20191130-兴业证券-TMT：射频器件增长明确，关注龙头与国产替代_49页_2mb

报告摘要

射频器件行业分析总结

核心内容

射频器件是通信系统中的关键组成部分，广泛应用于各种通信场景，包括基站、卫星通信、军用、雷达、航空航天、有线宽带等。根据预测，2019-2023年全球射频器件市场将保持稳定增长，预计2023年市场规模将达到292亿美元，CAGR为22.0%。5G技术将显著推动射频器件的量价齐升，尤其在手机和基站端。

主要观点

1. 射频器件市场规模及增长

全球手机射频前端市场预计在2023年达到234亿美元，CAGR为19.7%。
基站射频前端市场预计在2023年达到58亿美元，CAGR为34.1%。
5G将显著提升射频器件的单价和数量，主要由于其高频、宽带化和复杂制式带来的需求增长。

2. 射频器件种类与功能

射频器件主要包括以下几种：

功率放大器（PA）：负责发射通道的信号放大，是射频系统中除基带外最重要的部分。
低噪声放大器（LNA）：用于接收通道，提升信号增益并降低噪声。
滤波器：用于选择特定频率信号，是移动通信中的关键器件。
射频开关：实现信号路径切换。
数模/模数转换器（ADC/DAC）：用于信号转换，是射频前端模块的重要组成部分。
双工器、环形器：用于隔离发射和接收信号，实现双工切换。

3. 技术趋势

滤波器：5G将推动滤波器小型化、集成化、高频宽带化。BAW滤波器将逐渐取代SAW滤波器，成为高频段主流。介质滤波器因体积小、性能优，有望在5G基站中广泛应用。
放大器：GaAs工艺仍为主流，用于移动终端；GaN有望逐步取代LDMOS，成为基站侧主流技术。
ADC/DAC：精度和速度需求不断提升，ADI在该领域占据主导地位，占据约50%的市场份额。

4. 国产替代前景

国产替代是射频器件发展的明确方向，尤其在滤波器和部分中低端器件上已有进展。
介质滤波器国产化率有望逐步提升，目前已有部分企业实现批量供货。
卓胜微、紫光展锐、昂瑞微等企业已实现部分国产替代，未来有望进一步受益。

5. 竞争格局

手机侧：主要由博通、Qorvo、Skyworks、村田等欧美日企业主导，国产厂商处于弱势。
基站侧：主要由NXP、Ampleon、Sumitomo等厂商主导，国产化程度较低，但未来有望提升。
行业集中度：头部企业集中度逐步提升，出现强强联合趋势，中低端市场已部分实现国产替代。

关键信息

市场预测

2023年全球手机射频前端市场规模预计为234亿美元，CAGR为19.7%。
2023年全球基站射频前端市场规模预计为58亿美元，CAGR为34.1%。
2023年全球射频前端市场规模预计为292亿美元，CAGR为22.0%。

产品与技术趋势

滤波器：SAW滤波器在低频段应用广泛，但5G时代将逐渐被BAW滤波器取代。
放大器：GaAs仍为手机端主流，GaN在基站端将逐步取代LDMOS。
ADC/DAC：精度和速度是主要衡量指标，ADI在该领域占据领先地位。

投资建议

关注行业龙头：Skyworks、Qorvo等。
关注化合物半导体代工企业：稳懋、宏捷科技。
关注国产替代机会：卓胜微、紫光展锐、昂瑞微。

风险提示

技术发展出现重大变革；
行业发展不及预期；
行业竞争加剧导致产品价格下降。

重点公司评级

重点公司	评级
Qorvo	未评级
Skyworks	未评级
稳懋	未评级
宏捷科技	未评级
卓胜微	未评级

分析师信息

分析师：张忆东（SFC: BIS749，SAC: S0190510110012）
联系人：
- 洪嘉骏（SAC: S1010519080002）
- 刘洁（SAC: S0190119030006）
- 曹萌（SAC: S0190118070147）

图表与数据

图1：2014-20年射频市场规模
图2：射频前端模块不同器件市场份额
图3：2013-19年移动终端射频器件市场规模
图4：各射频器件关系示意图
图5：射频模块在智能手机主板中的位置
图6：iPhoneSE主板实物图
图7：iPhoneSE主板上的射频模块
图8：主流机型拆解后的射频成分组成
图9：六大品牌旗舰机型射频器件供应商分析
图10：华为P30拆解图及其射频器件
图11：2017-23年手机射频前端市场规模
图12：RRU原理图
图13：AAU结构示意图
图14：2016年基站侧功率放大器市场份额
图15：手机端的射频滤波器集成在射频模组中
图16：基站设备中的滤波器
图17：SAW滤波器结构示意图
图18：BAW滤波器结构示意图
图19：腔体滤波器剖析实物图
图20：介质滤波器实物图
图21：全球滤波器市场规模
图22：中国SAW滤波器市场规模
图23：中国SAW滤波器产量与需求量
图24：SAW滤波器全球市场份额
图25：BAW滤波器全球市场份额
图26：放大器简化原理图
图27：设备侧射频功放
图28：通信基站侧射频功放
图29：上下行射频系统结构示意图
图30：2015-23年全球射频功放市场规模
图31：终端设备侧射频PA市场份额
图32：通信基站侧射频PA市场份额
图33：设备侧射频LNA
图34：通信基站侧射频LNA
图35：2016-23年全球LNA市场规模及其增速
图36：不同材料频率以及输出功率特性比较
图37：按不同应用分GaN器件市场规模
图38：2017年GaN射频器件不同应用市场份额
图39：2023年GaN射频器件不同应用市场份额
图40：信号转换流程图
图41：ADI公司生产的DAC转换器实物图
图42：ADI公司生产的Precise ADC转换器实物图
图43：2009/2010年全球主要厂商数字转换器收入
图44：2009/2010年全球主要厂商数字转换器收入
图45：GPS芯片
图46：按应用分全球GPS市场规模
图47：北斗卫星导航系统建设规划
图48：锁相环原理图
图49：开关在射频前端芯片中所处位置
图50：苹果iPhone6s SE中的主要射频器件及芯片拆解图
图51：全球射频开关销售收入
图52：双工器原理图
图53：环形器原理图
图54：5G手机射频前端
图55：2018年全球GaAs市场份额
图56：FY2010-19年公司营业收入以及毛利率、净利率
图57：FY2010-19年公司研发费用率以及销售、管理费用率
图58：2013年全球GaAs市场份额
图59：2015年全球GaAs市场份额
图60：FY2015-19年Qorvo营业收入以及毛利率、净利率
图61：FY2015-19年公司研发费用率以及销售、管理费用率
图62：博通发展历史
图63：FY2010-18年Avago营业收入以及毛利率、净利率
图64：FY2010-18年公司研发费用率以及销售、管理费用率
图65：2018年全球GaAs市场份额
图66：全球BAW滤波器市场份额
图67：2018年全球GaAs代工厂市场份额
图68：FY2010-18年稳懋营业收入以及毛利率、净利率
图69：FY2010-18年稳懋研发、销售、管理费用率
图70：FY2010-18年宏捷科技营业收入以及毛利率、净利率
图71：FY2010-18年宏捷科技研发、销售、管理费用率
图72：公司近年营业收入以及毛利率、净利率
图73：公司近年研发、销售、管理费用率
图74：2017年全球基带厂商出货量分布
图75：公司5G基带芯片春藤510
图76：2017年高通基带芯片出货情况
图77：2017年展锐基带芯片出货情况

表格数据

表1：射频前段模块主要器件

参数	功能
功率放大器	负责发射通道的射频信号放大，是射频系统中除基带外最重要的部分
滤波器	用于信号传输频率选择，使特定频率成分通过，衰减其他频率成分
双工器	将发射和接收信号隔离，保证同时正常工作
射频开关	实现信号路径切换，包括接收与发射切换、不同频段切换等
低噪声放大器	提高接收机增益，降低噪声系数

表2：世界各地采用的5G频段

区域	时间	低频	中频	高频
韩国	2018年6月	-	3.42-3.7 GHz	26.5-28.9 GHz
英国	2018年	-	3.4 GHz	-
美国	2018年	-	2.5 GHz	24 GHz, 28 GHz
日本	2019年	3.6-4.2 GHz, 4.4-4.9 GHz	27-29.5 GHz
中国香港	2019年	3.3-3.6 GHz, 4.83-4.93 GHz	24.25-28.35 GHz
加拿大	2020年	3.45-3.65 GHz	-	-
澳大利亚	2018-2019年	3.575-3.7 GHz	25.25-27 GHz
法国	2018年	3.4-3.8 GHz	-	-
中国大陆	2019年6月	2.6, 3.5, 4.9-5.0 GHz	-	-

表3：SAW滤波器与BAW滤波器对比

参数	SAW滤波器	BAW滤波器
带宽	<8%	<5%
Q值	Q>1000	Q>2000
工作频率	100MHz - 2GHz	1GHz - 5GHz
主要应用	智能手机（4G和4.5G低频段LB）	智能手机（4G和4.5G中高频段MHB）

表4：滤波器的关键参数

参数	解释
封装	表面贴装，体积最小的产品为2.5*2mm
中心频率	两个截止频率值的算术平均值
通带宽度（带宽）	两个截止频率间的频率间隔
通带波纹	通带内规定频域的最大损耗之间的差值
阻带抑制	在给定频带内器件的最大旁瓣电平
矩形系数	两个规定的损耗值所确定的频带宽度之比
群时延波动	群延时的最大差值
回波损耗	反映电缆链路阻抗不匹配的反射
插入损耗	信号通过滤波器时的衰耗

表5：单部手机所含滤波器的价值量

(美元)	典型3G设备	区域性LTE设备	全球漫游LTE设备
SAW滤波器	1.25	2.00	2.25
TC-SAW滤波器	0.00	0.50	1.50
BAW滤波器	0.00	1.50	3.50
合计	1.25	4.00	7.25

表6：放大器的关键参数

参数	解释
放大倍数	输出功率与输入功率的比值，以dB为单位
工作频率范围	放大器线性工作频率范围，以MHz为单位
三阶交调截止点（IP3）	代表放大器的线性度
1分贝压缩输出功率(P1dB)	表示放大器的最大线性输出功率
放大效率	射频输出功率与直流输入功率之比
噪声系数	衡量器件噪声特性，以dB为单位
谐波抑制	谐波对基频信号的影响，以dB为单位

表7：不同材料的主要参数比较

参数	Si	GaAs	GaN
禁带结构	间接带隙	直接带隙	直接带隙
击穿强度(MV/cm)	0.3	0.4	3.3
禁带宽度(eV)	1.1	1.4	3.4
电子迁移率	1350	8500	2000
电子饱和迁移速度	1.0	1.0	2.7
相对介电常数	11.9	12.5	8.9
热导率	1.49	0.54	1.3
理论最高工作温度(°C)	175	350	800

表8：ADC/DAC转换器的关键参数

参数	DAC数模转换器	ADC模数转换器
分辨率	最小输出电压与最大输出电压之比
线性度	非线性误差的大小
转换精度	与结构和接口电路配置有关
转换速度	由建立时间决定
转换误差	实际输出与理论输出的偏差
转换时间	转换控制信号到来到输出稳定所需时间

总结

射频器件行业在5G的推动下迎来快速增长，市场规模有望从2019年的210亿美元提升至2023年的234亿美元（手机侧）和58亿美元（基站侧）。滤波器、放大器和ADC/DAC是射频前端的主要组件，其中滤波器将经历从SAW到BAW的升级，放大器将从GaAs向GaN转型，ADC/DAC的精度和速度需求持续提升。行业集中度高，欧美厂商占据主导地位，但国产替代趋势明显，尤其在滤波器和部分中低端器件上，国内企业有望逐步提升市场份额。建议关注行业龙头Skyworks、Qorvo，以及化合物半导体代工企业稳懋、宏捷科技，同时关注国产替代带来的机会，如卓胜微、紫光展锐、昂瑞微等。

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