、 15.79%、 12.14%和 12.46%。剔除股份支付费用的影响，公司研发费用占营收比例分别 为 19.52%、 12.52%、8.45%及 6.41%。随着销售规模迅速提升，公司研发费用占比有所下降 ， 同行对比来看，公司研发费用率距离国际龙头公司尚有一定差距。 -10-5051015202018 2019 2020 2021H营收（亿元） 净利润（百万元） 请务必阅读正文后的声明及说明 7 / 36 Table_PageTop 唯捷创芯 /公司深度 报告 图 5：公司研发费用率 图 6： 主要 射频公司研发费用率 数据来源： 公司招股说明书 ，东北证券 数据来源： 公司招股说明书 ，东北证券 1.3. 募 资 自建 产线 ，增强 技术实 力 高端产品保持研发投入，成熟产品迭代升级。 目前公司处于设计开发阶段的产品 多用于 5G 终端，主要 包括 5G MMMB PA 模组、中高频 L-PAMiD 模组、DiFEM 模块， 其中 低频 L-PAMiD 模组已经生产出样品，此外 成熟产品 LNA Bank、5G L-PAMiF 模组、 Wi-Fi6E 模组、 L-FEM 模组（ MIMO）已经进行产品迭代升级。 公司 通过 大量的研发投入，保持新品的 研发以及迭代升级 ，提升 技术实力。 募资 25 亿元自建测试生产线 ，增强产品质量控制能力 。 公司 首次公开发行股票不低于 4008 万股募集资金 25 亿元，其中 13.2 亿用于集成电路生产测试项目，6.8 亿元用于研发中心建设项目，剩余用于补充流动资金。 自建产线增强产品 质量 控制力。 由于 公司的产品测试主要由 第三方 封测厂商 代工 完成， 而 随着 射频 芯片复杂度不断提升，外部测试厂商难以满足公司的要求，通过自建测试生产线， 可以对 射频前端芯片的测试方案进行专业化设计，在测试阶段 快速 剔除不合格产品，避免不必要的产品损耗 ， 增强产品质量控制能力。 研发 高端产品 ， 扩充应用场景， 提升公司技术实力 。 研发方面主要有 7 个研发方向， 5G 移动终端 已有产品的 性能升级研发； Wi-Fi 射频前端模组 及相关产品研发；射频开关研发；通信小基站射频相关产品研发；毫米波射频前端产品研发；医疗 /车载领域相关产品开发，完善车规级 5G 射频芯片产品布局；封装与可靠性研究。 通过对相关产品的研发，从移动终端逐步扩展到基站、车载等相关领域，扩展产品多样性，提升公司的竞争力。 请务必阅读正文后的声明及说明 8 / 36 Table_PageTop 唯捷创芯 /公司深度 报告 表 3：募集资金用途 序号 项目名称 总投资额 (万元 ) 募集资金投 入金额（万元） 1 集成电路生产测试项目 132,100.22 130,800.22 2 研发中心建设项目 67,921.60 67,921.60 3 补充流动资金项目 50,000.00 50,000.00 合计 250,021.82 248,721.82 数据来源： 公司 招股说明书，东北证券 请务必阅读正文后的声明及说明 9 / 36 Table_PageTop 唯捷创芯 /公司深度 报告 2. 需求： 增量空间 广阔 ，国产替代助力国内企业发展 2.1. 功率放大器是 射频前端 关键器件 射频前端是无线通信模块的核心。 射频指的是可以辐射到空间的电磁频率，频率范围从 300kHz 300GHz 之间 ，射频前端 芯片 功能上 通常指用于 对无线电磁波进行信号转换、调制、滤波、放大、传输等从而实现信息传输 功能的相关电路 ，从结构上来说是 位于收发器及天线之间的中间模块 ， 射频前端与基带、射频收发器和天线共同实现无线通讯的两个本质功能 。 射频前端 主要 包括射频开关、射频低噪声放大器、射频功率放大器、双工器、射频滤波器等 部件 。 射频开关（ Switchs）用于实现射频信号接收与发射的切换、不同频段间的切换；射频低噪声放大器（ LNA）用于实现接收通道的射频信号放大；射频功率放大器（ PA）用于实现发射通道的射频信号放大；射频滤波器（ Filter）用于保留特定频段内的信号，而将特定频段外的信号滤除；双工器（ Duplexes）用于将发射和接收信号的隔离，保证接收和发射在共用同一天线的情况下能正常工作。 图 7： 射频前端基本架构 数据来源： 公司 招股说明书，东北证券 射频前端芯片主要应用于手机、基站等通信系统 。 手机、基站为其主要的应用市场， 随 着 通信技术的 发展 ， 其在 车联网、工业、医疗、军事 等中的应用也逐渐增多， 近年来 VR 设备、 自动驾驶等 正在成为其新兴市场。 国际 龙头 Skyworks 推出的产品 SKYH22001、 OLS249 等在国防上得到较好的应用，占比逐步提高，2022 年 CES 展会上 恩智浦 推出的 TEF82xx 射频芯片可实现 360 度环绕感知，满足 L2+级至 L5 级的自动驾驶需求 。 请务必阅读正文后的声明及说明 10 / 36 Table_PageTop 唯捷创芯 /公司深度 报告 图 8： 射频前端应用场景 数据来源： Skyworks 官网 ，东北证券 功率放大器 作为射频前端主要部件， 主要功能是 将前置 输入 信号放大到 后级系统 所需的功率 。 功率放大器 主要结构包括输入级、电压放大级、功率输出级 。其中 输入级主要起缓冲作用 ， 输入阻抗较高时，通常引入一定负反馈增加功放电路的稳定性 。 电压放大级主要 进行电压的放大， 提供 电路 的电压增益 ，功率输出级主要是满足输出功率要求的电路。 按照用途功放可以分为 音频功率放大器、射频功率放大器、直流功率放大器 ；按照工作状态可以分为 甲类 ,乙类 ,甲乙类 ,丙类 ；按照输出方式则可以分为 变压器输出 ,单端推挽 输出 OTL， 无输出电容器 OCL，桥式推挽 输出 BTL； 按 构成 器件 可 分 为 电子管 ,晶体管 ,集成电路 式功放。 图 9： 功率放大器内部结构图 图 10： 功率放大器分类 数据来源： 公开资料整理， 东北证券 数据来源： 公开资料整理， 东北证券 功率放大器的制备工艺与材料具有多样性。 制备 功率放大器时通常 存在半导体材料与晶体管制造工艺结构的差异。 目前用于射频功放设计的主要半导体材料技术有 Si、 GaAs 和 InP 以及宽带隙材料 GaN 和 SiC 等 ， 用于半导体器件 制备 请务必阅读正文后的声明及说明 11 / 36 Table_PageTop 唯捷创芯 /公司深度 报告 的 技术有 BJT、 MESFET、 MOS、 HEMT、 HBT 等，采用不同的材料和制作技术往往满足不同领域的要求。 图 11： 不同射频器件的工作频率 数据来源： 公开资料整理 ，东北证券 功放 主要技术指标包括线性度、效率和 功率。 在不同应用场景下 对于 PA 性能指标的侧重有所不同 ， 在电路设计中， 电路的线性度和效率是两个相互矛盾的要求。如果电源能量有限，没有任何电子器件可以保持恒定的增益，因此无法保持恒定的线性度；为了使功率效率更高，在同样的输出功率条件下，系统需要从电源吸收较少的功率，这便不可避免地导致了更高的增益压缩，而这又会使得系统的 线性度 降低 。 表 4： 射频功率放大器的主要性能指标 指标 定义 含义 输出功率 标准输出功率也是额定输出率 射频功率放大器能够以长时间安全工作，功率越高传输距离越远 效率 功放输出功率与电源提供功率之比 表征功率放大器将直流电源所提供的功率转换为有用的射频功率输出的能力 线性度 信号输出信号与输入信号的线性关系 非线性失真会产生新的频率分量，对发射的信号造成干扰。线性度数值越小，说明信号失真程度越低 数据来源： 知网， 东北证券 目前功率放大器的主流工艺依然是 GaAs 工艺 ， 硅基 CMOS 工艺 应用并不广泛。射频前端厂商选用材料的主要考虑因素是材料的性能、成本和工艺成熟度 。首先成本方面 CMOS 工艺的硅晶圆 价格低廉 ，但版图面积比较大，再加上 CMOS PA复杂设计 使得 研发成本较高， CMOS 功放整体成本优势并不明显 ；其次 性能方面 ， CMOS 功率放大器在线性度，输出功率，效率等方面 表现 较差，再加上 CMOS工艺固有的缺点击穿电压较低、基片衬底的电阻率较低 等都使得硅基 CMOS 应用受到一定限制。而 GaAs 虽然晶圆成本相对较高（约 6000-8000 元 /片），但其制备的功放在线性度、效率等方面都有较好的表现，成为目前射频功放的主流工艺。近年来来新型的 锗硅异质结双极型晶体管 (SiGe HBT)作为 基于硅基工艺的 请务必阅读正文后的声明及说明 12 / 36 Table_PageTop 唯捷创芯 /公司深度 报告 一种新型器件，成本略高，但器件功耗低，一致性好，高频特性好，在噪声、效率、散热方面有优势，并且完全兼容硅基 CMOS 工艺 ，受到业界的广泛关注。 表 5： GaAs 与 Si 工艺射频功率放大器对比 工艺 器件极限功率 功放性能 成本 Si 2W 一般 低 GaAs 4W 很好 较高 数据来源： 公开资料整理， 东北证券 功率放大器在射频前端器件中价值量仅次于滤波器。 功率放大器主要功能是将电路所产生的功率很小的射频信号放大并送到天线上辐射出去， 其 性能直接决定通讯距离、信号质量和待机时间 。 在手机射频前端价值量中，功率放大器的价值占比为 34%，仅次于滤波器 ， 是无线通信的关键设备，也是射频前端功耗最大的器件。 图 12： 2017 年手机射频前端价值量 数据来源： Yole， 东北证券 2.2. 集成化成为射频前端的必然趋势 通信系统的发展对射频前端提出更高的要求。 随着移动通信系统不断发展，相应的国际标准应运而生，为了满足市场的需求手机射频前端架构也在不断改进。第二代移动通信系统标准包括全球移动通信系统 (GSM)、 IS-95 等 ； 第三代移动通信系统标准包括基于频分双工方式的 CDMA2000、 WCDMA 和基于时分双工方式的 TD-SCDMA；第四代移动通信系统标准包括基于时分双工方式的 TD-LTE 和基于频分双工方式的 FDD-LTE;第五代移动通信系统标准复杂性更高，采用新空口核心技术 NR。目前，手机市场上要求射频前端需要支持的制式和频 段越来越多，频率也越来越高，对前端架构和射频器件的集成度提出更高的要求。 请务必阅读正文后的声明及说明 13 / 36 Table_PageTop 唯捷创芯 /公司深度 报告 表 6： 通信技术发展概述 通信技术 传输速率 关键技术 技术标准 提供服务 1G 约 2.4kbps FDMA、模拟语音调制、蜂窝结构组网 NMT、 AMPS 等 模拟语音 2G 10kbps200kbps CDMA、 TDMA GSM、 CDMA 数字语音传输 3G 300kbps50Mbps 多址技术、 Rake 接收技术、Turbo 编码及 RS 卷积联码等 CDMA2000(电信 )、TD-CDMA(移动 )、WCDMA(联通 ) 同时传送声音及数据信息 4G 100Mbps1Gbps OFDM、 SC-FDMA、 MIMO、 LTE、 LTE-A、WiMax 等 快速传输数据、音频、视频、图像 5G 理论 10Gbps 毫米波、大规模 MIMO、NOMA、 OFDMASC-FDMA、FBMC、全双工技术等 新空口核心技术 NR 快速传输高清视频等 数据来源： 公开资料整理， 东北证券 （ 1） 集成化： 2G 时代通信网络主要采用分立式架构。 2G 时代 GSM 通信网络 的 手机通常可以实现 4 个频段的收发功能 ， 由于涉及的频段较少，所需器件比较少， 主要采用 分立式架构 ； 3G 时网络下低集成度的 PA 模组成为主流。 3G 时代的手机需要支持两种网络通信技术，称为双模手机，利用 2G 网络实现语音通话短信等服务， 3G网络获得数据服务。此时射频前端模块要完成对多个频段信号的接收与发射，开始出现射频发射模块 (TXM)，其将 2G PA 与开关集成为一个芯片，节省 PCB 板布局面积，降低成本并实现集成化 ； 4G 网络下无源集成芯片逐步发展 ，射频芯片厂商将双工器、滤波器和开关等无源器件集成在一个 FEMID 芯片中，并不集成 PA，从而集成度更高，给 PCB 布局提供了更大的空间利用率 ； 5G 通信使射频前端由无源集成走向有源集成 ， 5G 时代 实际部署中既使用 Sub-6GHz 的低频段（ FR1，频率覆盖 410MHz6000MHz），也使用具有更多频率资源的毫米波频段（ FR2，频率覆盖 2425052600MHz） ， 目前的主流解决方案为由无源集成芯片 FEMID 走向无源加有源集成 PAMID/PAMIF， 集成多模多频 PA、 RF 开关和滤波器等元器件。 请务必阅读正文后的声明及说明 14 / 36 Table_PageTop 唯捷创芯 /公司深度 报告 图 13： 2G 手机射频前端架构示意图 图 14： 3G 手机射频前端架构示意图 数据来源： 公开资料整理， 东北证券 数据来源： 公开资料整理， 东北证券 图 15： 4G 手机射频前端架构示意图 图 16： 5G 手机射频前端架构示意图 数据来源： 公开资料整理， 东北证券 数据来源： 公开资料整理， 东北证券 目前主流 5G 方案主要为 Phase7 系列及 Phase5N 两种方案 。 通常 移动终端中的射频方案由射频前端厂商、平台及 移动终端 厂商共同定义 ， 便于 实现不同机 型 的兼容及 平台之间的 开发应用 。在 2010 年之前 平台厂商相对比较分散，主要是 射频器件厂商发起定义 ，平台厂商做相应的 适配 ， 2010 年之后 如 MTK、高通等大的平台厂商崛起，平台厂商掌握方案定义的话语权。其中 MTK 定义的 “Phase X”系列受到 广泛的 支持，成为 公开市场 主流的射频前端方案 ， 占据整个 4G 市场约80%的市场份额。 在 5G 主流方案中， 主要采用 Phase7 系列及 Phase5N 两种方案 ， 其在 Sub-6GHz UHB 新频段部分方案相同，均为 L-PAMiF 集成模组，集成LNA、 PA、滤波器、及开关；在 Sub-3GHz 频段分别为 PAMiD 模组方案和分立方案，其中 PAMiD 模组主要集成 PA、开关、滤波器，分立方案主要集成 PA、开关，外置滤波器。 FEMID 请务必阅读正文后的声明及说明 15 / 36 Table_PageTop 唯捷创芯 /公司深度 报告 图 17：射频前端 方案 图 18： 5G 主要方案 数据来源： Yole，东北证券 数据来源：公司招股 说明 书，东北证券 图 19： 常见集成模块 数据来源： 慧智微， 东北证券 海外龙头主要采取 IDM 模式 ，国内厂商多以 fabless 为主 。 射频前端国际龙头厂商被美国 IDM 龙头 Skyworks、 Qorvo、 Broadcom 垄断 ，均为 IDM 模式， 将晶圆生产、 产品封装测试等环节利润留存于体系内， 保持较高的 毛利率 。而 国内厂商 由于 成立时间较短，不具备建设 完整 产线的实力， 大多 采用 Fabless+Foundry的生产 模式 。 目前 随着技术和资本的积累 ，部分国内厂商也开始自建产线， 逐步走向 IDM 模式。 请务必阅读正文后的声明及说明 16 / 36 Table_PageTop 唯捷创芯 /公司深度 报告 图 20： 主流 PA 厂商生产模式 数据来源：公开资料 整理 ， 东北证券 厂商之间的整合 合作 逐步 增多 。 在 PAMiD 模组 设计生产中 厂商要同时 具备 有源无源等 所有元件的 能力才能设计 ， 而 只有少数国际龙头厂商如 Skyworks、 Qorvo、Broadcom 及 Qualcomm 具有 完备的 资源 。 随着 射频前端集成化水平的提高， 龙头厂商在 PAMiD 深度布局， PA 厂商与滤波器厂商开始 逐步 整合， 2014 年Skyworks 宣布与松下组建合资公司； 2015 年， RFMD 与 Triquint 合并成立 Qorvo公司； 2016 年，高通与 TDK 建立新的合资公司 RF360，厂商之间的合作整合逐渐增多 。 图 21： 射频前端公司的整合 数据来源：公开 资料 ， 东北证券 （ 2） 技术挑战 ： 射频前端器件工艺 比设计 的要求更高。 以技术难度较高的功放为例，目前用于功放设计的工艺主要有硅基工艺和砷化镓工艺，硅基工艺使用双极型晶体管（ BJT） 或金属氧化物半导体场效应管 （ MOSFET） ，成本较低，高频特性较差，集成度高，在 1GHz 以下的低频段应用广泛， 2G 时代 PA 曾应用过 CMOS 工艺 ； 请务必阅读正文后的声明及说明 17 / 36 Table_PageTop 唯捷创芯 /公司深度 报告 GaAs 工艺高频特性优异，器件具有高效率、高线性度与低损耗的特性，广泛应用于 3G/4G/5G(sub-6 频段 )通信终端所选用的 PA 器件工艺。 使用 GaAs 工艺制作的晶体管类型主要包括 HBT、 pHEMT、 MESFET， 射频 PA 主要 采用 HBT 工艺， 开关 和 低噪声放大器主要 采用 pHEMT 工艺 ，目前逐步转向 SOI 工艺。 随着5G 的到来 ， 氮化镓 因高功率密度、能耗低、适合高频率、支持更宽带宽等特点逐步吸引关注 ，国际射频 PA 巨头已在 GaN 上投入巨额资金研究 。 毫米波技术及相关封装设计成为挑战。 由于 毫米波可用频谱资源比 Sub-6GHz 频段丰富的多 ， 能有效解决 Sub-6GHz 频段频谱稀缺的问题， 并且拥有 更高通信速率和更大系统容量 。然而毫米波传输损耗大， 因此毫米波手机 多 采用封装天线（ AIP）模组，将天线与射频前端、收发器等射频器件集成在模块内 。这 对厂商提出更高的要求， 厂商 需要采用系统级封装 (SiP)技术为基础的整合天线封装。2020 年发布的 iPhone12 5G 手机的美国版本支持 28GHz 与 39GHz 双频毫米波频段， 2021 年 9 月推出的 iPhone13 更广泛的支持毫米波 频段 ，联发科 5G 毫米波相关芯片与手机产品也预计在 2022 年进入量产。 图 22： iphone13 RF 板芯片分布图 数据来源：公开资料 ， 东北证券 2.3. 5G 带来增量空间，国产替代推动发展 （ 1） 量价齐升： 5G 下应用场景 扩展 ， 无线传输的数据 容量 增大。 随着通信系统的发展，数据传输从简单的语音文字到视频， 新的 应用场景 如 8K 电视 、 车联网 、 高清 VR 等 进一步 发展 ，人们对无线数据的传输需求越来越大 。据 Skyworks 数据显示， 2021-2026 年全球移动流量复合增速达到 25%，在汽车方面，目前新 销售的新车中有50%已联网，到 2030 年将达到 95%，在移动终端方面， 2025 年 超过 90%的用户将 使用 手机上网 ，其中 45%将使用 5G 手机。 请务必阅读正文后的声明及说明 18 / 36 Table_PageTop 唯捷创芯 /公司深度 报告 图 23： 全球移动数据流量 数据来源： Skyworks， 东北证券 全球智能手机出货量趋向稳定， 5G 智能手机渗透率提升。 从 3G、 4G 发展历史来看， 2008 年 3G 开始商用， 2009-2012 年 3G 手机步入快速发展阶段； 2010 年4G开始商用， 2011-2014年 4G手机销量迎来爆发式增长，年复合增长率达 200%。2019 年为 5G 商用元年， 2020 年将会成为 5G 手机加速渗透的开端。 据 信通院数据显示， 2019 年 9 月国内 5G 手机销量 30 万部，销量占比 1%， 2020 年 9 月销量为 1363 万部，占比增加至 57.3%， 2021 年 5 月 5G 手机销量占比则进一步增加至 76.4%。 图 24：全球智能手机出货量及增长率 图 25： 中国 5G 手机销量及占比 数据来源： IDC，东北证券 数据来源：中国信通院，东北证券 手机支持的频段增加 ，需要的模块 亦对应 增加 。 2G 时代手机支持的频段不超过5 个； 3G 时代手机需要向下兼容 2G 制式，手机支持的频段最多可达 9 个； 4G时代的全网通手机能够支持的频段数量猛增到 40 个 左右 ， 5G 手机支持的频段数将进一步增加 。 相较于 4G 手机， 5G 频段的射频模块为增量市场 。 研究表明在分立器件的情况下，每增加一个频段，需要增加 1 个 PA， 1 个双工器， 1 个射频开关， 1 个 LNA 和 2 个滤波器。 在集成模组的情况下， 通常手机越高端，支持的频段数越多，其采用的射频模块更加复杂。 请务必阅读正文