射频前端行业深度：模组化提高行业壁垒，平台化是核心竞争力

射频前端是移动设备无线通信的核心模块，2022年市场规模达192亿美元。 射频前端指位于射频收发器及天线之间的中间模块，是无线通信所必需的核心模块，根据功能分为发射链路和接收链路，产品包括射频开关、射频低噪声放大器、射频功率放大器、射频滤波器等分立器件以及由其集成的射频模组。根据Yole的数据，2022年全球移动射频前端市场规模为192亿美元，其中PA模组（发射模组）占比45%，FEM模组（接收模组）16%，分立滤波器占比13%；预计2028年将增至269亿美元，CAGR为5.8%。 射频前端日益模组化，“PhaseX”成为主流方案。在所需芯片数量增加和可用空间减少的矛盾下，射频前端模组化程度越来越高。4G以来，MTK发起定义的“PhaseX”系列射频前端方案成为主流，其中Phase6/6L及以前是4G方案；Phase7系列是从4G方案延伸出来的5G方案。在Phase7中，Sub-3GHz继承了Phase6/Phase6L的PAMiD方案；新增的Sub-6GHzUHB推出了L-PAMiF和L-FEM。全新5G射频前端方案Phase8于2023年推出，集成度进一步提高。 射频模组产品除各器件本身的性能外，还需要优化各器件之间的配合以提高整个模组的产品性能，因此，射频前端模组化也提高了行业壁垒。 通信升级提高射频前端价值量，非手机领域为射频前端提供新的增长点。移动通信从1G升级到5G，射频前端单手机价值量不断提高，根据Skyworks的数据，单手机射频前端价值量由2G的3美元提高到了5G的25美元。随着手机进入存量市场，非手机领域正成为射频前端的新增长点，包括外挂FEM、CPE、汽车等。根据Yole的数据，CPE射频前端市场规模将从2022年的4.14亿元增长至2028年的20亿美元，CAGR约30%。 国产手机品牌崛起叠加半导体国产化趋势，国内射频前端厂商迎发展机遇。 射频前端市场集中度较高，根据Yole的数据，2022年全球市占率排名前五的厂商分别是博通（美国，19%）、高通（美国，17%）、Qorvo（美国，15%）、Skyworks（美国，15%）、村田（日本，14%），合计市占率达80%。我国手机品牌厂商全球市占率较高，而手机又是射频前端最主要的应用终端，在国际贸易摩擦背景下，国内厂商积极寻求本土供应商以保证供应链安全。在此带动下，我国射频前端厂商近年来保持较高的收入增速，且产品线日益丰富。 投资建议：平台化是核心竞争力。建立完整射频前端产品的供应能力可以减少客户的采购成本、沟通成本，也可以帮助优化客户的整体方案，因此可提供完整解决方案的射频前端平台企业在竞争中具有相对优势。建议关注1）卓胜微：射频前端平台Fab-Lite企业，通过自建产线构建壁垒；2）唯捷创芯：射频前端平台设计企业，积极拓展多元业务领域。 风险提示：国产替代进程不及预期；下游需求不及预期；行业竞争加剧的风险；上游晶圆代工产能或核心元件采购受限的风险。 射频前端在无线通信中不可或缺 射频前端是无线通信系统的核心模块 射频前端是移动终端通信系统的核心模块。射频前端（RFFE：Radio Frequency FrontEnd）指位于射频收发器及天线之间的中间模块，其功能为无线电磁波信号的发送和接收，是移动终端设备实现蜂窝网络连接、Wi-Fi、蓝牙、GPS等无线通信功能所必需的核心模块。若没有射频前端芯片，手机等移动终端设备将无法拨打电话和连接网络，失去无线通信功能。因此，射频前端在无线通信中不可或缺。 按照功能，射频前端可分为发射链路（TX）和接收链路（RX）。在发射链路中，数字信号通过基带芯片转换成易于传输的连续模拟信号 ， 随后收发器（Transceiver）将模拟信号调制为不易受干扰的射频信号，射频前端进行射频信号的功率放大、滤波、开关切换等信号处理，最后通过天线将信号对外发射。接收链路则由天线接收空间中传输的射频信号，通过射频前端对用户需要的频率和信道进行选择，对接收到的射频信号进行滤波和放大，最后输入收发器和调制解调器得到数字信号。 图1：射频前端简化架构 射频前端芯片包括射频开关、射频低噪声放大器、射频功率放大器、射频滤波器等。 射频开关：将多路射频信号中的任一路或几路通过控制逻辑连通，以实现不同信号路径的切换，包括接收与发射的切换、不同频段间的切换等，以达到共用天线、节省终端产品成本的目的。射频开关的主要产品种类有移动通信传导开关、WiFi开关、天线调谐开关等，广泛应用于智能手机等移动智能终端。 射频低噪声放大器（LNA）：把天线接收到的微弱射频信号放大，且尽量减少噪声的引入，以在移动智能终端上实现信号更好、通话质量和数据传输率更高的效果。根据适用频率的不同，分为全球卫星定位系统射频低噪声放大器、移动通信信号射频低噪声放大器、电视信号射频低噪声放大器、调频信号射频低噪声放大器等。 射频功率放大器（PA）：把发射通道的射频信号放大，使信号馈送到天线发射出去，从而实现无线通信功能。 射频滤波器：保留特定频段内的信号，将特定频段外的信号滤除，从而提高信号的抗干扰性及信噪比。常见的有LC型滤波器（电感电容型滤波器）、SAW(声表面波滤波器)、BAW(声体滤波器)。双工器，又称天线共用器，内部集成2个滤波器，将发射和接收讯号相隔离，保证接收和发射都能同时正常工作。 表1：射频前端芯片产品概览 射频模组是将射频芯片中的两种或者两种以上功能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。射频模组根据集成方式的不同可分为不同类型不同功能的模组产品。 分集模组：接收模组，仅具有接收功能。包括DiFEM（集成射频开关和滤波器）、L-DiFEM（集成射频低噪声放大器、射频开关和滤波器，适用于Sub-3GHz频段）、L-FEM（集成射频低噪声放大器、射频开关和滤波器，适用于Sub-6GHz的5GNR频段)、LNABANK（集成多个射频低噪声放大器和射频开关）。 图2：分集模组 主集模组：收发模组，同时具有接收和发射功能。包括L-PAMiF（集成低噪声放大器、射频功率放大器、射频开关和滤波器)、FEMiD（集成射频开关、双工器/四工器）、PAMiD（集成多模多频段PA和FEMiD）、L-PAMiD（集成低噪声放大器、多模多频段PA和FEMiD）等。 图3：主集模组 射频前端市场规模将超过200亿美元，模组占比持续提升 射频前端市场规模2022-2028年的CAGR预计为5.8%。根据Yole的数据，射频前端市场规模持续增长，从2015年的82亿美元增长至2022年的192亿美元，预计2028年将增长至269亿美元，2022-2028年的CAGR为5.8%。在射频前端市场中，PA模组（发射模组）规模最大，2022年为87亿美元，占比45%；FEM模组（接收模组）市场规模为31亿美元，占比16%；分立滤波器市场规模为25亿美元，占比13%；天线调谐开关、分立LNA、分立传导开关市场规模分别为14、7、5亿美元，合计26亿美元，占比14%。 图4：移动射频前端市场规模 射频前端中模组的收入占比持续提高。根据Yole的数据，射频前端市场规模中，模组产品占比整体呈上升趋势，预计将从2018年的61%提高至2026年的72%，分立器件占比将从2018年的39%降至28%。射频前端模组化有利于缩小体积，提高集成度。 图5：移动射频前端市场规模构成情况 射频前端芯片全球竞争激烈，国内厂商发展迅速 全球射频前端市场集中度较高，以美日系厂商为主。射频前端芯片及模组需处理高频射频信号，处理难度大，需基于砷化镓、绝缘硅等特色工艺进行芯片研发，需要长时间的设计经验和工艺经验积累。一方面，国际厂商起步较早，在相关技术、专利和工艺上底蕴较深，并通过兼并收购形成完善的产品线。另一方面，国际头部厂商主导了通信制式、射频前端的标准定义，且射频前端公司与SoC平台厂商、终端客户之间形成了较为紧密的合作关系。根据Yole的数据，2022年全球市占率排名前五的厂商分别是博通（美国，19%）、高通（美国，17%）、Qorvo（美国，15%）、Skyworks（美国，15%）、村田（日本，14%），合计市占率达80%。 图6：移动射频前端各厂商的市场份额 国内企业不断拓展产品线，打造射频前端产品平台。相比国际厂商，国内射频前端企业成立时间较晚，集中在2010年以后。成立初期，国内企业基本选择某系列产品为切入口，比如卓胜微以射频开关、LNA等分立器件为切入口，唯捷创芯、慧智微、飞骧科技以PA器件为切入口，通过聚焦产品线找到立足之地。待企业规模变大后，再不断拓展其他产品线，提高产品集成度，构建射频前端产品平台，为客户提供可与国际厂商竞争的射频前端解决方案。 表2：射频前端市场主要公司对比 国产手机品牌崛起叠加半导体国产化趋势，国内射频前端厂商迎发展机遇 国产手机品牌全球市占率较高，中国是海外射频前端厂商的重要收入来源地。根据IDC的数据，2011年以来，以华为、小米、OPPO、Vivo为代表的我国国产手机品牌厂商全球市占率大幅提高，四家合计全球市占率由2011年的3.54%提高至2020年的43.68%，2021、2022年由于国际关系限制有所下滑，2022年华为、小米、OPPO、Vivo、荣耀五家手机厂商的全球市占率合计为36.74%。在这些手机品牌厂商的带动下，我国成为了海外射频前端芯片厂商的重要收入来源地，FY2022 Qorvo和Skyworks来自中国的收入分别为15亿美元、6亿美元，占其收入的比例分别为32%、11%。在国际关系的影响下，Qorvo和Skyworks来自中国的收入占比有所下降。 图7：国产品牌智能手机全球出货量占比 图8：Skyworks和Qorvo来自中国的收入 得益于市场需求和国产替代，国内射频前端厂商近几年收入增速较高。由于国内手机品牌厂商全球市占率较高，而手机又是射频前端最主要的应用终端，因此我国是射频前端最重要的市场。在国际贸易摩擦背景下，国内厂商积极寻求本土射频前端供应商，以保证供应链安全。在此带动下，我国射频前端厂商近年来保持较高的收入增速，2022年受手机需求疲软和行业去库存影响，收入有所下滑。以卓胜微为例，除2018、2022年收入有所下滑外，2015以来每年收入都保持50%以上增长，2015-2022年收入的CAGR为65%。 图9：国内射频前端厂商收入增速 射频前端发展趋势：模组化 “Phase X”成为主流的射频前端方案 在所需芯片数量增加和可用空间减少的矛盾下，射频前端日益模组化。随着通信技术升级，通信应用越来越广泛，对射频前端芯片的需求也日益丰富。在需要向下兼容以往的通信制式的同时，5G通讯技术使得射频前端需要支持的频段数量大幅增加，需要的组成部件数量也增加。但移动终端设备内部留给射频前端芯片的空间一直以来在逐渐减少，为满足移动智能终端小型化、轻薄化、功能多样化的需求，射频前端芯片逐渐从分立器件走向集成模组化。 图10：射频前端各产品简图 在手机品牌厂商中，苹果的模组化程度较高。在2008年推出的首款支持3G的iPhone手机iPhone3G中，苹果公司首次采用射频前端模组方案，其中用于支持3G信号的射频前端采用的是Triquint TritiumTMIII系列。目前，iPhone已全面采用模组化方案，其他手机品牌中高端机型的模组化率也在逐步提高。 图11：苹果射频前端模组化程度较高 FEMiD出现于3G时代，由无源器件厂商主导。3G时代，主流的网络制式包括WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA三种，手机开始出现多模多频段（multimodemultiband，MMMB）需求，即同一个手机可以同时支持多种网络制式和频段。根据中移动发布的《5G终端产品指引》，5G手机必须最少支持以下五个网络制式(NR/TD-LTE/LTE FDD/WCDMA/GSM)，5G数据类终端(如CPE)至少支持三模(NR/TD-LTE/LTE FDD)。