【电路ca什么意思】5G专题移动射频产业深度报告

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第一，5G时代到来了，射频前端率先受益。

1.1无线电频率前端是手机通信的关键组件

典型的射频前端分为发射器(TX)和接收器(RX)。组件包括功率放大器(PA)、低频噪声放大器(LNA)、滤波器(Filters)、开关(Switches)、双面打印器(Duplexes)和调谐器(Antennata)射频前端是手机的核心部件，直接影响手机的信号发送和接收。

对三星galaxy S10 5G(SUB6G)和4G版本的拆机进行比较后，在BOM中，射频前端价值从4G版本的31美元上升到了46美元，价格上涨了近50%，射频前端BOM比重从4G版本的7%上升到了9%。对于早期的5G智能手机来说，射频前端是5G手机价格上涨的主要原因。

随着5G发展到成熟阶段，整个网通的手机射频前端的Filters数量将从70个增加到100个，Switches数量也将从10个增加到30个，预计最终无线模块的成本将继续增加。从2G时代的约3美元增加到3G时代的8美元，4G时代的28美元，在5G时代，无线模块的成本预计将超过40美元。

根据Yole数据，2018年全球射频前端市长/市场规模为150亿美元。图2显示，5G射频前端材料成本从28美元上升到40美元，假设2020年5G手机出货量占13%，预计2020年射频前端市长/市场规模将达到160亿美元。高度集成、集成是射频前端产品的核心竞争力，具备全部技术流程能力的供应商占据了大部分市场，单个部件的供应商市长/市场竞争力在5G时代将逐渐降低。

1.2 5G手机频带增加，无线电频率前端复杂性增加

1.2.1通信频段的数量从4G时代开始迅速增加

通信技术从2G发展到5G，手机射频前端最大的变化在于支持的频段增加。2G时代，只有GSM和CDMA在通信系统中，射频前端使用单独的设备模式，手机支持5个以下的频段。在3G时代，手机必须向后兼容2G，因此产生了多模式概念，手机支持的频段最多可达9个。4G时代，整个网络手机能支持的频段数激增到37个。

1.2.2波段再耕难度高是Sub 6G和毫米波共存的主要原因。

进入5G时代后，3GPP将5G频谱分为两个FR(频率范围):FR1和FR2。FR1的频率范围为450MHz至6GHz，即Sub 6GHz(6GHz以下的频带)。FR2的频率范围为24GHz到52GHz，以毫米波(mmWave)为单位。

从分配的5G频谱来看，目前全世界的5G分发分为Sub 6G和毫米波。以中国、欧洲运营商为代表的阵营主要采用Sub 6GHz、3.5GHz产业链比较成熟，发展进度较快，低频、经济、所需基站密度低，资本支出相对较少。美国运营商目前的部署计划主要集中在24GHz-28GHz MM波端，毫米波段较大的带宽可以支持更高的下行速度，但所需基站密度较高，给资本支出带来了一定的压力。

5G频谱出现Sub 6G和毫米波分化，主要是因为早期各国频率规划速度不统一的：美国的Sub 6G频段大部分是军事航天、航天、波段再耕种的难度较大。为了不影响5G部署进度，单纯地超越Sub 6G直接进入毫米波段。但是，由于毫米波段穿透性差、传播距离短、右衰严重等物理特性的影响，大规模商业的难度很大，所以美国已经落在了5G时代。

后于中国、欧洲的主要原因。

1.2.3 CA 和 MIMO 技术为射频前端带来挑战

载波聚合(CA)是将 2 个或更多的载波(CC)聚合在一起以支持更大的传输带宽(最大为 100MHz)。 载波聚合中的多个频段无线信号可能会相互干扰。既要确保在多工器(multiplexer)中每个频段的 滤波器能够协同工作，又要保证发送和接收路径之间拥有足够的交叉隔离，对射频前端中的开关和 滤波器设计带来了挑战。

MIMO技术可以使用多个收发天线来提高手机的传输速度、提升手机信号质量。天线数量的增加要 求射频前端增加信号通路数量和提高通路复用能力。4G 时代，手机最多支持 4x4 MIMO，而到了 5G 时代，8x8 MIMO 变得普遍，随着并行收发器通道数目的增加，射频电路的复杂性和功耗也相应升 高，这对射频开关的设计提出了挑战。

1.3 手机基带芯片的进步，促进射频前端集成化

射频前端的发展自始至终围绕着基带芯片的进步，从4G时代开始，高通推出 MDM9615“五模十频” 基带使得一部手机可以在全球几乎任何网络中使用，从而促进了射频龙头厂商推出集成化度更高的 射频前端产品，这一趋势在 5G时代得到了延续;从 2G 到5G，射频前端经历了从分立器件到 FEMiD， 再到 PAMiD 的演变，整个射频前端的集成化趋势愈加明显。

FEMiD(Front End Modules integrated Duplexers)

FEMiD指把滤波器组、开关组和双工器通过SIP封装在一枚芯片中。FEMiD 最早出现在 3G 时代是 由于 3G 手机第一次有了多模多频段(MMMB)的需求，当时主导 FEMiD 市场的是以 Murata 和 TDK 为代表的无源器件厂商，它们把开关器件和多个频段的滤波器集成到一枚芯片当中打包出售，一方 面为手机厂商降低设计和采购难度，另一方面也能够为自身带来更高的利润。事实上从3G时代开 始，整个 RF 前端方案的进化都是围绕多模多频段进行的。从技术的角度看，FEMiD 的实现难度并 不高。当时的主流 PA 供应商诸如 Skyworks、Renesas、Avago(Broadcom)在自身缺乏无源器件 工艺的情况下无意涉足这样一个领域。

PAMid(Power Amplifier Modules integrated Duplexers)

PAMiD把 PA 和 FEM 一起打包封装，使得射频前端的集成度再一次提高。PAMiD 相对于 FEMiD 来说，有两大优势:一方面通过小尺寸集总元件进行匹配，提高集成度集成度，节省手机PCB面积; 另一方面，PA 的输出匹配是整个射频前端设计最繁琐的步骤，PAMiD 的出现使得 PA 的输出匹配工 作由 RF 器件供应商承担。对于手机厂商(OEM)来说，PAMiD 的出现让射频前端从以前一个复杂 的系统工程变成了简单的搭积木工作，手机厂商只需要根据设计规划，采购相应频段的 PAMiD 模 块，这样一来，射频前端的设计难度大大降低。

射频前端主线的是从无源集成到有源集成

射频前端发展的主线是从 FEMiD(无源器件集成)迈向PAMiD(有源+无源器件集成)的过程。PAMiD 虽然集成度高，节省手机 PCB 空间，但支持多频段+CA+MIMO 的 PAMiD 成本高昂，一般手机厂商 难以承受。目前主要是苹果这样出货量大且SKU较少的高端品牌采用。对于其他大部分手机厂商来 说，根据不同机型搭配不同的射频方案，才是更为合理的选择。目前射频前端厂商推出的产品种类 众多，OEM 厂商可以根据不同需求选择搭配。尽管射频前端集成化是大势所趋，但由于低端手机的 庞大出货量，低集成度模组之间互相搭配的解决方案在短期内仍然会继续存在。

1.4 行业集中度进一步提高，国产进入快速发展阶段

目前射频前端市场主要由 Skyworks、Broadcom、Qorvo、Murata 四大 IDM 厂商垄断，因 IDM 具 有各种射频元件的完整制造技术与整合能力，可以提供射频前端整体解决方案，受到手机OEM厂 商的青睐。降低了开发难度。

1.4.1无源器件厂商与有源器件厂商并购整合

4G 商用后，3G 时代无源器件厂商主导的 FEMiD 时代一去不返，2011 年 Murata 通过收购 Renesas 的 PA 部门成为 PAMiD 供应商，2014 年 RFMD 与 TriQuint 合并成立了 Qorvo，2016 年 Skyworks 收购了松下的合资公司获得了高性能滤波器技术。射频行业并购整合的原因主要有:一、高通“五 模十频”基带的推出让智能手机进入了全网通时代，从而促进了多频段射频的需求;二、智能手机 的轻薄化趋势压缩了 PCB板面积，传统低集成度的设计方案对于捉襟见肘PCB空间来说太过奢侈。

1.4.2手机芯片厂商布局射频前端，国产射频进步快速发展阶段

2014年高通收购 BlackSand 获得 PA 技术，2016 年与 TDK 成立合资公司 RF360，获取了滤波器技 术;国内基带芯片商展讯(现紫光展锐) 2014 年收购锐迪科，进入射频前端产业;2017 年 MTK 收购射频 PA供应商络达。手机芯片厂商布局射频前端的最大优势就是可以跟其他芯片捆绑销售。能够提供从 AP 到基带、电源管理、射频前端完整手机芯片解决方案对于手机芯片商来说，将很大程度 提高自身的行业话语权。

另外，在最新推出的 MATE20 X 5G 版拆解中已经可以看到多款海思射频前端芯片:Hi6D03(MB/HB PAM)、Hi6365(RF Transceiver)、Hi6H11(LNA/RF switch)、Hi6H12(LNA/RF switch)和 Hi6526 (PMIC)。尽管目前海思射频前端芯片集成度不高，但是可以看出华为近年在减少美国供应商依赖方面的努力，预计未来华为手机采用海思自研的芯片会更多，集成度也有望进一步提高。海思有望成为未来国内射频前端领域的龙头，与国外射频巨头竞争。

目前射频前端市场的主要参与者有四类，一是以IDM模式为主的老牌射频方案巨头，有Skyworks、 Qorvo、Murata 和 Avago(Broadcom)四家;二是以Fabless模式为主的设计公司供应商，其中高 通、海思、MTK、紫光展锐近年来发展速度较快，有望上升至第一梯队;第三梯队为拥有部分射频 产品，暂无整体解决方案;四是化合物半导体领域晶圆代工。国产射频前端方面，伴随着国产手机 品牌的崛起，海思、紫光展锐已经在部分产品实现进口替代;卓胜微、汉天下、唯捷创芯拥有关键 技术，并且打入知名手机品牌供应链。

二、5G时代天线行业机遇与挑战并存

2.1 Massive MIMO 与全面屏提高天线设计难度

智能手机天线是多根特定长度的金属导线，天线长度与载波频率成正比。 从 2G到 5G，由于通信载 波频率的变化，手机天线形态和材质发生了很大变化:从金属冲压件、金属边框、FPC、LCP、LDS到 Aip、AiM 等变革，手机天线的不断变化体现了材料工艺与加工技术的升级。

MIMO技术的普及使得智能手机天线数量提升，从4G早期的 2×2 到旗舰机采用的 4×4 方案，5G 时代智能手机会有 8×8 甚至更多天线出现。另一方面，全面屏手机的出现给天线设计带来了挑战， 屏占比越大，留给天线的空间越小。从 16:9 的屏幕，到18:9甚至更大比例的屏幕，留给天线的空 间大概只有 3-5毫米甚至更窄。摆放天线的位置受限，天线的净空区缩小，会使得天线的全向通信 性能很差，也使得天线的设计难度提升。

2.2LDS 与 FPC 仍是 Sub 6G 手机主流方案

FPC天线

FPC 天线大规模出现在 3G 时代，目前在部分 4G 机型上仍可看到。FPC 天线是由绝缘基材和导电 层制成。通常使用铜箔作为导体电路材料，PI 膜作为电路绝缘基材，PI 膜和环氧树脂粘合剂作为保 护和隔离电路的覆盖层。

LCP/MPI 天线

传统 FPC 基材主要是 PI。由于 PI 的介电常数和介质损耗较大，信号损益在高频段下表现较差。大部分 4G 高端手机已经放弃采用 FPC 作为天线材料，LCP 和 MPI 两种材料进入了我们的视野。LCP (Liquid Crystal Polyester)是 80 年代初期发展起来的一种新型高性能工程塑料，作为天线首次出 现在苹果 iPhone X/8/8Plus 中，LCP 虽然优质，但制作工艺复杂，成本高，目前 LCP 材料的供应商为日本的 Murata，供应商较为单一，手机厂商议价能力较低。MPI(Modified PI)是一种改进配方的聚酰亚胺天线，性能和成本介于FPC 和 LCP 之间。根据产业链消息，苹果或在今年 Q3 发布的新产品中部分采用 MPI 材质的天线来降低成本，我们认为，LCP/MPI 材料将在 5G 时代逐步取代PI 基材，成为集成连接线及部分天线功能的新型软板材料。

LDS天线

在 4G 手机时代，天线频段增多，手机内部空间进一步压缩紧凑，很难找到一大块平整的平面给天 线。LDS 技术(Laser-Direct-structuring)是利用激光镭射直接在手机结构件上镀成金属天线形状。LDS 技术将天线镭射在手机外壳上，避免了手机内部元器件的电磁干扰，保证了手机的信号。同时也增 强了手机的空间的利用率，让智能手机的机身能够达到一定程度的纤薄。LDS 天线在 5G Sub 6G 阶段仍将继续作为主流的天线工艺，目前市面上已推出的三星 Galaxy S10+ 5G 和华为 Mate20 X 5G均采用 LDS 天线。

2.3 毫米波或挑战传统天线行业

AiP(Antena in Package)

5G 时代，毫米波的引入可以使天线尺寸做到更小，从而直接封装到射频前端芯片当中。高通2018年推出的 QTM052 射频前端模组整合了 PA、滤波器组、电源管理芯片以及毫米波天线阵列。狭长 的芯片形状便于嵌入手机边框，三星Galaxy S10 5G 成为采用该方案的首款手机。Aip 方式虽然仅 用于毫米波通信，但这是手机射频的又一次革新，对传统天线厂商来说可能意味着价值链的重新分 配。

三、5G建设提速，智能手机出货即将迎来拐点

3.1 运营商 5G 建设持续加速，资本开支超预期

2019年 8 月 8 日，中国移动发布 2019 年上半年业绩报告，公司预计全年资本开支不超过 1660 亿 元，其中 5G 投资计划为 240 亿元。预计 2019 年底全年建设完成 5 万个基站，初步覆盖 50 个城市， 和年初计划相比数量有提升。中国联通 2019 年预计资本开支 580 亿元，其中 5G 投资为 60 亿-80 亿元，并计划 2019 年底在 7 个特大城市、33 个大城市提供 5G 网络覆盖。另外，中国电信 2019 年资本开支预算为 780 亿元，5G 投资预算为 90 亿元，初期拟将在 40 多个城市以 NSA/SA 组网方 式推出 5G 服务。预计 2019 年国内三大运营商在 5G 投资预算为 400 亿元，超越年初预计的 300 亿元。整体来看，运营商资本投入在 2018 年大幅下滑，反映了 4G 建设后期在通信网络无线侧下游 需求的乏力。2019 年整体资本开支计划止跌回升的背景下，5G 投入提速利好整个智能手机产业链。

3.2 5G 基带准备就绪，预计 5G 手机 2020年出货量达到 2 亿部

5G 基带方面，截止 2019 年 Q3，高通 X55、海思巴龙 5000 和三星 Exynos 5100 均已具备商用能 力。海思、三星基带供货自家品牌。2019 年 8 月，华为正式发售了搭载巴龙 5100 基带的 5G 手机 Mate20 X，三星也分别在韩国和美国推出了支持 Sub 6G 和毫米波的 Galyxy S10 5G，其中高通 X55 客户有小米、OPPO、VIVO 等，预计 2020Q2 开始出货。三款基带均符合 3GPP R15 标准，支持 5G 独立组网和非独立组网场景，并且支持 Sub 6G 和毫米波频段。5G 基带已具备商用能力，为 5G 手机大规模出货铺平了道路。

根据产业调研，预计 2020 年苹果 5G 手机会在 2020 年 Q3 发布，Q4 出货，第四季度销量通常在 7000 万-8000 万台之间;华为受禁令影响，主要市场在国内，明年发布2款 5G 高端手机，按照高 端机占华为全部机型销量的 30%来算，预计全年销量 5000 万台-6000 万台之间;三星手机2020年 销量预计在 3 亿台，按照 5G 手机销量占全部机型的 20%估算，预计全年销量 6000 万台;小米、OPPO、VIVO 主要集中在中低端市场，5G 手机销量预测在 3000 万台，因此我们预计 2020 年 5G 手机出货量有望超过 2 亿部。智能手机市场将在 2020 年迎来 5G 第一波换机潮，5G 通讯为射频器 件行业带来新的增长机遇。

四、 投资建议

5G 时代射频前端变革最大，受益首当其冲。从全球范围来看，我们认为4G时代的四巨头 Skyworks、 Qorvo、Murata 和 Avago(Broadcom)最先受益，有望继续保持领跑。同时重点关注切入射频前端 的基带芯片厂商:高通、海思(未上市)、MTK、紫光展锐(未上市)。国内来看，推荐射频开关、 LNA 龙头卓胜微，手机天线供应商信维通信、硕贝德、立讯精密;以及滤波器、电感龙头麦捷科技。

（报告来源：平安证券）

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