通信自主可控深度研究系列之一：无线上游的进击和5G的历史使命.pdf

请务必阅读正文之后的 重要声明 部分 Table_Industry 证券研究报告 /行业深度 报告 2018 年 6 月 14 日 通信 无线 上游的进击 和 5G 的历史使命 通信 自主可控深度研究系列之一 Table_Main Table_Title 评级 ： 增持 分析师 ： 吴友文 执业证书编号 ： S0740518050001 电话 ： 021-20315728 Email： wuywr.qlzq 分析师 ：易景明 执业证书编号： S0740518050003 电话： 021-20315728 Email： yijmr.qlzq Table_Profit 基本状况 上市公司数 125 行业总市值 (百万元 ) 1214897.30 行业流通市值 (百万元 ) 854654.35 Table_QuotePic 行业 -市场走势对比 公司持有该股票比例 Table_Report 相关报告 1 2018 中期策略 :深挖自主可控与创新驱动的机遇 2018.06.02 2 中泰通信周报（ 0527-0602）： 5G负面预期充分反映，或重拾关注度加深理解 2018.06.04 Table_Finance 重点公司基本状况 简称 股价 (元 ) EPS PE PEG 评级 2015 2016E 2017E 2018E 2015 2016E 2017E 2018E 信维通信 34.5 0.3912 0.56 1.05 1.46 86.33 33.98 38.02 23.64 0.39 未有评级 麦捷科技 8.05 0.47 0.68 0.25 0.19 93.39 29.22 31.43 41.69 0.30 未有评级 三安光电 20.47 0.71 0.53 0.78 1.06 38.93 39.06 26.75 19.65 0.55 买入 海特高新 12.21 0.06 0.05 0.05 0.14 366.44 246.89 292.86 93.97 2.08 买入 中兴通讯 28.18 0.78 -0.67 1.08 1.21 24.24 -41.91 25.91 23.12 1.90 买入 根据 wind 在 6月 13 日收市价 Table_Summary 投资要点 中兴事件 暴露我国整体在上游核心技术与关键器件上的薄弱，自主可控时不我待。通信行业在 5G 时代 的历史使命将是完成产业高阶突破， 以危为线索寻找机的方向，把握国内产业必须要聚焦和突破的领域 。 我们梳理出无线、传输和卫星通信三大赛道的情况，并在本篇中就无线领域详细论述。 危机爆发不改前景趋势，将催化通信领域加速在三大赛道的高阶突破。 在4G 已经完成设备整机全球领先性的基础上，从历史使命的角度看， 5G 的重大意义更在于从更深层次实现突破上游核心技术和关键器件对海外的高度依赖，全面实现产业链迁移。在中兴遭遇美商务部处罚的震动之外，更应看到事件更多是短期对公司层面的影响，无法阻碍通信行业大趋势的演进，已经站在最前沿的 CT 行业，无从回避向最上游技术和器件的正面竞争。 5G 时代全 面网络建设和变革为通信带来无线、传输和卫星通信三大赛道的突破机遇 ，有望借力国家政策重点支持和资本高度关注，实现跨 越。我们判断，射频关键器件、 AD/DA 转换器件、基带芯片将成为无线领域中国产业实现突破的关键锚点。 5G 时代高频应用带来射频创新需求，中国厂商 从材料到器件都 将扮演更重要角色。 5G 时代 6Ghz 等更高频段的使用， massive MIMO 、波束成形等技术的创新支撑，推动射频产业 氮化镓 GaN 材料成为主流而工艺也相应改变 。而在移动通信的射频关键器件放大器 PA、滤波器等市场，海外厂商 特别是美国和日本厂商 仍然占据垄断地位 ，国内无线系统侧和终端侧关键器件均受制约 。 目前国内相关厂商的研制产品仍处在低阶阶段。 我们认为，随着中国在 5G 标准制定和网络建设方面的投入加大，掌握射频领域领先技术和制造工艺将成为未来 国家政策支持和产业 投资 的重点，相关产业和公司将有望重点受益 。 数模转换器件 ADC 有望在 5G 时代迎来技术初步突围。 数模转化是无线信号与 设备 数字信号传输 转换 的瓶颈所在， 全球 数模 转换中高端市场主要由ADI、 TI 等美国厂商占据，同时美国商务部对采样精度在 12bit 及 有关精度以上的器件产品实施禁运 ，国内产业受制于人 。在 5G 时代，对器件标准提出了更高要求，而同时 5G 时代有望加速发展的物联网则对数模中低端器件的需求全面提升 ，这对国内产业是挑战也迎来了机遇 。我们认为，在数模转换器件领域， 5G 高端需求有望实现突破，而应用在物联网等领域的中低端器件需求，有望成为国内相关厂商升级突破的重要机遇。 中国厂商有望在 5G 时代实现主导基带市场份额。 TDS 时代展讯实现了国内基带领域的逐步突破，而当前手机基带中 LTE 制式占据了近 60%的市场份额，中高端市场仍然为外资主导。随着华为为代表的中国厂商在高端领域的突破， 5G 基带的研发进展已经与全球领先的高通起头并进。我们认为，5G 时代的中国厂商份额有望从当前 20%左右提升至超过 50%水平，带来极大投资 机遇。 投资建议 ： 无线领域的 关键器件和芯片由于历史的原因国内产业受制于人 ， 但 5G 将推动产业突破的机遇。射频领域，材料向 GaN 的升级和工艺的改进推动弯道超车可能，重点关注有滤波器布局的信维通信、麦捷科技，以及在射频材料方面布局的三安光电、海特高新等，同时关注还未上市的紫光展锐；数模转换领域，目前国内暂无业务成熟上市公司，可关注未上市的苏州云芯微电子；基带领域中国厂商有望迎来突破，重点关注中兴通讯，以及华为海思。 风险提示 ： 贸易争端 风险、 上游核心突破不及预期 风险、市场竞争风险 -20.00%-10.00%0.00%10.00%20.00%30.00%通信 (中信 ) 沪深 300 请务必阅读正文之后的 重要声明 部分 - 2 - 行业深度 研究 内容目录 再次遭遇禁运扼锁， “缺芯 ”要害已然无从回避 . - 3 - 美商务部与中兴达成新的和解协议，处罚力度史无前例 . - 3 - 产业特性与分工演化共生当前困局，必须直面高阶突破 . - 4 - 通信领域芯片依赖度极强，三大赛道寻求高阶突破机遇 . - 7 - 5G 将是催生无线通信赛道高阶突破的关键历史机遇 . - 11 - 5G 步入高频，射频技术和工艺亟待精进 . - 15 - 大规模（ massive） MIMO 及波束成形推动射频处理变革 . - 16 - 5G 高频及高带宽需求推动器件工艺升级 . - 19 - 射频技术产业地位至关重要，中国产业亟待创新升级 . - 21 - 数据转换器等待技术突围，触发行业新机遇 . - 24 - 数据转换器是通信系统必不可少的核心器件 . - 24 - 国际数据转换器市场呈现海外巨头垄断 . - 26 - 国内数据转换 器在 5G 时代有望迎来产业突破 . - 29 - 5G 基带市场风云际会，中国厂商有望变局突围 . - 31 - 作为终端核心部件，基带芯片是拉通并主导产业的关键 . - 31 - 前 5G 市场步入增速放缓期，各厂商正逐步蓄力酝酿变局 . - 34 - 竞争态势向有利方向倾斜，中国厂商将在基带芯片格局中崛起 . - 36 - 请务必阅读正文之后的 重要声明 部分 - 3 - 行业深度 研究 再次遭遇禁运扼锁，“缺芯”要害已然无从回避 美商务部与中兴达成新的和解协议，处罚力度史无前例 当地时间 2017 年 4 月 16 日上午，美商务部声明，由于中兴通讯对美国政府一再作出的虚假陈述，决定对其实施禁令，工业安全局 BIS 将全面禁止美国企业向中兴及中兴康讯出口。 图表 1. 中兴事件 的 关键 节点 2010 年 6 月 联合国通过对伊朗的制裁，美国更通过全面制裁伊朗的法案：民用通信业中，部分“军民两用”元器件被列入禁运名单。有外媒报道，一名原中兴美国分公司法务部工作的律师，主动向 FBI 检举中兴，并提供了其工作电脑中的资料。 2012 年 路透社报道， 某 中国公司与伊朗运营商 TCI 开展贸易，在 2010 年 一笔 1.3亿美元的交易中，该中国公司向 TCI 提供了一部监控系统。 在 其获得的长达 907 页 的 交易清单 中 ，出现了不少美国公司的硬软件产品，包括微软 、甲骨文 、 惠普 、 思科 、 戴尔 和 赛门铁克等。 中兴承认向伊朗“小规模”提供了“普通通信器材”，并表示由于担心因伊朗核问题与欧美的对立加深，以“伊朗局势复杂”为由， 公司已 从 2011年 起 缩小在伊业务。 2013 年 侯为贵表示已基本停止伊朗业务 。 同时，因为违反合约而 需 对伊朗客户赔偿，以及必须停止部分 已生成设备的 出货，对中兴 2012 年 业绩 亏损 28.4亿 元 产生 了 直接影响。 2016 年 3 月 8 日 美商务部 藉由 中兴涉嫌违反美国对伊朗的出口管制政策， 对 中兴实行禁运。其后经过斡旋，一再递延禁令处罚 实施 。 2017 年 3 月 7 日 通过内控整改及更换管理层，中兴最终 与 美国务部、司法部及财政部海外资产管理办公室 就 制裁调查达成协议， 同意 支付 8.9 亿美元罚款 ，同时 还被处于暂缓执行的 最长达 7 年 的 出口禁运（ seven-year suspended denial of export privileges），如协议有任何方面未满足或公司再次违反了出口管制条例，则该禁令会再度激活。 2018 年 4 月 16 日 美商务部官员认定中兴通讯多次 进行 虚假陈述。并由此对中兴下达了 7 年的 最严 禁令。据协议，中兴承诺解雇 4 名高级雇员，并通过减少奖金 和其他方式 处罚 35 名员工。但中兴通讯只解雇了 4 名高级雇员，未减少 35 名员工的奖金。 2018 年 6 月 8 日 美商务部公告 称 将结束对中兴的制裁，和解条件包括 ： 中兴支付 10 亿美金罚款，并拨付 4 亿美金到第三方托管 ； 由 BIS 挑选并直接对其汇报的特别合规协调小组将进驻中兴 ； 在未来十年内确保中兴业务符合美国出口管控条例；董事会与高管团队将被要整体更换；禁止令仍处于暂停态，期限为十年，其间如再次出现违规，美方会重启制裁。 2018 年 6 月 12 日 中兴发布公告，明确了新的和解协议，除部分实现细则外，整体内容和美商务部发布信息一致。公司将自 6 月 8 日起的 30 日内筹措 10 亿美金，并在 60 日内筹措 4 亿保证金。公司股票自 6 月 13 日起复牌。 资料来源： 第一财经， 中泰证券 请务必阅读正文之后的 重要声明 部分 - 4 - 行业深度 研究 2016 年 3 月 8 日，因为非法向伊朗和朝鲜运送通信设备、虚假陈述和阻碍执法，美商务部判定中兴违反美国对伊朗的出口管制政策，对中兴实行禁运。在经过一年禁运处罚递延后，中兴以内控整改、更换管理层和处罚涉事雇员为条件，最终于 2017 年 3 月 7 日和美商务部、司法部及财政部就制裁达成协议。 公司同意支付 8.9 亿美元民事加刑事罚款，并附加被处以暂缓执行的 7年出口禁令（ seven-year suspended denial of export privileges），如 任何条例未被满足或公司有 再有 违反出口行政管理（ EAR）的行为 ，则该禁令会被激活，期限最高可达 7 年。 在 4 月 16 日的禁运声明中，美商务部官员认定中兴通讯做了多次虚假陈述，依据协议，中兴通讯承诺解雇 4 名高级雇员，并通过减少奖金等方式处罚 35 名员工，但事实并未处罚或减少 35 名员工的奖金。 近两个月后，美商务部和中兴公告了新的和解协议内容 ，包括 向美方 支付 10 亿美 元罚金 ，并拨付 4 亿美金到第三方托管； 雇佣经美方认可的合规协调员进驻公司全面监督出口规范，平等地向美方和中兴董事会汇报； 董事会与高管团队将被要整体更换 ，参与到违规出口事物中的高层职员需永久解聘 ；禁止令仍处于暂停态， 在未来十年内 需 确保 公司 业务符合美国出口管控条例；其间如再次出现违规，美方会重启制裁。 回顾事件经过， BIS 在 2 月要求中兴出具涉案相关个人的状态报告，并以对相关个人的惩戒与书面声明不符，对中兴作出虚假陈述的判定，角度之犀利超出预期。 加上 2017 年 3 月 8.92 亿美元的 罚款， 对中兴的全部处罚金额已高达 22.9 亿美元，堪称美商务部制裁力度之最。即便如此，高达 10 年的禁运延迟令 会 一直悬置在中兴头顶，尽管列示了明确的条例，但美商务部事实上保留了修改、召回和激活禁令的权利。因为对作出 任何力度的判决 依据，甚至条例的阐释权，都始终在美方手中。 话语权如此悬殊，根源在于上游核心旁落， 全面受制于人。 产业特性与分工演化共生当前困局，必须直面高阶突破 80年代的半导体市场可以说被美日垄断瓜分，到了 80年代末 90年代初，美日市占比出现此消彼长，美国占比一度从 50%以上下滑到 40%左右，日本则因为消 费电子产品的兴起占据上风，一度突破了 50%。 90 年代中后期，在西方贸易打击和产业链雁形迁移的背景下，韩国、台湾和欧洲开始部分阶梯了日本的份额，而美国凭借其全面强大的技术优势，不但在芯片制造上地位稳固、更在工具、材料、设计和产品专业化上独占鳌头，占比高居 50%以上。 请务必阅读正文之后的 重要声明 部分 - 5 - 行业深度 研究 图表 2.半导体市场高度集中，中国竞争地位差距悬殊（市场份额不含 foundary） 资料来源： SIA/WSTS/HIS/PwC/IC Insights， 中泰证券 相比之下，国内半导体起步晚，底子薄，但经过不懈发展努力，某些特定方向已经有所突破。从计算行业的上游核心技术发展情况看，中间件、高端管理软件、存储、防火墙、服务器和 IPS 等偏上层应用的领域已经有了 40%以上的较高国产化率，然而在操作系统和数据库方面不论技术水平和替代率都相对落后，尤其在 CPU 自主研发方面，国产化率极低，压力和挑战不容忽视。 图表 3. 计算机行业自主可控现状 资料来源：中泰证券 从半导体行业整体情况看，除了存储、消费级 Soc、 MCU 和代工制造方面，我们有一定的存在度，其余十多个领域的国产 化情况几乎是零。意味着不只是通信，众多应用行业高度依赖进口，一旦任何原因导致的上游供应中断，都很可能造成全面停产的重大冲击。 请务必阅读正文之后的 重要声明 部分 - 6 - 行业深度 研究 图表 4. 电子行业自主可控现状 资料来源：中泰证券 芯片自主研发形成当下困局，由几个方面主要因素决定：首先是全球产业分工呈现出的雁形迁移规律，推广到所有各 产业生命周期 ，均经历从新产品进口、国产替代到出口，则全国整体由 消费资料 生产转向生产资料生产，或由 轻工业 转向 重工业 ，进而全面转向 技术密集型产业 。所以我们的 ICT 产业从消费电子、通信整机与网络、互联网业务应用率先爆发，也因为这些都是最贴近下游用户的环节； 其次必须要理解到，现实世 界里产业链迁移的雁形模式，是有限制条件的。即产业按照劳动密集型 -资本与技术密集型 -技术密集与高附加值的路径转移的过程中，第三阶段的产业链转移并不会自发产生。发生与否，取决于能否突破技术壁垒。作为国家核心竞争力， ICT 产业进入高阶段之后，先发国对技术的出让明显持保守态度，这一现象从 80 年代至今欧美日对中国相关产业链上游的态度可以看出。 技术本身的高壁垒 和 原生技术国持保守或敌对的态度 ，使得如果是 自由竞争，技术领先性会形成碾压性优势，后发方难以生存。因此， ICT 产业链上游 迁移，必须借助外力，也就是国家意志的主 导和推动。 请务必阅读正文之后的 重要声明 部分 - 7 - 行业深度 研究 图表 5. 芯片自主可控 突破困难 的三大原因 资料来源：中泰证券 最终需要看到，芯片的工艺、制造、设计，本质上市一个高密度时间积累的试错过程，与算法和软件不同，这种试错的时间轴可压缩性极低。在软件和应用业务层，低成本的调试可以通过大量工程师高频度铺开进行，让缺陷率尽快收敛。而 IC 设计从初始架构起就只可能是少数顶尖人才参与的过程，初始设计决定了后期软件模拟和流片后测试的工作量，缺陷产生后，定位和重出版本的代价十分高昂。所以对稳固的高素质人力梯队和设计经验积累要求很高与我们熟悉的算法和软应用不可 同日耳语。周期长、成本高、不确定性决定了，本土企业在投入 IC 设计、软件工具和设备上往往采取回避的态度。的确，独立芯片制造商承受的风险非常大，原因在于需求和供给的周期都在缩短，而且常常不匹配。这也从具体的角度说明了，为什么需要国家意志主导，匹配整机需求和芯片供给，大资金长期稳定投入，才能逐步孕育出稳定的产品和人力梯队。 通信领域芯片依赖度极强，三大赛道寻求高阶突破机遇 本次事件的本质是中美全面贸易 争端 的延伸，存在必然性。川普上任后坚持美国优先和孤立主义，启动 301 调查以来，中美原有贸易对抗的框架已经被打乱。当前美方挥舞经济霸权，其目的是试图拿捏要害，掌握主动和建立单边主义，只要这样的策略不变，就会一再寻求对中国产业体系最薄弱的环节攻击。我们认为，针对中兴的元器件禁运，是有针对性选择后的精准打击，存在某种程度的必然性。 首先，通信设备制造属于我国率先步入全球领先的领域。以华为中兴为代表的龙头厂商，借助 3G 和 4G 全球快速推进，以及国内大规模宽带建设，完成了包括无线接入、光传输设备、固网接入和交换路由等几大业 务领域质的飞跃。尤其在 5G 临近的时点，以政府、运营商、主设备和配套厂商为主构建的产业联盟，紧锣密鼓地就技术、标准、频谱和需求实测进行有序推进，真正抢占到了 5G 先机。 全产业链雁形迁移的次序以最上游自主为最后； 高度创新的 ICT行业动态特性，决定了上游迁移无法自发完成 半导体行业特性上看，工艺工具、制造和设计都需要高技术密集的、时间压缩性低的大规模试错； 企业微观层面看，人才梯队精尖化不足、调试成本高周期长、行业供需不匹配对利润冲击严重，需要长期稳定的大资金投入 请务必阅读正文之后的 重要声明 部分 - 8 - 行业深度 研究 图表 6. 中兴与华为在全球主设备市场地位领先 资料来源： ovum， delloro，中泰证券 通信是处理的是一个综合性的复杂问题域，它需要解决社会化互联互通，主体间的通信业务需求、场景和媒介、现有设备制式千差万别，决定了在专有设备上对芯片品类要求更多样；而芯片的性能表现和可靠性更是完全直接决定了电信网自身的可服务规模、业务框架和运营成本。 图表 7.通信是芯片的主要应用领域 资料来源： IC Insights，中泰证券 在芯片的不同应用场景中，使用在通信领域的芯片占比高达 38.1%，位列第一，超出了在计算机领域 35.2%的占比，也超出了包括消费电子、汽车、工业 以及军政领域的使用率总和。在现阶段国内自主创新最具备优势的通信行业，已经占据了系统和整机的全球领先地位，从 5G 的历史使命看，就是为了借助下一代通信系统建设完成全行业的关键技术与核心器件高阶突破，趋势的必然性非常明确，而中兴此番遭遇美商务部禁运处罚，不过是促成行业步调加速的催化剂。我们认为，通信行业在三个赛道迎来了高阶突破的挑华为 32% 中兴 10% 其他 58% 无线接入设备 华为 中兴 其他 12.40% 25.39% 6.83% 55.38% 传输网设备 zte Huawei FiberHome 其他 38.10% 35.20% 12.20% 7.90% 5.90% 0.70% 2015年不同领域芯片用量占比 通信 计算机 消费者 汽车 工业 军政 请务必阅读正文之后的 重要声明 部分 - 9 - 行业深度 研究 战和机遇： 一是无线接入领域，射频芯片和器件、 ADC 芯片和模组、网络侧基带处理和主控芯片、以及终端侧基带芯片居于核心地位。射频器件领域，目前中高端的基本为海外厂供应商，比如滤波器中表面声 波 SAW 基本是日本的三家，体声波 BAW 主要是美国的博通，放大器领域也主要是美国的 Skyworks、 Qorvo、博通三家公司。中国国内的厂商如信维通信、麦捷科技有相对中低端的滤波器项目，但仍待突破。紫光展锐属于未上市企业中射频领域进展比较好的，已经与中兴通讯在中低端领域的手机中有一定的合作。 目前全球 ADC 主要厂家有亚德诺（ ADI）、德州仪器（ TI）、 Philip、 Motorola等，产品分类以处理速率、转换精度、器件功耗等为主要参数，覆盖各种主要应用市场以及特殊应用的领域。中国数据转换器行业可谓大而不强，关 键技术落后于发达国家，产品也多集中在中低端领域，国内高端 AD 转换器市场主要被国外知名品牌企业所掌控。 手机基带芯片目前是国产化做到比较好的，国内厂商占据国内市场大概18%份额，主要供应商包括海思、紫光展锐、中兴微电子等，海思在全球来看已经属于第一梯队。 图表 8.电信网中芯片的主要应用领域，凸显核心地位 资料来源： Broadcom，中泰证券 二是在固网传输领域，目前光通信芯片正加速普及，目前 10G 以上芯片暂时还无法自供应，特别是主流的 100G 模块光芯片。国内厂商主要是进行100G 模块集成封装，上游芯片仍然主要是从美日厂商进口。但国内主力光迅科技的 25G 芯片已经流片送样阶段，有望在年底到明年实现突破。中际旭创请务必阅读正文之后的 重要声明 部分 - 10 - 行业深度 研究 作为民营龙头也正进行 100G 芯片的研发。过去光通信芯片领域缺乏国家重点资金的支持，未来有望成为国家产业基金支持的新重点。 交换机芯片是数通领域的核心，目前主要依赖博通的开放交换机芯片和思科的专用交换机芯片，国内的交换机芯片仍然普遍处在低阶阶段。除了华为可以在部分中高端产品中使用自己的通片，华三、星网锐捷等厂商的交换机芯片基本上从海外进口，其中博通的交换机芯片属于开放体系。国内中国电子旗下的盛科网络，在开放交换机芯片领域有所突破，商用化进展很快，但是仍旧是缺少重点资金的支持。 图表 9. 通信行业在三大赛道刚刚起步 资料来源：中泰证券 以国内设备巨头华为中兴的角度来看，在上游依赖的芯片品类中，由于近年来对无线市场的高度重视和长期投入，与网络侧和终端基带处理相关的芯片已经取得了显著的突破，尤其华为的通用芯片，已经可以完成 5G 当前规范条件下的基带处理功能。但是对于 ADC、电源模拟电路、高速光芯片和EDA 工具等周边配套芯片，还是十分欠缺，如需保证发货，则不得不全方位依赖进口国。一线设备商处于全球整机领先，尚且差距明显，暴露了通信乃至整个电子信息领域上游自给能力的严重缺失。 三是在卫星通信和导航领域，以北斗和高通量卫星技术为标杆，北斗目前正在赶超，在 2018 年下半年将集中发射 14 颗星，完成新的 35 颗星北斗三号架构之后，北斗已经具备相当高的定位精度和准度，具备了较高的自主可控水平和能力，国内北斗系列的振芯科技、海格通信、华力创通等，今年以来的军用和民用订单预期都大幅提升。高通量卫星方面仍然需要突破，目前中国单颗 通信卫星的通量仍然比欧美低太多，虽然总体技术基础积累雄厚，但具体看预估在 20%或者更低的通道能力，仍需要加大投入。 作为系列报告之一，本篇将着重阐述无线通信领域在几个重要的上游器件与核心技术方面所处的现状和潜在发展趋势。