手机射频前端芯片行业研究报告 |【九鼎研报】

2020-08-13

核心观点

|行业概览

射频前端芯片是移动智能终端产品的核心组成部分之一,它的功能是在发射信号过程中将二进制信号转换成高频率的无线电磁波信号,在接收信号的过程中将收到的电磁波信号转换成二进制数字信号。射频芯片架构包括接收通道和发射通道两大部分,具体包括功率放大器(PA)、滤波器、低噪声放大器(LNA)、双工器、开关等。

5G2020年正式开启商用,未来几年渗透率将快速提升,射频前端行业新一轮高速增长趋势明确。2019年全球手机射频前端及器件市场规模约为160亿美元,到2023年或将增长至300亿美元左右,年复合增长率17%。功率放大器(PA)和滤波器作为两大核心芯片都将迎来不同程度的快速增长。

|行业驱动

射频前端芯片市场门槛较高,行业高度集中。SkyworksQorvo、博通和村田四大厂商全球市占率达到85%以上,各细分领域垄断程度由低到高分别为:射频开关和天线、PA、滤波器以及射频前端模组。其中,PA主要由三大厂商垄断,滤波器主要由博通和村田垄断。

国内公司正从低端向中高端发展,技术积累扎实的公司具有良好的成长机会。国内射频前端芯片公司与国外龙头差距很大,但经过几年积累,在2G3G占据一席之地,开始向4G5G拓展。在PA领域,形成了海思、唯捷创芯、昂瑞微、锐迪科、国民飞骧、慧智微、卓胜微7家较为成熟的企业,预计最终将形成2-3家龙头公司;在滤波器领域,低频段滤波器实现量产,中高端滤波器处于起步阶段,尚未形成稳定的竞争格局,成熟公司和创业公司均有机会胜出。

未来三年面临两个关键竞争要素:(1)进入国产四大手机厂商供应体系,推动4G5G PA进口替代;(2)实现5G滤波器量产,填补国内空白,并最终形成射频前端集成能力。

|行业风险

1)市场竞争风险:高通、海思、紫光展锐等手机基带芯片公司开始延伸进入射频前端领域,市场竞争加剧,对于尚未进入头部配套体系的国内公司,面临业绩下滑的压力。

2)技术风险:国内公司滤波器技术较国外龙头差距较大,技术能否突破具有较大不确定。


一、行业概况

1.1 射频前端芯片行业概况

射频前端芯片是移动智能终端产品的核心组成部分之一,它的功能是在发射信号过程中将二进制信号转换成高频率的无线电磁波信号,在接收信号的过程中将收到的电磁波信号转换成二进制数字信号。射频芯片架构包括接收通道和发射通道两大部分,具体包括功率放大器(PA)、滤波器、低噪声放大器(LNA)、双工器、开关等。

功率放大器用于实现发射通道的射频信号放大;滤波器用于保留特定频段内的信号,而将特定频段外的信号滤除;低噪声放大器用于实现接收通道的射频信号放大;双工器用于隔离发射和接收信号,保证接收和发射在共用同一天线的情况下能正常工作;开关用于实现射频信号接收与发射的切换、不同频段间的切换。

1:射频前端芯片产业链示意

资料来源:九鼎投资整理(红色数字代表产业链价值量占比)

1.2 通信行业发展概况

1.2.1 通信行业发展过程

移动通信发展经历了从1G5G的过程。其中,1G(第一代移动通信系统)是模拟蜂窝移动通信,抗干扰性能差,同时简单的使用FDMA技术导致频率复用度和系统容量都不高。2G(第二代移动通信技术)加入更多的多址技术,包括TDMACDMA,同时2G是数字通信,因此在抗干扰能力上大大增强。

3G相对于2G的改变主要是采用了CDMA技术,扩展了频谱,增加了频谱利用率,提升了速率,更加利于Internet业务,同时3G的演进技术将多种多址方式进行了结合,使用了更高阶的调制和编码、多载波捆绑、MIMO等新技术,使得速率进一步提升,因此3G开始支持手机APP软件的应用。

4G则是一系列新技术的应用,首先是网络架构的大变化,4G  LTE抛弃了2G3G一直沿用的基站-基站控制器(2G/无线资源管理器(3G)结构,而改成基站直连核心网;空中接口的关键技术抛弃3GCDMA而改成OFDM4G通信速度更快、通信灵活、智能性高。同时,4G要求手机支持多模多频,对基带芯片和射频前端要求更高,形成了高通、联发科、海思、展讯等少数几家手机芯片龙头。

5G技术目前正在开启大规模商用,5G将具备高宽带、低时延、广连接的特点。其峰值理论传输速度可达每秒数十Gb,比4G网络的传输速度快数百倍。其核心原理是通过超高频率和速率传输信号。

总体而言,每一代通信技术的发展是由很多小的技术升级叠加而形成的。体现在射频前端芯片,则表现为要求芯片处理的频率越来越高、处理的信息量越来越大。值得注意的是,5G的发展是一个渐进的过程,在此过程中,4G5G将并存互补。

2:通信技术发展历程

资料来源:公开资料,九鼎投资整理

1.2.2 5G发展趋势

从标准方面看,20196月,3GPP(第三代合作伙伴计划)宣布5G标准的第一个release(版本)R15已全部完成并冻结,R16标准制定正在进行中,预计在2020年冻结。R16作为第二阶段标准版本,主要关注垂直行业应用及整体系统提升。根据大多数国家的部署,2020年,全球市场将全面进入5G商用阶段。

3:主要国家5G推进计划

资料来源:中国信通院、九鼎投资整理

从技术层面看,5G射频技术分为两大部分:网络技术和无线技术。网络技术主要包括网络切片、移动边缘计算、网络功能重构、控制承载分离等技术,不涉及到射频部分;无线技术包括大规模天线、高频段通信、新型多址、载波聚合、先进编码、超密集组网等技术,其中高频通信、大规模天线、载波聚合都要求射频部分用新的硬件来实现,在移动终端上带来新的硬件增量,对应情况分别为:高频通信对PA需求大增,大规模天线催生MIMO天线阵列技术大规模应用,载波聚合对滤波器需求数量及质量大幅提升。


二、行业市场规模

2.1 手机市场规模

根据IDC报告,2019年全球智能手机销量为13.7亿台,受疫情影响,2020年全年手机销量预计还将同比下降11.9%5G手机将在2020年及之后的全球智能手机市场复苏中发挥重要作用,在5G手机放量拉动下,2021年第一季度全球智能手机有望恢复增长,2022年将恢复至每年14亿台的出货量。

4IDC最新全球智能手机出货量预测

数据来源:IDC 2020报告

2019年中国智能手机市场出货量约为3.7亿部,同比下降7.5%,较2018年同比降幅(10.5%)有所减缓。同时,行业集中度再一步提高,华为、OPPOVIVO和小米四家手机厂商占中国市场份额84.4%,同比提高6个百分点。国产品牌手机中,四大家(华为、OPPOVIVO和小米)已经实现超过90%的市场占有率。

5G手机方面,2019年中国市场5G手机出货量约为930万台。华为在中国5G手机市场中占有绝对优势,市场份额达到73.6%,其次是vivo,市场份额达到13.7%。由于我国5G基础设施建设投入更快,加上较高的手机消费水平,2022年我国5G手机渗透率或将达到25%,高于全球平均水平。综合来看,预估中国智能手机市场未来五年年均出货量在4亿部左右。

52019年中国智能手机出货量

资料来源:英国调研机构Canalys

2.2 射频前端市场规模

2.2.1 全球市场规模

随着手机多模化(通信模式增加)和频段数增加的趋势,手机射频器件数量和价值量随之快速提升。综合多家机构发布的全球射频前端市场研究报告,2019年全球手机射频前端及器件市场规模约为160亿美元,到2023年或将增长至300亿美元左右,年复合增长率17%,其中射频前端模组、滤波器、功率放大器(PA)、低噪声放大器(LNA)、天线和开关等都将获得不同程度的增长。

射频前端模组是将射频开关、低噪声放大器、滤波器、双工器、功率放大器等两种或者两种以上的分立器件集成为一个模组,从而提高集成度与性能并使体积小型化的方案。根据集成方式的不同可分为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)、FEMiD(集成射频开关、滤波 器和双工器)、PAMiD(集成多模式多频带PAFEMiD)等模组组合。

6:全球射频前端市场规模趋势

资料来源:QYR Electonics Research Center

1PA(功率放大器)

一个多模多频段的4G手机PA数量大约为5颗左右,5G手机则需要8-10PA,同时单颗价值量也将大幅提高。综合Yole Development等多家权威机构数据,2019年全球手机射频PA市场规模约为43亿美元,到2023年,市场规模将达到60亿美元左右。目前2G3G手机PA主要采用RF CMOS工艺,与主流半导体制造工艺兼容。但是在4G5G时代,由于对射频器件的线性度、频率和效率要求更高,主要以GaAs工艺为主,RF CMOS为辅。

2、滤波器

滤波器是射频前端中市场规模最大的板块,受益于新频段对额外滤波的需求,以及多载波聚合对更多的体声波滤波器(BAW)的需求,未来还将高速增长。综合Yole Development等多家权威机构数据,全球手机射频滤波器市场规模将从2019年的92亿美元增长至2023年的160亿美元。滤波器市场主要分为SAWBAW两大类:

声表面滤波器(SAW)是利用压电陶瓷、石英等压电石英晶体振荡器材料的压电效应和声表面波传播的物理特性制成的一种换能式无源带通滤波器。SAW的主要优势是能够很好地满足2GHz以下应用,包括GSMCDMA3G等标准频带,以及部分4G频带。目前,SAW滤波器技术仍在不断进步,出现了TC-SAWIHP-SAW等中高端产品,用以实现更高的频率和温度补偿功能。

体声波滤波器(BAW)由两个金属电极夹着压电薄膜,声波在压电薄膜里震荡形成驻波。通过使用体声波技术,能够开发边缘斜率极高和抑制能力优秀的窄带滤波器,能够在更高频率等级,以更低的插入损耗提供出众的滤波性能。可在高达20GHz的高频工作,对温度变化不敏感,插入损耗小,带外衰减大,十分适合5G场景的应用。FbarFilm Bulk Acoustic Resonator,薄膜腔声谐振滤波器)是目前BAW滤波器的主流产品。

3LNA(低噪声放大器)

一般的放大器在放大信号的同时会引入噪声,而射频低噪声放大器能最大限度地抑制噪声,因此得到广泛的应用。根据 Global Radio 2019 数据,2019年全球射频低噪声放大器收入约为15亿美元,随着5G的商业化建设将推动全球射频低噪声放大器市场在2020年迎来高速增长,到2023年市场规模达到 18亿美元。

4、射频开关

射频开关用于不同接收/发射通路到天线的选择与切换,以达到共用天线、节省终端产品成本的目的。目前射频开关主要采用SOI工艺,具有集成度高、制作成本相对较低的优点,国内有多家晶圆代工厂可提供SOI工艺。此外,射频开关与PA多搭配使用,因此国内PA厂商通常将开关集成为模块销售。综合Strategy AnalyticsYole Development分析,2019年射频开关市场规模约为19亿美元,未来五年年复合增长率在15%以上。

7:射频前端芯片/器件市场规模(单位:亿美元)

资料来源:Yole DevelopmentGlobal Radio、九鼎投资整理

5、射频模组

射频模组分为接收模组和发射模组。接收模组由LNA、滤波器和开关组成,发射模组由PA、滤波器和开关组成。根据Yole Development数据,预计射频前端接收模组市场将从2019年的26亿美元增长到 2025年的29亿美元,年均复合增长率为2%。发射模组市场将从2019年的65亿美元增长到2025年的104亿美元,年均复合增长率为8%。因此,射频前端模组将从2019年的91亿美元,增长到2025年的133亿美元,年均复合增长率为6.6%

2.2.2 中国市场规模分析

从数量上看,一部手机可以支持4-7种通信模式(TD-SCDMAWCDMAGSM等),1种通信模式又包含若干频段。随着手机支持通信模式和频段的增加,对功率放大器(PA)、低噪放大器(LNA)、双工器、天线、开关以及滤波器的需求也将相应增加。目前,一款多模多频的智能手机需要40个以上射频器件。4G时代,一个射频前端大约需要5颗左右PA,以及30个左右滤波器;到了5G时代,一个射频前端大约需要8颗以上PA,以及50个左右滤波器。

85G手机PAMiD方案


价值量方面,需要综合考虑数量的增长和价格的变化。随着4G手机射频前端国产化率的提高,4G射频前端各部分的单价将逐步降低,其中器件价格下降幅度大于集成模块下降幅度。例如,目前一颗4G PA的价格已经较2014年初时降低了一半。但是,5G射频前端尚处于发展初期,在一段时间内将维持较高的价格。因此4G手机射频前端的市场规模将逐步降低,5G手机射频前端市场规模将高速增长。

长周期来看,手机射频前端价值量从2G时代的0.3美金提升到3G时代的3.75美金,再提升到4G时代的11美金,而5G时代或将达到20美金以上。

基于以上分析,我们对国产品牌手机射频前端市场规模进行了测算。2019年市场规模约为82亿美元,到2023年将达到140.6亿美元。其中,PA市场规模为37.4亿美元、滤波器市场规模为60.8亿美元。尽管这个市场规模略小于Yole Development的预测,但仍可以看出,国内手机射频前端市场具有非常广阔的进口替代前景,上游射频芯片/器件和模组厂商将迎来巨大的发展机遇。

1:国产品牌手机射频前端市场规模估算

资料来源:Yole DevelopmentTri Quint、九鼎投资整理


三、竞争分析

3.1 全球竞争情况

综合来看,SkyworksQorvoBroadcom是射频前端芯片/器件最大的三家,占据市场85%左右的份额。按各细分领域来看,PA领域:三大主芯片公司SkyworksQorvoBroadcom占据全球市场93%的份额。滤波器领域:日本三家企业MurataTDKTaiyoYuden占据全球SAW滤波器市场82%的份额,Broadcom占据全球BAW滤波器市场87%的份额。

9:全球PA竞争格局、全球SAW滤波器竞争格局、全球BAW滤波器竞争格局

资料来源:Gartner、九鼎投资整理

同时,三家基带芯片公司也在往射频领域拓展,高通联手TDK成立合资公司RF360、联发科收购络达并参股唯捷创芯、华为海思自研射频芯片、紫光展讯控股锐迪科,这几家公司均具有射频前端芯片的研发设计能力,但是相比SkyworksQorvoBroadcom体量尚小。

此外,随着5G时代的到来,SkyworksQorvo等行业巨头推出了集成度更高的射频模组方案,有利于同时具备滤波器、功率放大器、开关等研发设计能力的公司。

1Skyworks

Skyworks总部位于美国,是世界上领先的专注于射频及无限半导体解决方案的公司,主要业务为提供多样化的标准及客制线性产品,以支持汽车、宽频、能源管理、工业、医疗、国防和移动电话设备。Skyworks公司的主要产品包括放大器、衰减器、侦测器、二极管、混合电路等。该公司在美国纳斯达克上市,股票代码SWKS2019年,Skyworks营业收入33.7亿美元,同比下降13.6%

2Broadcom

博通旗下的AvagoTechnologies公司是一家设计、研发并向全球客户广泛提供各种模拟半导体设备的供应商,公司主要提供复合III-V半导体产品。该公司在高性能设计和集成方面拥有超群的实力,且产品组合广泛多样,在以下四个主要目标市场中拥有约6500种产品,即:无线通信、有线基础设施、工业和汽车电子产品以及消费品与计算机外围设备。Avago在美国纳斯达克上市,股票代码AVGO。博通2019年营业收入226亿美元,同比增长8.4%。其中,射频部门贡献收入为22亿美元。

3Qorvo

Qorvo是由RFMicroDevicesTriQuint Semiconductor两家公司对等合并组建的,提供射频解决方案的企业。Qorvo主要业务是将融合了Qorvo创建和交付性能和封装技术的射频解决方案应用于移动设备、网络基础设施和国防领域。该公司的主要产品包括放大器、集成模块、控制产品、光纤组件和开关等。其一大优势是可以同时提供SawBawQorvo在美国纳斯达克上市,股票代码QRVOQorvo 2019年营业收入30.9亿美元,同比增长4%

4Murata(村田)

Murata1944年成立于京都,是陶瓷无源电子元件、无线连接模块和功率转换技术的世界领先设计和制造商。其SAW滤波器市占率超45%以上,连接模块市占率超60%。2015年收购Peregrine,后者擅长射频开关和SOI技术,两者联合推出首个全集成射频前端方案。公司2019财年(20194-20203月)营业收入148亿美元,同比下降2.6%

5Qualcomm(高通)

Qualcomm 最早通过包络芯片进入射频前端领域,随后在产业链垂直布局,进入 PA 市场。2017 年, Qualcomm通过与 TDK 合资成立以 Qualcomm 为主导的前端公司 RF360 正式进入射频前端核心领域。Qualcomm 拥有最强的基带芯片, TDK 拥有优秀的滤波器和模组,因而合资公司 RF360 意如其名, 旨在打造全覆盖的射频前端平台。

由于 Qualcomm 可提供完整射频前端方案, 并且其产品覆盖支持全球网络和频段的滤波器、 PALNA、射频开关、天线调谐、包络芯片、前端模组等,因此已具备射频前端一线大厂必要条件。在基带补贴捆绑加成下,合资当年其前端市场份额就从 5%提高到 15%,因此在 5G 射频前端升级中有望抢占领先地位。公司2019年营业收入为243亿美元,同比增加7%,高通未在报告中详细列出射频前端收入情况,但指出该部分收入较去年翻倍。

6、络达科技

络达科技位于台湾,2017年被联发科收购。公司致力于开发无线通信的高度集成电路,为客户提供高性能、低成本的各式射频/混合信号积体电路元件及完整的蓝牙/蓝牙低功耗系统单晶片解决方案。产品主要包括射频开关(T/RSwitch)、低噪声功率放大器(LNA)、数字电视与机顶盒卫星(DVB-S/S2)调谐器,WiFi射频收发器和蓝牙系统单芯片。络达科技射频产品主要集中在中低端领域。

3.2 国内射频前端芯片行业现状

由于射频芯片较高的技术门槛,市场一直由国外企业主导。2010年以来,台湾和中国大陆地区开始出现一批新公司进入射频模拟芯片领域,包括海思、唯捷创芯、昂瑞微、锐迪科、国民飞骧、慧智微、卓胜微。国内射频前端芯片企业占全球市场份额仅5%左右,主要客户依然为国内白牌手机。因此,进入四大国产手机供应体系是国内射频芯片公司发展的关键环节之一。

唯捷创芯在4G5G功率放大器领域技术领先,成为第一个进入国产四大手机品牌的企业;昂瑞微2G市场份额最大,计划布局滤波器;卓胜微专注于射频芯片中偏低端的射频开关和低噪声放大器;慧智微、国民飞骧4G PA出货量较小,但推出了5G PA样品。

2:国内射频前端情况

资料来源:公开信息、九鼎投资整理

3.2.1 功率放大器

经过几年积累,国内功率放大器厂商在2G3G领域技术已经成熟,出现竞争白热化的趋势。头部厂商和创业团队开始向4G5G领域拓展,寻求新的成长机会。

1、唯捷创芯

唯捷创芯是一家成立于2010年的fabless集成电路设计公司,成立第二年即开始盈利,目前公司已经进入成熟期。主营业务为射频芯片的研发、生产和销售。公司提供的产品和服务广泛应用于手机、平板电脑等移动终端领域。公司主要产品包括智能终端射频功率放大器芯片、射频天线开关模块及射频前端集成电路模块。20194月,联发科旗下子公司战略投资唯捷创芯。

唯捷创芯基于GaAs工艺的芯片设计技术和工艺积累在国内企业中领先。截止2019年上半年,唯捷创芯4G PA已经进入了华为、小米、OPPO手机,成为国内唯一进入四大手机品牌的功率放大器厂商,全年业绩实现爆发式增长。预计唯捷创芯将很快推出5G PA

2、昂瑞微

昂瑞微为国内领先无线射频芯片、智能手机功放芯片、双工器、滤波器芯片制造商。2G CMOS PA全球市占率超50%,稳居全球第一。截止2018年底,公司2G/3G/4G终端射频芯片累计销售量超过27亿颗,最高月出货量达1亿颗,销往160多个国家和地区,其中4G PA较少,累计出货2000万套。公司用于物联网模组的芯片累计出货量超过5000万颗。昂瑞微主要产品以2G3G为主,目前4G产品有少量出货。2019年,小米战略投资昂瑞微。

3、锐迪科

锐迪科成立于2004年。2018年,紫光展讯和锐迪科完成整合。锐迪科主要从事射频IC的设计、开发、制造、销售并提供相关技术咨询和技术服务。公司主要产品分为三类:移动电话通讯支持芯片,包括功率放大器、转换器和接收器等;广播通信芯片,包括调频FM、机顶盒射频接收、移动电视信号接收器和调谐器、卫星电视高频头;无线数据连接芯片,包括蓝牙、蓝牙和FM二合一、Wi-Fi、蓝牙和FM三合一、无线步话机。公司拥有包含中兴、华为、TCL、天语、三星等国内外众多手机客户。

4、国民飞骧

2010年,国民飞骧团队开始依托国内市场开发国产射频功率放大器和射频开关。2015年,国民飞骧从国民技术中分离。2011年,其NZ5081应用于宇龙酷派8180TD-SCDMA手机,是第一个应用于智能手机的国产PARDA是第一个应用于国产功能机的PA)。2015年以来,国民飞骧陆续进入红米、酷派、中兴、魅族等供应体系。2020年,飞骧发布自主研发的5G前端方案,包括N77+N79LPAMIF模块等。

5、慧智微电子

广州慧智微电子有限公司成立于201111月,于2012年初开始运营,是全球第一家可重构多频多模射频前端技术并量产的芯片公司。慧智微创新的可重构的混合集成射频前端架构技术可应用于4G移动终端的射频功率放大器和其他射频前端器件。目前,慧智微营收体量较小。2019年,公司推出了5G可重构射频前端平台和自研功率放大器。

6、中普微电子

中普微从事射频IC设计、研发及销售,产品涵盖GSMW-CDMATD-SCDMACDMA2000以及快速演变的TD-LTE,提供2G/3G/4G全面的射频前端解决方案。2014年,上市公司韦尔股份控股中普微电子。目前,中普微电子没有用于5G的射频器件。

7、其它

受中国加速5G建设进程、以及中美贸易摩擦的双重推动影响。目前还有多只力量投入射频PA的研发。一是华为海思,其拥有基站端和手机端的射频研发团队,目前已具备部分4G手机 PA的批量自给能力。二是海归或本土创业团队,包括芯朴、猎芯、锐石创芯、宜确等,优势是出身全球龙头,具有先进的设计经验,劣势是客户基础较为薄弱,尤其是四大手机品牌客户,进入其供应链需要较长的验证周期,对产品稳定性和后续服务质量要求较高,对创业公司是一个挑战。

3.2.2 滤波器

国内涉足滤波器的公司较少,以科研院所小批量生产为主,同时有天津诺思、无锡好达等公司量产无线通信用SAW滤波器;上市公司麦捷科技和信维通信通过联合研发的方式推出滤波器产品。此外,还有多家初创类Fabless公司正在研发或量产滤波器。

总体来看,国内滤波器设计和制造水平处于起步阶段,逐步开始推出5G N41及以下频段的滤波器产品,预计未来2-3年,将陆续量产N77/78N795G主要频段的滤波器产品。目前,国内初创滤波器公司均为Fabless形式,部分公司规划建设滤波器生产线。

1、麦捷科技

公司2016年增发8.5亿元,其中3.72亿元用于基于LTCC基板的终端射频声表滤波器(SAW)封装工艺开发与生产项目。其于20175月与重庆声光电集团签署战略合作协议,双方在微声滤波器(SAWTC-SAWFBAR等)产品方面展开合作,并成立合资公司,麦捷科技持有35%股权。

2、信维通信

公司于20176月和中国电子科技集团55所签署战略合作协议,信维通信通过对德清华莹增资1.1亿元而持有德清华莹股权,双方将在声表面滤波器、5G高频器件和GaN功率器件等方便展开合作;国内声表面滤波器的上市公司联合国内的科研院所,结合上市公司的资本优势与科研院所的技术实力,加速推进滤波器大规模产业化。

3、诺思

公司成立于2011年,总部设于天津,总注册资本人民币3亿元,是中国首家FBAR生产企业,公司从事无线设备射频前端MEMS滤波芯片、模块、应用方案的设计、研发、制造和销售,核心产品达到国际领先水平。2018年,天津诺思工厂产能为3000万颗WIFI滤波器。公司计划在绵阳投资建设新的滤波器生产线。

4、无锡好达

公司成立于1999年,是一家具有多年滤波器生产经验的企业,但产品主要应用于麦克风、导航等低端领域,尚无手机用滤波器产品。2020年初,华为战略投资好达,其BAW滤波器有望逐步进入手机领域。

此外,还有多家创业型的Fabless公司正在推出BAWFbar滤波器。具体如下:

5、苏州汉天下

公司成立于2015年,经过四年多的工艺开发和实践,已经全面掌握了压电层沉积、光刻、刻蚀、空腔结构的释放等关键核心技术。此外,公司通过与封装厂联合开发晶圆级键合封装技术,具备了大规模量产的条件。汉天下滤波器已经于2019年下半年正式出货。

6、开元通信

公司成立2018年,主营SAWBAW滤波器设计,并能提供射频前端模组。公司已经推出了5G  N41频段的BAW滤波器,同时SAW滤波器对标村田,成本上具有优势,处于量产过程中。开元通信具有较好的模组化能力,聚焦于提供包括滤波器、开关、低噪放的成套解决方案。

7、云塔

公司成立于2016年,主营SAWBAWSPDLTCC器件研发和设计。由于LTCCSPD能够适应更大的带宽,因此,公司重点研发具备窄带和宽带能力的混合滤波器,实现5G频段下大带宽的需求。公司目前采用Fabless模式,在海外和国内均有合作的代工厂。公司未来计划建设滤波器生产线。

8、频岢

公司成立于2017年,公司SAW滤波器已经成功流片,未来还将进一步推出BAW滤波器。公司SAW滤波器正在下游手机和模组客户测试认证,有望实现批量出货。

9、宙讯

公司成立于2015年,核心团队具有丰富的BAW滤波器设计经验。目前公司能够提供SAW滤波器产品,未来将继续推出TC-SAWIHP-SAWBAW滤波器量产产品。同时,公司拥有一条SAW/BAW CSP芯片封装测试生产线和全套进口射频微波测试设备。

10、晶讯聚震

公司成立于2017年,近期正式发布了自主研制的N41全频段Fbar滤波器。该滤波器独创的单晶掺杂压电材料和单晶薄膜电极技术,可以重新定义Fbar谐振器和滤波器性能,同时采用了低成本的Bump-on-Via WLP封装技术,缩小了封装尺寸。

11、左蓝

公司成立于2016年,目前已推出4SAW滤波器和双工器,2020年将推出TC-SAWFbar滤波器样品。公司TC-SAW技术指标接近国外龙头村田。目前产品主要面向手机和物联网厂商。

3.2.3 射频开关

射频开关领域,进入门槛相对功率放大器和滤波器较小,卓胜微凭借成熟的工艺,成为目前国内规模最大的射频开关企业。卓胜微成立于2012年,其主要业务为射频开关和射频低噪声放大器。由于其优秀的RF CMOS工艺,成功进入三星、华为等知名客户供应链。卓胜微2019年实现营业收入15亿元,归母净利润4.97亿元。卓胜微成功上市后,募集资金进一步丰富产品线结构,布局滤波器、高性能天线、射频前端模组、低功耗蓝牙等产品。目前,公司多款SAW滤波器已经量产出货,并开始投入BAW滤波器的研发。

除了卓胜微以外,上述主要的PA厂商和部分滤波器厂商也开始推出自主设计研发的射频开关,该领域市场竞争加剧。


四、总结

随着5G和万物互联时代的到来,射频数量大幅增加,射频前端芯片将迎来新一轮高速增长期。全球范围类,国外龙头仍掌握着主要的技术和绝大部分市场。国内公司从低端起步,目前已在开关、低噪声放大器领域进入中高端市场;在市场规模更大的功率放大器领域,国内正处于即将进入主流国产手机的阶段;在市场规模最大的滤波器领域,国内厂商正在积极布局。具体来看:

15G2020年正式开启商用,未来几年渗透率将快速提升,射频前端行业新一轮高速增长趋势明确。2019年全球手机射频前端及器件市场规模约为160亿美元,到2023年或将增长至300亿美元左右,年复合增长率17%。功率放大器(PA)和滤波器作为两大核心芯片都将迎来不同程度的快速增长。

2、射频前端芯片市场门槛较高,行业高度集中。SkyworksQorvo、博通和村田四大厂商全球市占率达到85%以上,各细分领域垄断程度由低到高分别为:射频开关和天线、PA、滤波器以及射频前端模组。其中,PA主要由三大厂商垄断,滤波器主要由博通和村田垄断。

3、国内公司正从低端向中高端发展,技术积累扎实的公司具有良好的成长机会。国内射频前端芯片公司与国外龙头差距很大,但经过几年积累,在2G3G占据一席之地,开始向4G5G拓展。在PA领域,形成了海思、唯捷创芯、昂瑞微、锐迪科、国民飞骧、慧智微、卓胜微7家较为成熟的企业,预计最终将形成2-3家龙头公司;在滤波器领域,低频段滤波器实现量产,中高端滤波器处于起步阶段,尚未形成稳定的竞争格局,成熟公司和创业公司均有机会胜出。

我们认为,未来三年是国内射频前端芯片企业发展的关键时期:一是优秀的射频公司将逐步进入国产四大手机厂商供应体系,推动4G/5G PA和滤波器的进口替代;二是2019年开启的5G市场,将至少持续5年以上,在部分细分领域实现技术追赶的企业,将分享5G红利实现高速增长。