半导体行业深度报告（七）-5G助推射频前端高速发展-国内厂商产品升级扶摇直上

行业研究 2023年12月27日 行业深度 超配5G助推射频前端高速发展，国内厂商产品升级扶摇直上 证券分析师 方霁S0630523060001 fangji@longone.com.cn 投资要点： ——半导体行业深度报告（七） 电子 联系人蔡望颋 cwt@longone.com.cn 30% 21% 12% 3% -6% -15% -24% 22-1223-0323-0623-09 申万行业指数:电子(0727)沪深300 相关研究 1.存储涨幅扩张态势显著，AI推动芯片能效再上新高——电子行业周报（2023/12/18-2023/12/24） 2.周期回暖、创新驱动——半导体年度策略 射频前端芯片是移动智能终端产品的重要部分，集成多种不同深度器件，在5G通讯飞速 发展下市场增长迅速。射频前端位于天线和射频收发机之间，对射频信号进行过滤和放 大，一般包含功率放大器、滤波器/双工器、开关以及低噪声放大器。根据Yole数据，滤波器与功率放大器是其中市场价值量占比最高的核心元件，占比分别为42%和38%，且技术不断演变，量产壁垒较高，预计在2026年市场价值分别增长至14亿与21亿美元。在数字化转型的加速过程中，随着通信技术的飞速发展，5G与WiFi、蓝牙和UWB等共同推动射频前端市场增长。 从2G发展到5G时代，对于传输速度的要求更高，移动通信技术快速发展，预计随着5G智能手机市场恢复增长，射频前端受驱动发展。预计2024年5G智能手机市场将恢复增长，全球5G智能手机渗透率将达到72%，5G毫米波智能手机渗透率将达到7.3%计全球 5G智能手机市场激增，并预计将在2023年达到1629亿美元，年复合增长率将高达 124.89%，大力驱使射频前端发展；此外，从2G到5G的通信际代更迭，数据传输速度显著提升，以iPhone为例，iPhone15手机支持30个5G频段以及31个LTE频段，相较于先前的iPhone其他型号手机都有增长。射频器件方面，从4G到5G，新增加约50个频段，需要增加射频前端器件与之匹配，带动滤波器、开关需求数量增长，其中天线调谐开关将由3-4颗增长到8-10颗；滤波器由30-40颗增长至100颗左右。多方因素使得射频前端器件的要求也相应需要与新技术匹配，由于器件数量的不断增长，射频前端的集成性也更为重要，共同倒逼射频器件模组化发展。 中国将成为智能手机增长新动力，全球射频前端市场竞争激烈，美日企业占据主要份额，国内厂商在滤波器、PA、模组等高技术领域持续进行业务布局，有望打破垄断局面。2023年第四季度，全球智能手机出货量预计同比增长3%，达到3.12亿部，虽然 2023年全球智能手机出货量预计将同比下降5%，达到12亿部，为近十年来的最低水平，北美和欧洲的智能手机出货量预计仍将停滞不前，但中国、中东、非洲和印度等市场已成功摆脱衰退，并将从2023年第四季度开始复苏，成为智能手机市场增长的新动力。据Yole数据，2022年射频前端市场规模达到192亿美元，预计在2028年达到269亿美元。目前全球射频市场四家美国射频公司Skyworks、Qualcomm、Qorvo、Broadcom与日本Murata这五大射频巨头垄断，市场份额超过80%。2023年第一季度全球智能手机出货量报告显示，国产手机品牌共计市场份额达到33%，国产手机全球份额占比不断提升，而现今国内射频前端厂商主要生产分立器件，目前市场份额尚不足10%，国产化空间充足，潜力巨大。如滤波器方面，作为射频前端最主要组成部分，美日厂商主要布局BAW滤波器，在SAW滤波器，尤其是中低频段方面，研发进程放缓，加之其技术难度相对较低，给予国内厂商弯道超车机会。 投资建议：面对5G智能手机等需求增长，国内企业在开关、LNA等成熟领域将逐步发挥规模优势，滤波器、PA、射频模组等高技术领域也在持续进行研发投入和业务布局，国产替代未来可期。国内主流厂商将从单一器件开始，逐步完成从分立器件到模组化产品 的转化。建议关注射频前端芯片领域优质标，如拥有自建滤波器产线的国产射频龙头卓胜微、国产PA龙头唯捷创芯、自研可重构射频前端平台的慧智微等。 风险提示：5G手机渗透率低于预期；市场竞争加剧风险；技术研发不及预期风险。 正文目录 1.手机无线通讯的核心：射频前端5 1.1.射频芯片是移动智能终端产品核心器件5 1.2.射频前端基本架构：滤波器和功率放大器是核心7 2.通信技术更迭推动射频前端技术不断创新发展12 2.1.5G技术是射频前端重要驱动力12 2.2.5G向高频段和多天线方向发展，射频前端增加器件与之配套15 2.3.5G手机普及推动射频前端向模组化发展17 3.集成化与技术革新并行，射频前端国产替代空间广阔23 3.1.射频前端厂商的两条技术发展路径23 3.2.从射频前端全球市场格局看，美日仍处于垄断地位24 3.3.国内射频厂商有望在5G时代崭露头角26 4.射频前端行业代表企业29 4.1.卓胜微29 4.2.唯捷创芯32 4.3.慧智微35 5.风险提示37 图表目录 图1半导体产品分类示意图表5 图2模拟信号与数字信号间的相互转换5 图3射频前端的构成及功能6 图42015-2023E全球射频前端市场规模及增长率6 图52021-2026年射频前端各分立器件市场规模预测7 图6射频前端各器件价值占比7 图72018-2028E射频滤波器市场预测（按技术）（百万美元）8 图8SAW滤波器8 图9BAW滤波器8 图10压电滤波器细分分类9 图112015-2026E全球射频功率放大器市场预测（按制造工艺）（百万美元）10 图122015-2026E射频低噪声放大器市场预测（按技术）（百万美元）10 图132015-2026E全球传导开关市场规模预测（按技术）（百万美元）11 图142015-2026E全球天线开关市场规模预测（按技术）（百万美元）11 图152022年我国射频前端行业下游应用领域分布12 图165G三大特性及终端应用场景13 图17通信际代更迭13 图182022-2028E射频前端市场份额预测13 图192018-2028E全球按通信标准预测的手机出货量规模与5G占比（百万台）14 图202022年1月-2023年8月我国手机出货量与5G手机占比（万台）14 图21提高数据传输速度的两个途径15 图224G至5G的变化及给射频前端带来的挑战16 图23中国移动2G/3G/4G/5G工作频率及网络制式16 图24LTE及其向5G的演进17 图25多天线技术示意图17 图26不同类型手机射频前端方案18 图27主集天线射频链路19 图28分集天线射频链路19 图29射频发射模组五重山20 图30射频接收模组五重山20 图31射频前端简写及集成子模块21 图325G手机射频前端方案22 图33M/HLPAMiD开盖图23 图34射频前端集成化发展趋势23 图35射频前端芯片产品路线24 图36射频前端供应链24 图372021-2022年射频前端市场份额24 图382022年Q1智能手机射频前端供应商市场份额25 图39射频前端生态系统26 图40全球智能手机出货量26 图41压电滤波器市场主要厂商27 图442020年射频前端模组市场份额及增长趋势28 图45公司主营产品类别与下游主要应用领域29 图46公司历史发展30 图472017-2022年卓胜微营收（亿元）及同比增长率30 图482017-2023H1卓胜微毛利率、营业利润率及净利率30 图492018-2023H1卓胜微费用营收占比31 图502018-2023H1卓胜微研发投入及增速31 图51公司主要产品及客户32 图52公司历史发展33 图532018-2022年唯捷创芯营收（亿元）及同比增长率33 图542018-2023H1唯捷创芯利润率33 图552018-2023年H1唯捷创芯费用营收占比34 图562018-2023年H1唯捷创芯研发投入及增速34 图57公司发展历程35 图582019-2023H1慧智微营收（亿元）及同比增长率36 图592019-2023H1慧智微利润率36 图602019-2023年H1慧智微费用营收占比37 图612019-2023年H1慧智微研发投入及增速37 表1射频前端器件介绍7 表24G与5G手机射频芯片使用器件数量对比（颗）18 表32019-2022卓胜微营收构成（亿元）、增速及毛利率30 表42019-2022年唯捷创芯营收构成（亿元）、增速及毛利率33 表52019-2022年慧智微营收构成（亿元）、增速及毛利率36 1.手机无线通讯的核心：射频前端 1.1.射频芯片是移动智能终端产品核心器件 （1）射频在半导体产品中属于模拟电路，是移动智能终端产品的重要部分。在所有半导体产品中，可分为集成电路及分立器件。而在集成电路中，又能根据处理信号类别不同，分为数字芯片与模拟芯片，前者处理二进制形式的离散数字信号，后者则以生活的物理环境为模拟量，处理连续函数形式的模拟信号（温度、位置、光强等）。在模拟芯片中，电源管理芯片提供系统运行所需的电源转换，而信号链芯片则负责进行信号预处理（包括放大、滤波、隔离等），预处理完成的再加工（包括运算、比较、转换等），加工完的功率放大等功能，射频芯片就属于信号链这一类别中。 图1半导体产品分类示意图表 资料来源：公开资料整理，东海证券研究所 图2模拟信号与数字信号间的相互转换 资料来源：公开资料整理，东海证券研究所 （2）射频前端位于天线和射频收发机之间，在整个无线通信环节中起到接收和发射信号的作用，在无线通信模块起到重要作用。以手机为例，手机的无线通信包括了四部分， 即基带、射频收发机、射频前端以及天线。其中，基带芯片负责信号处理和协议处理，而射频芯片负责射频收发、频率合成和功率放大。为了把基带的低频信号加载到更高频的电磁波上，就需要射频信号作为载波，射频前端则是对射频信号进行过滤和放大，一般包含功率放大器、滤波器/双工器、开关和低噪声放大器。 图3射频前端的构成及功能 资料来源：电子发烧友，东海证券研究所 （3）射频前端市场规模持续扩张，年复合增长率达15%以上，发展前景广阔。随着无线通信的不断演进，射频前端的技术变革也在持续进行。蜂窝移动技术从2G发展至目前的5G，移动网络速度的不断加快倒逼射频前端芯片的更新换代；智能穿戴设备、智能家居、移动医疗等的高速发展也在加速开拓射频前端市场的繁荣前景。QYResearch的数据表明，全球射频前端市场规模从2015年的101.28亿美元预计扩张至2023年的313.10亿美元，CAGR为15.15%。 图42015-2023E全球射频前端市场规模及增长率 350 300 250 19.2% 235.6 272.2 313.1 25% 20% 200 150 100 50 13.3%13.4%13.4%14.4%13.7% 169.6 149.1 130.3 114.9 101.3 202.2 16.5% 15.6% 15% 15.0% 10% 5% 00% 201520162017201820192020E2021E2022E2023E 市场规模（亿美元）YoY（右轴） 资料来源：QYResearch，东海证券研究所 1.2.射频前端基本架构：滤波器和功率放大器是核心 射频前端芯片集成多种不同器件，其中滤波器和功率放大器价值占比较高，分别为53% 和33%。大多情况下，射频前端芯片包含功率放大器（PA）、滤波器（Filter）、双工器 （Duplexer）或多工器（Multiplexer）、低噪声放大器（LNA）、开关（Switch）、天线调谐模块（ASM）等器件，而在部分终端的射频前端架构中，还会在天线开关后增设双通器 （Diplexer）和连接器（Coupler）。射频前端中不同器件彼此协调联动，功率放大器用于放大发射通道的射频信号；低噪声放大器用于放大接收通路