射频前端：从产业变革到价值增长.pdf

行业 报告 | 行业深度研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 1 半导体 证券 研究报告 2019 年 06 月 29 日 投资 评级 行业 评级 强于大市 (维持 评级 ) 上次评级 强于大市 作者 潘暕 分析师 SAC 执业证书编号： S1110517070005 panjiantfzq 陈俊杰 分析师 SAC 执业证书编号： S1110517070009 chenjunjietfzq 资料 来源： 贝格数据 相关报告 1 半导体 -行业研究周报 :贸易摩擦不确定下 紧抓确定性的 “ 国产替代 ” 自主可控主线 2019-06-23 2 半导体 -行业研究周报 :博通指引下修，行业迎逆风 /国内半导体投资主线逻辑 2019-06-17 3 半导体 -行业研究周报 :需求修正逐步消化 /科创板临近板块积聚向上动能 2019-06-09 行业走势图 射频 前端： 从产业变革到价值增长 射频 前端：无线连接的核心 ， 市场空间广阔 射频 前端是无线连接的核心， 是 在天线 和射频收发模块间 实现信号发送和接收的基础器件 。 根据 QYR Electronics Research Center 的统计， 2018 年 全球 射频前端市场 达 149.1 亿美元， 目前正是 4G 网络向 5G 网络转型升级的阶段，未来全球射频前端市场规模将迎来大规模扩张。 预计 2023 年全球射频前端市场规模将增长至 313.10 亿美元。 射频 前端产业链： IDM 主导 ， Fabless 兴起 射频 前端产业 是 IDM 模式最成功的领域。 目前 IDM 模式 主导整个射频前端行业。同时 射频前端 主要产品 的 市场均被几大国际巨头垄断 ： Broadcom（ Avago）、 Skyworks、 Qorvo、 Murate 四大厂商合计占据 全球 85%的 市场。以高通为代表的 Fabless 厂商试图凭借基带技术切入射频前端领域 ； 同时以华为为代表的设备商对于上游供应链的把控和 “ 国产替代 ”需求也将重塑产业链格局， 国内设计厂商 有望 迎来替代机遇， 我们看好未来射频前端的国产替代逻辑 氮化镓：未来 5G 射频前端新秀 氮化镓是性能优异的第三代半导体材料。 氮化镓同时可以满足高功率和高频率的特点， 相比 硅器件， 氮化镓拥有全面的优势。 氮化镓 主要有三种类型的衬底 ， 我们 预计 硅基氮化镓（ GaN-on-Si） 将 可以以价格为竞争优势替代 现有硅和砷化镓技术 ， 前景广阔 。 YOLE 预计，随着5G 的不断发展，氮化镓射频器件的 全球 市场规模 将在 2022 年 达 7.55 亿美元，年复合增长率 CAGR 为 14%。 SiP+Antenna 封装：未来 5G 新趋势 5G 毫米波 射频 模组 将 迈向高度整合的时代。 其中 射频元件将由离散型 转向FEMiD 和 PAMiD形式 （均 为 SiP封装 技术 ） ； 而天线模组将由 Antenna on PCB转向 “ SiP+Antenna”的 封装天线（ AIP） 形式 。 射频 前端市场空间测算 根据我们 的测算， 我们 得出 2019 年智能手机 射频前端 市场 将达到 184.7 亿美元， 2020 年 将达到 242.6 亿 美元， 相比 2018 年 CAGR 达 18.79%。 2021年全球 5G宏基站 PA 和 滤波器市场 将 达到 243.1 亿 元人民币， 相比 2019 年CAGR 为 162.31%， 2021 年 全球 4G 和 5G小 基站 射频 器件市场将达到 21.54亿 元人民币， 相比 2019 年 CAGR 为 140.61%。 风险 提示 ： 未来 5G 技术推进不及预期； SiP 和 AiP 等封装技术 推广 进度不及预期 ；采用 GaN 等新材料射频器件推广进度不及预期；整个半导体行业不景气导致需求下降；中美贸易摩擦 重点标的推荐 股票 股票 收盘价 投资 EPS(元 ) P/E 代码 名称 2019-06-28 评级 2018A/E 2019E 2020E 2021E 2018A/E 2019E 2020E 2021E 300782.SZ 卓胜微 108.92 买入 1.62 2.92 4.19 6.76 67.23 37.30 26.00 16.11 600584.SH 长电科技 12.85 买入 -0.59 0.13 0.45 0.68 -21.78 98.85 28.56 18.90 601231.SH 环旭电子 12.05 买入 0.54 0.71 0.98 1.36 22.31 16.97 12.30 8.86 600703.SH 三安光电 11.28 增持 0.80 1.03 1.25 14.10 10.95 9.02 资料来源： 天风证券研究所，注： PE=收盘价 /EPS -31%-24%-17%-10%-3%4%11%2018-06 2018-10 2019-02半导体 沪深 300 行业报告 | 行业深度研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 2 投资要点 核心 观点 科技进步永不停止 ， 基于满足人类交互沟通需求的通信技术迭代在迎来 5G 之际，基础通信设施的建设无疑是未来几年拉动相关半导体行业成长的动能之一 。射频前端是 无线连接的核心 ，随着 5G 支持 的频段数量的增多， 单个 移动终端射频前端的 数量 和价值 量 也会 迎来显著增长 ， 未来 射频前端 市场增长空间广阔。 本文试图阐述射频前端半导体相关产业链的投资机遇，从逻辑和数据上阐述清楚以下几个重要问题： 1 射频前端半导体产业链生态将迎来新的变化 ， 推动产业链公司迎新机遇 。 目前 射频前端半导体产业由 IDM 模式 主导。 射频前端 主要产品 的 市场均被几大国际巨头垄断 。 随着 5G到来， 以高通为代表的 Fabless 厂商试图凭借基带技术切入射频前端领域 ； 同时以华为为代表的设备商对于上游供应链的把控和 “ 国产替代 ”需求也将重塑产业链格局， 国内 设计厂商 有望 迎来替代机遇 ， 我们看好未来射频前端的国产替代逻辑 。 2 制造技术是射频前端半导体的关键 ，涉及到的工艺和材料都不同于以往硅基半导体的制造 。 射频电路的技术升级主要依靠新设计、新工艺和新材料的结合。 从手机端的 GaAs 二代化合物制造技术到基站端 GaN 三代化合物技术的演进 ， 是我们关注的产业方向重点；同时，在封装端的高度整合以 SiP 形式展现，值得重点关注微缩化诉求下的产业机遇。 3 我们详细拆解 手机端和基站端射频前端器件的价值量增长 。 根据我们 的测算， 我们 得出2019 年智能手机 射频前端 市场 将达到 184.7 亿 美元， 2020 年 将达到 242.6 亿 美元， 相比2018 年 CAGR 达 18.79%。 2021 年全球 5G 宏基站 PA和 滤波器市场 将 达到 243.1 亿 元人民币， 相比 2019 年 CAGR 为 162.31%， 2021 年 全球 4G 和 5G 小 基站 射频 器件市场将达到 21.54 亿 元人民币， 相比 2019 年 CAGR 为 140.61%。 我们 推荐 重点关注 国内 射频前端 芯片 的 龙头企业 卓胜微 和 积极 布局 化合物 射频前端芯片三安光电 以及 拥有 SiP 等 先进 封装技术 龙头公司 长电科技 和 环旭电子 。 此外 ， 我们 建议关注 海外的射频 半导体技术领先的厂商 ： CREE、高通、 Sumitomo、 NXP、Macom，国内的 公司 我们 建议关注 在 射频 器件 研发 和生产方面具有潜力的 13 所、 55 所、能讯 半导体、 远创达 、 Ampleon 等 。 行业报告 | 行业深度研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 3 内容目录 1. 射频半导体行业现状 . 6 1.1. 射频前端芯片市场竞争格局有望改变 . 6 1.1.1. 射频前端：无线连接的核心 . 6 1.1.2. 滤波器：射频器件最大的细分市场 . 8 1.1.3. 射频 PA：国外巨头占据主导地位 . 12 1.1.4. 射频开关和 LNA：未来市场空间广阔 . 13 1.1.5. 射频前端市场：国外大厂垄断，国内厂商突围 . 14 1.2. 射频前端产业链日趋成熟 . 15 1.2.1. IDM 模式仍为行业 主流 . 15 1.2.2. “基带供应商切入射频前端市场 +整机商把控供应链国产替代”， Fabless 迎来发展机遇 . 17 2. 5G 赋能射频前端产业 . 18 2.1. 氮化镓：未来 5G 射频前端新秀 . 18 2.1.1. 氮化镓：性能优 异的第三代半导体材料 . 19 2.1.2. 硅基氮化镓（ GaN-on-Si）：最有前景的衬底技术 . 21 2.1.3. 氮化镓：未来市场空间广阔 . 23 2.2. SiP+Antenna 封装：未来 5G新趋势 . 25 2.2.1. SiP 是超越摩尔定律的必然选择路径 . 25 2.2.2. SiP 为智能手机量身定制，已获广泛应用 . 27 2.2.3. SiP+Antenna： 5G应用广泛 . 31 2.3. 5G 时 代下射频前端市场空间广阔 . 34 2.3.1. 手机射频前端市场潜力巨大 . 34 2.3.2. 基站射频前端增长空间巨大 . 35 3. 射频前端市场空间测算 . 36 4. 行业公司推荐 . 38 4.1. 卓胜微：国内射频前端芯片龙头企业 . 38 4.2. 长电科技：技术领先的国际封测龙头 . 40 4.3. 环旭电子：立足 SiP 重回增长通道 . 41 4.4. 三安光电：积极 布局化合物射频前端 . 42 4.5. 其他建议关注的国内外公司 . 43 5. 风险提示 . 43 图表目录 图 1：智能手机通信系统结构示意图 . 6 图 2： 2012 年以来全球移动终端出货量（百万台，含预测） . 7 图 3： 2010 年以来全球射频前端市场规模（亿美元，含预测） . 7 图 4： 2018 年全球 RF FEM 市场情况 . 7 图 5： 2023 年全球 RF FEM 市场情况 . 7 行业报告 | 行业深度研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 4 图 6： 2018 年全球 RF FEM 市场情况 . 8 图 7： 2023 年全球 RF FEM 市场情况 . 8 图 8： 2017 年主要射频器件市场占比 . 8 图 9： SAW 滤波器结构图 . 9 图 10： BAW 滤波器结构图 . 9 图 11：不同频率下 SAW 和 BAW 滤波器的应用范围 . 10 图 12：滤波器在射频前端模块中的占比 . 10 图 13：全球滤波器市场规模预测（亿美元） . 10 图 14： SAW 滤波器全球 市场份额情况 . 11 图 15： BAW 滤波器全球市场份额情况 . 11 图 16：全球射频 PA市场份额情况 . 12 图 17： 2010 年以来全球射频开关市场规模（亿美元，含预测） . 13 图 18： 2010 年以来全球射频低噪声放大器市场规模（亿美元，含预测） . 13 图 19：全球射频前端市场份额情况 . 14 图 20： 行业模式示意图 . 15 图 21：集成了 PA，开关，多路器在同一模组上的 Skyworks 的 SkyOne 射频前端模组 . 16 图 22：高通 5G 毫米波天线模组 QTM052. 18 图 23：氮化镓（ GaN）器件同时具有高功率和高频率的特点 . 19 图 24：氮化镓（ GaN）已经广泛应用于射频器件（ RF）、 LED 和功率器件等 . 20 图 25：氮化镓（ GaN）器件应用广泛 . 20 图 26：预计 2018 年开始 GaN的出货量将超过 LDMOS. 21 图 27：不同衬底的 GaN 未来发展趋势 . 22 图 28： GaN-on-SiC 和 GaN-on-Si 的不同应用领域 . 22 图 29： 2015 年氮化镓射频器件市场情况 . 23 图 30： 2022 年氮化镓射频器件市场情况 . 23 图 31： 2012 年射频功放器件市场情况 . 23 图 32： 2018 年射频功放器件市场情况 . 23 图 33： 30 年来通信技术的演 进时间轴 . 24 图 34： 2018-2025 年 5G 智能手机出货量（单位：百万台） . 24 图 35： 2017-2024 年全球及中国 GaN 基站市场规模 . 25 图 36： SiP 示意图 . 25 图 37：遵从摩尔定律的英特尔处理器 . 26 图 38：过去主流的系统 . 26 图 39：现在的系统 . 27 图 40： SiP 各应用领域产值占比 . 27 图 41： iPhone 6s 中的触控芯片 SiP. 28 图 42：目前智能手机中关键组件使用 SiP 封装概况 . 28 图 43： PAMiD 在 iPhone XS 中的应用 . 29 图 44：射频元件的集成化趋势 . 30 图 45： Broadcom 8092 模块采用 PAMiD 封装技术 . 30 图 46：封装天线实物图 . 31 行业报告 | 行业深度研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 5 图 47： AOC 与 AIP 集成形式 . 31 图 48：毫米波频段引关注 . 32 图 49：天线模组的微缩化趋势 . 32 图 50：封装天线（ AIP）， 5G 天线封装主流形式 . 33 图 51： 2G-5G 时代 RF FEM 封装技术趋势 . 33 图 52：不同网络制式下单部手机射频器件成本（美元）和相关器件数量 . 34 图 53： 2017-2023 年手机射频器件市场规模概况 . 34 图 54： 2017-2022 年手机射频前端市场规模（十亿美元） . 35 图 55： 2017-2022 年基站射频前端市场概况 . 36 图 56： 2015-2018 年卓胜微分产品营业收入（万元） . 38 图 57： 2018 年公司各产品营收占比 . 39 图 58： 2018 年各大客户营 收占比 . 39 图 59：来自三星电子及其关联公司的收入占比 . 39 图 60：公司核心技术产品收入占总营收比例 . 39 图 61： 2013 年全球封测行业市场占比 . 40 图 62： 2018 年全球封测行业市场占比 . 40 图 63： 2018 年公司各产品占主营业务收入比例 . 41 图 64： 2015-2018 年三安集成营业收入及同比增长率 . 42 表 1：部分射频器件简介 . 6 表 2：国内布局 SAW 滤波器的企业情况 . 12 表 3：国内主要 PA厂商概况 . 12 表 4：射频前端芯片国际大厂概况 . 14 表 5： Fabless 模式下产业链分工 . 17 表 6：三代半导体材料主要参数的对比 .