国防军工行业深度报告：国防装备更新换代，有源相控阵雷达替代潮流涌起

国防装备更新换代，有源相控阵雷达替代潮流涌起 国防军工|行业深度报告|2023.02.06 评级：看好 曲小溪 首席分析师 SAC执证编号：S0110521080001 quxiaoxi@sczq.com.cn 电话：010-81152676 郭祥祥 SAC执证编号： guoxiangxiang1@sczq.com.cn 电话：010-81152675 0.2国防军工 沪深300 0 -0.2 -0.4 2-Feb 22-Nov 11-Sep 1-Jul 20-Apr 7-Feb 市场指数走势（最近1年） 资料来源：聚源数据 相关研究 全球航发市场需求旺盛，关注航发锻造行业投资机会 中航电测拟收购成飞100%股权， 2023年国企改革继续深化 解放军开展新年训练动员，关注实战化训练带来精确制导产业投资机会 核心观点 雷达的发展经历了机械扫描、无源、有源再到数字化的发展历程。相控阵雷达具有大量天线元件组成的天线阵面，通过计算机控制天线元件发射不同指向的电磁波束，相比机械扫描雷达，扫描效率更高、重量更轻。有源相控阵雷达每个天线元件都配有单独的收发控制开关，可同时执行多个任务，另外在任务量不大时可只启动部分天线元件工作，相比无源相控阵雷达在信息处理和功耗方面更有优势，是相控阵雷达的发展趋势。数字相控阵雷达对每个收发通道的信号进行数字化处理，每个通道发射以及接收波形所需要的幅度相位数据等参数都是可以单独控制，具有多波束、幅相控制精度高等优点，是有源相控阵未来的发展趋势。 从无源到有源T/R组件的需求量大幅增加，从模拟阵到数字阵列ADC/DAC需求量大量增加。有源相控阵雷达的每个天线元件都有独立的发射和接收装置（T/R组件），而无源相控阵雷达所有的天线元件共用一个T/R组件。相控阵雷达的天线元件数量通常可达上千、甚至上万，因此从无源到有源发展，T/R组件的需求量大幅增加。对于数字阵，每个天线元件的信号都被独立地数字化，需要为每个天线元件配备一个ADC，而对于模拟阵，通常整个阵列仅需要一个ADC，因此模拟阵向数字阵ADC/DAC芯片需求量大幅增加。ADC/DAC芯片设计难度大，欧美企业占据主要市场份额，国内可设计制造ADC/DAC的企业较少，稀缺性较强。 有源相控阵雷达渗透率较低，未来提升空间广阔。根据ForestInternational，2010-2019年全球有源相控阵雷达销售额占比仅为25.68%。有源相控阵雷达当前渗透率较低，未来有较大提升空间。根据产业信息网数据，2025年我国军用雷达的市场规模可达565亿元，2020-2025年复合增速为10.48%。我国有源相控阵雷达渗透率在2020年约为30%，预计在2025年达到50%，测算得到我国2022-2025年有源相控阵雷达/T/R组件/T/R芯片的市场规模分别为872/327/164亿元。根据StrategicDefenseInterlligene，2025年机载、陆基、声纳和空基、舰载的四大雷达应用领域的市场占比分别为36%/27%/20%/17%，测算得到2022-2025年，机载、陆基、声纳和空基、舰载有源相控阵雷达的市场规模分别为314/235/174/148亿元。 投资建议：建议关注国博电子、雷电微力、铖昌科技、臻镭科技。国博电子是国内面向各军工集团销量最大的有源相控阵T/R组件研发生产平台，产品广泛用于弹载、机载等领域。雷电微力主要产品为有源相控阵微系统，主要用于精确制导领域，公司2022年公告了24.07亿元的订货合同，将为未来业绩增长提供支撑。铖昌科技主营星载相控阵T/R芯片，并不断向机载、舰载、车载、地面领域拓展，卫星互联网建设对T/R芯片有大量的需求，公司未来成长空间广阔。臻镭科技的射频收发芯片及高速度高精度ADC/DAC芯片是相控阵雷达的关键芯片，另外公司的高集成度微系统和模组产品也是相控阵雷达系统的未来发展方向。 风险提示：装备采购节奏放缓，产品研制、批产进度不及预期。 目录 1雷达及其分类1 2相控阵雷达的发展过程2 2.1相控阵雷达经历了无源、有源、数字化的发展历程2 2.2无源到有源的发展过程，T/R组件用量大幅增加3 2.3从模拟相控阵到数字相控阵ADC/DAC芯片用量上升5 3相控阵雷达的关键组件6 3.1天线占有源相控阵雷达主要成本，未来向集成化方向发展6 3.2T/R组件是有源相控阵天线的核心组件10 3.3ADC/DAC芯片技术难度高，国产替代需求迫切14 4相控阵雷达的市场规模和应用领域16 4.1我国有源相控阵雷达2022-2025市场规模预计超800亿元16 4.2有源相控阵雷达广泛用于机载、陆基、空基、舰载等领域17 5重点公司介绍24 5.1国博电子24 5.2铖昌科技28 5.3雷电微力30 5.4臻镭科技33 5.5霍莱沃38 6风险提示41 插图目录 图1：机械扫描雷达1 图2：相控阵雷达2 图3：相控阵雷达发展历程2 图4：相控阵雷达3 图5：“铺路爪”有源相控阵雷达发射功率分配系统和子天线阵接收机系统框图4 图6：无源相控阵雷达天线结构4 图7：有源相控阵雷达天线结构4 图8：(a)模拟和(b)数字波束成型架构的比较5 图9：SPY-6数字相控阵雷达6 图10：AN/TPY-2数字相控阵雷达系统6 图11：有源相控阵雷达主要组成部分6 图12：典型的有源相控阵天线系统组成6 图13有源相控阵雷达产业链7 图14：砖式有源相控天线结构8 图15：瓦式有源相控阵天线结构8 图16：相控阵雷达射频T/R模组演进示意图9 图17：有源相控阵雷达系统结构示意图10 图18：T/R组件结构示意图10 图19：相控阵系统各模块对应的主要芯片13 图20：高速度高精度ADC/DAC芯片15 图21：我国军用雷达市场规模预测/亿元17 图22：2025年全球军用雷达市场占比预测18 图23：中美不同种类军机数量差距（架）19 图24：中国战机结构（架）19 图25：美国战机结构（架）19 图26：日本AAM-4B有源相控阵空空导弹20 图27：辽宁舰“346”相控阵雷达21 图28：中国电科发布全新一代YLC-16型S波段警戒雷达22 图29：中国的P波段远程预警相控阵雷达24 图30：国博电子股权结构24 图31：国博电子2018-2022Q1~Q3营收（亿元）及增速26 图32：国博电子2018-2022Q1~Q3归母净利润（亿元）及增速26 图33：国博电子2018-2022Q1~Q3各项费用率26 图34：国博电子2018-2022Q1~Q3毛利率、净利率26 图35：国博电子主要产品毛利率走势26 图36：国博电子军、民品毛利率26 图37：国博电子T/R组件27 图38：国博电子主要射频芯片产品27 图39：铖昌科技股权结构28 图40：铖昌科技2017-2022Q1~Q3营收（亿元）及增速28 图41：铖昌科技2017-2022Q1~Q3归母净利润（亿元）及增速28 图42：铖昌科技2018-2022Q1~Q3各项费用率29 图43：铖昌科技2018-2022Q1~Q3毛利率、净利率29 图44：雷电微力股权结构30 图45：雷电微力2017-2022Q1~Q3营收（亿元）及增速31 图46：雷电微力2017-2022Q1~Q3归母净利润（亿元）及增速31 图47：雷电微力2018-2022Q1~Q3各项费用率32 图48：雷电微力2018-2022Q1~Q3毛利率、净利率32 图39：臻镭科技股权结构33 图50：臻镭科技产品在无线通信终端中的应用34 图51：臻镭科技产品在通信雷达系统中的应用34 图52：臻镭科技2017-2022Q1~Q3营收（亿元）及增速35 图53：臻镭科技2017-2022Q1~Q3归母净利润（亿元）及增速35 图54：臻镭科技2018-2022Q1~Q3各项费用率36 图55：臻镭科技2018-2022Q1~Q3毛利率、净利率36 图56：霍莱沃股权结构38 图57：霍莱沃相控阵校准测试系统39 图58：霍莱沃相控阵相关产品39 图59：霍莱沃2017-2022Q1~Q3营收（亿元）及增速39 图60：霍莱沃2017-2022Q1~Q3归母净利润（亿元）及增速39 图61：霍莱沃2018-2022Q1~Q3各项费用率40 图62：霍莱沃2018-2022Q1~Q3毛利率、净利率40 表格目录 表1雷达的分类1 表2有源相控阵与无源相控阵对比5 表3有源相控阵天线模块成本构成8 表4有源相控阵天线材料成本构成8 表5有源相控阵T/R组件的主要器件及作用11 表6T/R组件的主要研制要求11 表7T/R组件主要供应商12 表8T/R芯片主要分类13 表9T/R芯片的主要供应商14 表10高速度高精度ADC/DAC关键指标15 表11ADC/DAC芯片的主要供应商16 表12有源相控阵雷达市场规模测算17 表132010-2019年全球雷达销售情况17 表14种战斗机的火控雷达18 表15最近几次局部冲突和战争中使用的精确制导武器情况20 表16中国GW卫星星座计划22 表17国内典型卫星互联网星座参数情况23 表18国博电子主要产品25 表19雷电微力主要产品31 表20臻镭科技产品介绍35 表21臻镭科技IPO募投项目38 1雷达及其分类 通过无线电的电磁能量以定向方式发射到空间中，再接收到空间内存在的物体所反射的电磁波来计算物体的形状、方向、高度、速度的装备叫做雷达，即RADAR，全称是RadioDetectionandRanging（无线电侦测和定距）。 雷达有多种分类方式，根据雷达天线扫描方式可分为机械扫描雷达、相控阵雷达。 表1雷达的分类 雷达的分类方式雷达种类 按天线扫描方式机械扫描雷达、相控阵雷达 按频段超视距雷达、米波雷达、毫米波雷达、太赫兹雷达、激光雷达按信号处理方式脉冲多普勒雷达、合成孔径雷达、边扫描边跟踪雷达 按目标测量参数二坐标雷达、三坐标雷达、多站雷达等 按角跟踪方式单脉冲雷达、圆锥扫描雷达、隐蔽圆锥扫描雷达 按信号形式脉冲雷达、连续波雷达、脉部压缩雷达和频率捷变雷达 按用途预警雷达、机载雷达、导航雷达、测高雷达、无线电测高雷达、气象雷达等 资料来源：百度百科，首创证券 传统机械扫描雷达拥有凹面镜式的抛物面，该抛物面用来收缩视角，雷达的精度很大程度上取决于天线的面积，因此机械扫描雷达的体积比较大。为了让信号波发射到不同的方向，从而探测到不同方向的目标，机械扫描雷达需要不断地转动天线来向不同方向发射波束。 图1：机械扫描雷达 资料来源：雷电微力招股说明书，首创证券 相控阵雷达即相位控制电子扫描阵列雷达，利用大量个别控制的小型天线元件排列成天线阵面，每个天线单元都有独立的控制开关，通过控制各天线元件发射的时间差，就能合成不同相位(指向)的主波束。在相同的孔径和 波长下，相控阵的反应速率、多目标追踪能力、分辨率、多功能性、电子反对抗能力都优于传统雷达，但造价更为昂贵、技术要求高、功耗和冷却需求大。 图2：相控阵雷达 图3：相控阵雷达发展历程 资料来源：雷电微力招股说明书，首创证券 2相控阵雷达的发展过程 2.1相控阵雷达经历了无源、有源、数字化的发展历程 根据罗敏所著的《多功能相控阵雷达发展现状及趋势》，20世纪60年代，相控阵雷达（PAR）的出现主要是为了解决对外空目标的监视问题。20世纪70年代开始，各种战术相控阵雷达纷纷出现，从无源相控阵雷达 （PESA）发展到有源相控阵雷达（AESA）。20世纪90年代，数字多功能雷达 （MPAR）开始得到快速发展。进入21世纪后，MPAR开始在交通监视、国土安全和导弹防御领域得到大量应用。 资料来源：罗敏，《多功能相控阵雷达发展现状及趋势》，首创证券 2.2无源到有源的发展过程，T/R组件用量大幅增加 相控阵雷达有成百上千个天线元件组成的天线阵面，通过计算机控制，天线元件按顺序先后发射电磁波形成固定方向的波束，这个过程替代了传统机械