走进“芯”时代系列深度之六十九“射频国产化”：射频国产化迈向纵深，供应格局优化进行时

证券研究报告 半导体行业/行业深度报告领先大市-A（维持） 华金证券电子团队一走进“芯”时代系列深度之六十九“射频国产化” 射频国产化迈向纵深，供应格局优化进行时 分析师：孙远峰S0910522120001分析师：王臣复S0910523020006分析师：王海维S0910523020005 2023年09月24日 本报告仅供华金证券客户中的专业投资者参考请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明 射频前端是手机实现通信功能的核心器件，从2G、3G、4G走向5G时代，一方面由于手机通信制式从针对地区和运营商的特定设计向“全球通”设计转变，另一方面由于射频前端模块中主要组件的用量增加，推动了射频前端单机价值量的增长。根据YoleDevelopment的统计与预测，2022年移动终端射频前端市场为192亿美元，到2028年有望达到269亿美元，2022-2028年年均复合增长率将达到5.8%。其中发射端模组市场规模预计122亿美元，接收端模组预计45亿美元，分立滤波器预计30亿美元，分立传导开关预计9亿美元，天线开关预计19亿美元，分立低噪声放大器预计12亿美元。 伴随着国内产业链的发展，从技术端来看，国内射频产业链已经陆续有公司具备L-PAMiD大模组的量产能力，整体射频产业链已经完成了从0到1的发展阶段，开始逐步走向更加高端化的产品形态。同时，由于2022年至今下游需求的不景气，导致产业链相关上市公司的估值承压，国内厂商在部分赛道竞争激烈也大大降低了相关厂商的盈利能力，这导致一级股权市场对于射频赛道投入的热度降低，未来整个射频产业链供给格局有望持续优化。 风险提示：下游需求不景气、同业竞争加剧、产业链相关公司新品研发及导入不及预期 4G网络的最大的缺点是全球频段众多，频率从700MHz到3.6GHz，导致在设计终端的时候非常复杂。 5G在通信频率、频段数量、频道带宽和复杂技术应用等方面较4G均存在一定变化，对射频功率放大器的设计提出更高要求。 图：全球主要地区频谱分布 图：走向5G，射频前端面临的主要技术挑战 芯片平台、射频前端和天线构成了终端的无线通信模块。 芯片平台包括基带芯片、射频芯片和电源管理芯片，基带芯片负责物理层算法、高层协议的处理和多模互操作的实现，射频芯片负责射频信号和基带信号之间的相互转换。 射频前端是无线通信设备的核心部件，连接了天线和收发机电路，实现通信信号在不同频率下的接收和发射，天线上的无线电磁波信号和收发机电路处理的数字信号通过射频前端进行传递。 射频前端可分为发射链路（TX）和接收链路（RX）。按照组成器件，射频前端可分为功率放大器（PA）、低噪声放大器（LNA）、滤波器（Filter）、射频开关（Switch）。 图：无线通信系统结构示图 资料来源：左蓝微电子官网、华金证券研究所 请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明5 RFswitch和LNA已转向SOI工艺； 射频PA的主流工艺是GaAs，主流之外还有CMOS、SOI和SiGe工艺。应用于射频PA。2GPA以CMOS工艺为主；基于SOI的RF性能特性和成本介于CMOS和GaAs之间，慧智微创新4GPA架构，一二级采用SOI，第三级放大采用GaAs，相比于三级放大都采用GaAs工艺的4GPA来说，成本上会有优势。 图：射频器件工艺演进 资料来源：36Kr、华金证券研究所 请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明6 射频功率放大器的作用是将射频前端发射通道的微弱射频信号进行放大，使信号功率达到天线发射以及被通信基站接收的功率要求。 射频功率放大器是射频前端信号发射的核心器件，直接影响移动通信设备的通信质量和续航能力。 PA基本以模组的形式出货。 图：不同集成度模组对比 图：一般常见的PA模组 GSMA的数据显示，3.5GHz是5G通讯最主流的选择。3.5GHz频段包含在5G的Sub-6GHz5G新频段中。Sub-6GHz的5G新频段，通常又被称作UHB（UltraHighBand，超高频）频段。 n77/78/79PA频率更高，要求更高的功率，散热更难，带宽更宽，设计难度更大；PA模组具有越来越高的集成要求。 图：5G频段及带宽 频段 频率范围 最大带宽 UHB频段（Sub-6GHz5G新频段） n77 3.3-4.2GHz 900MHz n78 3.3-3.8GHz 500MHz n79 4.4-5GHz 600MHz Sub-3GHz4G重耕频段 n41 2.496-2.690GHz 194MHz n1 1.92-1.98GHz 60MHz n3 1.71-1.785GHz 75MHz n5 824-849MHz 25MHz n8 880-915MHz 35MHz 砷化镓按照材料特性可分为导电型砷化镓和半绝缘砷化镓。导电型砷化镓应用到光电子领域，主要用于制作LED。半绝缘砷化镓应用到微电子领域，主要用于制作射频(RF)功率器件。 砷化镓（GaAs）分为三类：HBT、pHEMT、MESFET。频谱范围：1GHz到100GHz，满足低频到高频应用。 GaAsHBT工艺基于其稳定性与不错的性价比，未来将维持一定比重。作为射频PA的主流工艺，其研发工作仍在不断的进行中，必将拓展GaAsHBT的应用空间。 图：GaAspHEMT工艺主要代工厂 滤波器的种类众多，包括SAW滤波器、BAW滤波器、IPD滤波器、LTCC滤波器，SAW滤波器又分为RXSAW滤波器、TXSAW滤波器、SAW双工器、SAW四工器、TC-SAW滤波器等。 滤波器是射频前端价值量最大的器件,在射频前端价值量占比超过50%。 图：射频前端各器件价值量占比 图：声学滤波器分类 滤波器由于涉及到声学、电磁材料、半导体工艺，又紧密关联到EDA、设计和封装，因此具备非常高的门槛。 由于Sub-3GHz频段较多，需要集成的滤波器及双工器更多，并且是SAW、BAW及FBAR等声学滤波器，对滤波器资源的获取、多频段的系统设计能力提出了高的要求。 发射通路中的模组化是指将PA与Switch及滤波器（或双工器）做集成，构成PAMiD等方案；接收通路的模组化是指将接收LNA和开关，与接收滤波器集成，构成L-FEM等方案。 智能手机轻薄化趋势、功能不断增加趋势、电池容量越来越大趋势等共同作用下，给射频前端PCB的空间越来越有限，射频前端模块化将成为长期趋势。 成本、供应格局、性能等多方面博弈下，分立器件也有自身的存在空间。 图：分立方案（a）与模组方案（b）实现的射频前端系统 一般射频前端方案由器件厂商、平台厂商及终端厂商三方共同定义开发完成。MTK发起定义的“PhaseX”系列射频前端方案是最近10年包括5G时代的最主流方案。 2014年，MTK定义了射频前端Phase2方案，将Phase1的2GPA与ASM（天线开关模组）整合，形成TxM（发射模组），将4G频段的PA整合，形成4GMMMBPA（支持多模多频）。 2016年，MTK推出Phase6PAMiD （PA滤波器集成模组）。 2018年，MTK定义了Phase7方案，Phase7方案的Sub-3GHz部分主要由Phase6/Phase6L继承而来。在5G新增加的Sub-6GHzUHB（超高频）部分，重点定义了支持n77/78/79频段、集成SRS开关的双频高集成模组。 相对比分立方案，射频前端模组化方案集成度高、性能好、尺寸小，是射频前端的未来发展方向。 L-PAMiD是一种集成化的方案，Sub-3GHz频段的主集收发模组，它将PA、滤波器、开关、LNA等器件集成在一个模组芯片中，实现收发通路的高集成度。。 L-PAMiF是5GPA模组，Sub-6GHz频段的主集收发模组，集成射频功率放大器、射频开关、滤波器、低噪声放大器等器件。 Phase8方案是MTK联合器件厂商、终端厂商自2021年就着手定义的全新5G射频前端方案。 Phase8L方案考虑的是处于2,000-4,000人民币价位带手机的需求：支持合理的5GCA及EN-DC能力；采用All-in-one的方式进行设计，只需一颗就可以进行Sub-3GHz全频段覆盖。由此可以实现性能与成本的完美平衡。 图：Sub-3GHz部分射频方案演进 根据国际数据公司（IDC）手机季度跟踪报告显示，2023年，全球智能手机市场出货量将会低于12亿台，同比下降1.1%；而中国市场的出货量预计将仅有2.83亿台，同比也会下降1.1%。 IDC预计，2024年全球智能手机市场出货量12.63亿，同比增长5.9%；中国智能手机市场出货重新回到3亿市场大盘，同比增长6.2%。 StrategyAnalytics数据显示，2022年5G智能手机出货量接近7亿。5G继续增长，但增长率将停滞不前，因为5G已经成为高端智能手机中事实上的蜂窝技术。 射频前端BoM成本在过去10年里保持稳步增长，一方面由于手机通信制式从针对地区和运营商的特定设计向“全球通”设计转变；另一方面就是从2G/3G向4GLTE和5G过渡，射频前端模块中主要组件的用量增加，推动了单机价值量的增长。 2021年至今，射频领域相关融资事件明显放缓。在需求不景气、二级市场估值下杀的背景下，一级市场对于智能手机射频赛道投资的热度褪去，产业供给出清未来或将持续发生。 已经完成上市的公司，成为最有希望走到最后的厂商。 图：射频领域近两年融资事件不完全统计 公司正全力推进自有完整生态链的建设，整合设计、材料、器件、工艺和集成技术等资源优势，打造射频“智能质造”资源平台。 根据2023年半年报，公司交付的DiFEM、L-DiFEM及GPS模组等产品中集成自产的滤波器超 1.6亿颗，集成自产滤波器相关产品稳定规模量产，在客户端逐步放量提升；双工器和四工器已在个别客户实现量产导入；公司在分立滤波器基础上持续创新迭代，推出单芯片多频段滤波器产品，包括双接收通道、三接收通道的滤波器分立产品，并已于报告期内进入量产阶段。 公司成功研发L-FEMiD（主集收发模组，集成射频低噪声放大器、射频开关、双工器/四工器等器件的射频前端模组）产品，助推高端模组更全面的产品覆盖。公司自建滤波器资源平台，有助于构建滤波器相关产品的工艺、品质、性能、供应、成本、差异化等综合优势。 公司持续加大应用于5GNR频段的主集收发模组L-PAMiF产品在客户端的渗透与覆盖，同时推出MMMBPA模组（多模多频PA模组，集成射频开关、射频功率放大器等器件的射频前端模组）产品并已处于向客户送样推广阶段。 根据公司2023年半年报，公司主要产品为射频功率放大器模组，其贡献的收入占公司主营业务收入比例为89.55%。公司射频功率放大器模组的集成度不断提高，公司已稳步迈入高端领域，产品结构正在从以中集成度的射频功率放大器模组产品（如MMMB和TxM等）为主，转型为高集成度射频功率放大器模组产品（如L-PAMiD、L-PAMiF等）为主。 2023年上半年，公司向市场推出了新一代低压版本L-PAMiF产品。截至2023年半年度末，该产品已经通过国内品牌厂商的验证并实现小批量出货。 2023年上半年，公司自主研发的L-PAMiD产品实现了批量出货，成为国内率先实现向头部品牌客户批量销售该产品的企业，在智能手机产品中实现了国产射频前端高集成度模组的突破。目前，该产品推广顺利，预计能够在今年下半年实现大规模出货。 慧智微是一家为智能手机、物联网等领域提供射频前端的芯片设计公司，主营业务为射频前端芯片及模组的研发、设计和销售。公司具备全套射频前端芯片设计能力和集成化模组研发能力，技术体系以功率放大器（PA）的设计能力为核心，兼具低噪声放大器（LNA）、射频开关（Switch）、集成无源器件滤波器（IPDFilter）等射频器