5G对电子板块的影响研究（一），移动终端用滤波器与天线.pdf

重要提示：请务必阅读尾页分析师承诺和 免责条款 。 主 要观点： 5G 商用在即 智能手机迎接新周期 2018 年 6 月 14 日， 5G 全球标准第一阶段工作落地 ， 运营商、设备商和终端厂商开始为 5G 商用全力冲刺 。 国内手机厂商华为、小米、 OPPO、vivo 纷纷表示将在 2019 年推出 5G 手机。在智能手机市场逐渐饱和的当下，未来 5G 手机的推广将成为消费电子板块新一轮增长的重要看点。 5G 手机将在 2020 年后放量 通讯系统迎变革 我们预期 2020 年初发放 5G 牌照，假设 2021 年、 2022 年和 2023 年 5G手机渗透率分别为 45%、 70%和 85%，结合全球智能机总量的预期，我们得到 2021 年、 2022 年和 2023 年 5G 手机总出货量分别为 7.78 亿部、12.71 亿部和 16.20 亿部，对应增长率分别为 215%、 63%和 28%。 5G 通信将需要加入新的频段。 3GPP 指定的 5G NR 频段主要包含 FR1（ 450MHz-6.0GHz）、 FR2（ 24.25GHz-52.6GHz）两大范围。频段数量的提升和频段频率的提高都将对手机通讯系统带来技术变革 ，本文重点对手机射频前端 器件 、 手机 天线相关产业进行研究。 射频前端器件中重点关注滤波器 5G 对滤波器的影响主要包括： 1） 5G 频段数量提升、载波聚合（ CA）技术增加滤波器用量； 2） 5G 频段频率提高加速表声波滤波器（ SAW）向体声波滤波器（ BAW）技术路 线升级。 根据 Yole 预测， 2017 年全球射频前端模组市场空间 150 亿美元， 2023 年达到 350 亿美元，对应复合增长率 14%。从市场结构来看，滤波器占据射频前端市场最大份额。 2017年和 2023 年滤波器市场空间预期分别达到 80 亿美元和 225 亿美元，复合增长率 19%。滤波器是业绩普遍认可的高成长细分行业。 手机天线量价齐升 市场空间增长明显 手机的不断演进以及通信网络的升级，手机天线逐步演进到目前的 FPC天线、 LDS 天线。 5G 对手机天线的影响主要包括： 1） Massive MIMO（大规模天线阵列）等技术带来手机天线用量的提升。 2） 5G 频段频率提升（毫米波）引发天线材质变化，提高天线单机价值。 3）手机集成度提升带动 LDS天线占比提升。 结合 5G手机出货量预测，我们给与 2021年、 2022 年和 2023 年手机单机价值量的假设参数分别为 4.5 美元、 4 美元和 3.8 美元，假设其他手机的天线单机价值 0.4 美元，则对应年份手机天线市场空间为 38.80 亿美元、 53.00 亿美元、 62.70 亿美元， 5G 手机天线市场分别为 35.00 亿美元、 50.82 亿美元和 61.56 亿美元。 投资建议： 麦捷科技 ： 公司 2017 年投资 “基于 LTCC 基板的终端射频声表面波滤波中性 维持 日期： 2018 年 10 月 15 日 行业： 电子 行业 分析师： 张涛 Tel:021-53686152 E-mail: zhangtaoshzq SAC 证书编号： S0870510120023 研究助理： 袁威津 Tel:021-53686157 E-mail: yuanweijinshzq SAC 证书编号： S0870118010021 最近 6 个月行业指数与沪深 300 指数比较 报告编号： -40%-30%-20%-10%0%10%电子 (申万 ) 沪深 300 5G 对电子板块的影响研究（一）：移动终端用滤波器与天线 证券研究报告 /行业研究 /行业深度报告 重要提示：请务必阅读尾页分析师承诺和 免责条款 。 器（ SAW）封装工艺开发与生产项目 ”，达产后年产滤波器 94000 万只，预计实现营收 38,733 万元，年均实现净利润 5,806 万元。我们认为， LTCC射频元件符合终端应用小型化和多功能化的发展趋势，并且国产替代空间广阔，未来业绩看好。我们预期公司在 2018-2020 年将实现 EPS 分别为 0.22 元、 0.30 元和 0.41 元。 未来六个月内，维持 “谨慎增持 ”评级 。 信维通信： 5G 三大应用场景之一增强移动带宽（ eMBB）将加速 Massive MIMO 技术的进一步提升， 对应基站和终端的天线数量都将有数倍的提升。同时 5G 频率的提升以及器件集成度的提升将加速 FPC 天线向 LPC和 LDS 天线升级，天线单机价值量显著增长。公司在 2012 年收购莱尔德，布局 LDS 天线业务 ，目前 Insert Molding+LDS 天线解决方案获得客户认可。另外，根据公司公告， LCP 天线目前已经实现出货。我们认为5G 将增厚公司 LCP、 LDS 天线业务业绩。公司与中电 55 所入股德清华莹，联合开发声表面波晶体材料和器件，并成立 5G 通信高频器件产业技术研究院，展开 GaN 芯片 6 寸线平台、 SiC 电力电子等方面的研发合作，为滤波器器件研发生产奠定基础。公司目前射频前端业务获得更多客户的认可与采用，订单不断增加，逐步成为客户的核心供应商。 我们预期公司在 2018-2020 年将实现 EPS 分别为 1.28 元、 1.74 元和 2.41 元。未来六个月内，维持 “谨慎增持 ”评级 。 数据预测与估值： 重点关注股票业绩预测和市盈率 公司名称 股票代码 股价 EPS PE PBR 投资评级 17A 18E 19E 17A 18E 19E 麦捷科技 300319 5.07 -0.51 0.22 0.30 - 23.05 16.90 2.71 谨慎增持 信维通信 300136 22.30 0.90 1.28 1.74 24.78 17.42 12.82 9.44 谨慎增持 资料来源：上海证券研究所 ；股价数据为 2018 年 10 月 15 日收盘价行业深度报告 目 录 一 . 5G 商用在即 智能手机迎接新周期 . 1 1.1 高速、高容量、低延时是 5G 核心优势 . 1 1.2 预期 2020 年 5G 网络设备与终端设备市场 4500 亿 . 3 1.3 2019 年将是 5G 手机商用元年 . 3 二 . 5G 手机将在 2020 年后放量 通讯系统迎变革 . 4 2.1 5G 手机出货量预测 . 4 2.2 新的 5G 频段将引发手机通讯系统的变化 . 5 三 . 射频前端器件中重点关注滤波器 . 6 3.1 射频前端器件用量提升抬升单机价值 . 6 3.2 滤波器用量提升 技术路线升级 . 9 3.3 滤波器国产替代空间广阔 .11 四 . 手机天线量价齐升 市场空间增长明显 . 13 4.1 5G 高频高速特性提升手机天线单机价值 . 13 4.2 国内 手机天线厂商成长预期确定性高 . 15 五 . 投资建议 . 16 六 . 风险提示 . 17 行业深度报告 图 图 1 5G 不同产业环节的规划时间节点 . 1 图 2 5G 的三大应用场景 . 2 图 3 5G 直接经济产出结构（亿 元） . 3 图 4 来自运营商和各行业 5G 网络设备收入（亿元） . 3 图 5 2015 年 5 月后国内 4G 手机出货占比 . 4 图 6 全球 4G 手机渗透率 . 4 图 7 5G 渗透率与出货量预测 . 5 图 8 数码通讯系统 . 5 图 9 数码通讯系统处理流程 . 5 图 10 全球 5G 频段一览 . 6 图 11 手机射频架构 . 6 图 12 历年 iPhone 支持的频段数量 . 7 图 13 2G 到 4G 手机射频前端芯片价格和出货量走势 . 7 图 14 2017 年 -2023 年射频前端市场空间 . 8 图 15 香农公式 . 9 图 16 载波聚合原理 . 9 图 17 历年 LTE 载波聚合的演进 . 10 图 18 多工器带来滤波器用量提升 . 10 图 19 SAW 滤波器原理 . 11 图 20 BAW 滤波器原理 . 11 图 21 BAW 与 SAW 技术 . 11 图 22 SAW 滤波器市场结 构 . 11 图 23 BAW 滤波器市场结构 . 11 图 24 S8+内部天线示意图 . 14 图 25 Massive MIMO 带动基站端和手机端天线数量 . 14 图 26 iPhone X 采用 LCP 天线工艺 . 14 图 27 Massive MIMO 带动基站端和手机端天线数量 . 14 图 28 LDS 工艺流程 . 15 图 29 努比亚 Z5 的后盖设计采用了 LDS 技术 . 15 图 30 手机天线市场空间预测 . 16 表 表 1 我国 5G 的商用规划 . 1 表 2 5G 与 4G 的性能指标对比 . 2 表 3 各手机厂商推出 5G 手机计划一览 . 3 表 4 射频前端元器件一览 . 7 表 5 单部手机 RF 器件价值量演变（美元） . 8 表 6 各类滤波器分析 . 10 表 7 全球主要滤波器厂商整理 . 12 表 8 当前主流移动天线工艺 . 13 行业深度报告 1 一 . 5G 商用 在即 智能手机 迎接新周期 1.1 高速、高容量、低延时是 5G 核心优势 2018年 6月 14日， 3GPP标准化组织宣布已经完成独立组网 （ SA）的 5G 新空口 （ 5G NR） 规范 ， 再加上去年 12 月已经完成的非独立组网 （ NSA） 的 5G NR 规范， 5G 全球标准第一阶段 工作落地 。 相关标准的落地为 全球 5G 发展奠定 了 基础 。 从全球的 5G 商用规划来看， 美国 两大通信运营商 Verzion 和AT混改定增方案明确 2018-2019 年 5G投资 270 亿元。 全国范围商用。 中国电信 6城市启动 5G创新示范网试验 重点跟踪 IMT-2020 推进试验 预商用布站 全国范围 商用 资料来源：中国信通院 上海证券研究所整理 图 1 5G 不同产业环节的规划时间节点 行业深度报告 2 数据来源： IMT-2020(5G) 上海证券研究所 ITU 将 5G 的应用场景划分为增强移动宽带（ eMBB） 、海量物联网（ mMTC）和高可靠、低延时通信（ uRLLC）三类 。目前 冻结的 5G NR 标准主要围绕 eMBB，针对 mMTC 和 uRLLC 的 标准 将 在未来 陆续冻结 。 5G 的增强移动 宽带 相关指标将在 4G 的基础上 获得量级的提升。比如峰值速率 提升 20 倍 、 体验速率提升 10 倍，空间容量提升 100 倍 等等。 总的来说， 5G 拥有更高的数据传输速率、更高的数据传输密度、更好的高速通信能力以及 更低的 数据传输延迟。 图 2 5G 的三大应用场景 数据来源： 中国信通院 上海证券研究所 表 2 5G 与 4G 的性能指标对比 峰值速率 体验速率 频谱效率 空间容量 移动性能 网络能效 连接密度 时延 4G 1Gbps 10Mpbs 1 0.1Mb/s/m2 350km/h 1 10 万 /平方公里 10ms 5G 20Gbps 100Mpbs 3 10Mb/s/m2 500km/h 100 100 万 /平方公里 1ms 资料来源：中国信通院 上海证券研究所整理 行业深度报告 3 1.2 预期 2020 年 5G 网络设备与终端设备市场 4500 亿 为了满足 5G 网络 的发展 ，运营商 将 投入大量的固定支出 用以基站建设， 智能手机产业链 也将结合 5G 特性 产生新的市场 格局 ，对应上游的 电子元器件行业 将受益于 5G 网络的发展与建设 。 中国信通院 在 2017 年 6 月发布的 5G 经济社会影响白皮书 指出， 5G商用初期 的经济产出 主要由设备商提供 ， 预计 2020 年，网络设备和终端设备收入合计约 4500 亿元，占 5G 直接经济总产出的 94%。从设备环节看， 预期 2020 年 网络设备商与各行业在 5G 设备的支出分别为 2200 亿元和 540 亿元 ，合计 2740 亿元 。 2030 年，预计 网络设备商与 各行业在 5G 设备上的支出 2336 亿元和 5200 亿元， 合计7536 亿元 。 图 3 5G 直接经济产出结构（亿元） 图 4 来自运营商和各行业 5G 网络设备收入（亿元） 数据来源： 5G 经济社会影响白皮书 上海证券研究所 数据来源： 5G 经济社会影响白皮书 上海证券研究所 1.3 2019 年将是 5G 手机商用元年 增强移动宽带（ eMBB） 将 带来 手机 上网速度 的显著提升，同时 5G 网络的成熟也将带来众多新场景 （如 AR、 VR 等） 下的应用 。我们认为 5G 将 催生 5G 手机的面世，同时更好的用户体验将拉动5G 手机的市场需求。 根据 赛迪顾问在京发布 2018 年中国 5G 产业与应用发展白皮书 ， 预测 2020 年 5G 手机 渗透率将达 30， 2024年将达 75， 届时， 5G 手机保有量将达 10 亿台。 国内 手机厂商华为、小米、 OPPO、 vivo 纷纷表示将在 2019 年推出 5G 手机。 在智能手机市场逐渐饱和的当下，未来 5G 手机的推广将成为消费电子板块新一轮增长的重要看点。 表 3 各手机厂商推出 5G 手机计划一览 手机厂商 预期时间 相关进展 华为 2019.6 2018 世界移动通信大会上海站上，华为表示 2019 年 3 月 30 日，华为会推出基于独立组网（ SA）的 5G 商用系统，并将于 2019 年推出支持 5G 的麒麟芯片和支持5G 的智能手机，月产能 30 万台。 行业深度报告 4 OPPO 2019 8 月 28 日， OPPO 利用了一部改用了高通骁龙 X505G 调制解调器的 R15 手机，基于 5G Release 15 NSA 标准，在 4G LTE Band 5 的 10MHz 带宽和 5G NR n78 频段的 20MHz 带宽上，完成了 5G 信令和数据链路的连接。 小米 2019 8 月 31 日，小米宣布在一部改用了骁龙 X505G 调制解调器的 MIX2（或 MIX2s）打通了 5G 信令和数据链路，并宣布明年正式推出 5G 手机。 vivo 2019 8 月 31 日， vivo 宣布在进行架构规划、主板堆叠、射频和天线设计以及优化电池空间等方面的工作后，已初步完成了面向商用的 5G 智能手机软硬件开发，样机在尺寸和外观上也已经达到了可商用级别。 资料来源：中 国信通院 上海证券研究所整理 二 . 5G 手机 将在 2020 年 后放量 通讯系统 迎变革 2.1 5G 手机出货量预测 2013 年 12 月 4 日，我国工信部正式向三大运营商发布 4G 牌照，中国正式迈入 4G 时代。 根据信通院公布数据， 2015 年 6 月为85.3%， 2016 年 2 月开始出货量占比维持在 90%以上，进入 2017年后， 4G 手机出货量占比维持在 95%的水平。数据显示 4G 牌照发放两年后，国内 4G 手机出货占比已经维持在 85%以上的高位。 从全球的 4G 手机出货占比看 ，公开资料显示 2015 年和 2016 年全球4G 手机出货渗透率在 75%和 90%，全球范围内的渗透率低于中国的数据。 图 5 2015 年 5 月后国内 4G 手机出货占比 图 6 全球 4G 手机渗透率 数据来源：中国信通院 上海证券研究所 数据来源： 公开资料 上海证券研究所 我们借鉴 4G 手机的推广速度，对全球 5G 手机渗透率以及出货量进行了预测。我们预期 2020 年初发放 5G 牌照，假设 2021 年、2022 年和 2023 年 5G 手机渗透率分别为 45%、 70%和 85%，结合全球智能机总量的预期，我们得到 2021 年、 2022 年和 2023 年 5G 手机总出货量分别为 7.78 亿部、 12.71 亿部和 16.20 亿部，对应增长率分别为 215%、 63%和 28%。 行业深度报告 5 图 7 5G 渗透率与出货量预测 数据来源： 中国信通院 上海证券研究所 2.2 新的 5G 频段将引发手机通讯系统的变化 手机通讯系统主要包括麦克风、基频 处理部件 、中频 处理部件 、射频 处理部件 、天线、喇叭等组件构成（ 见图 8） 。从通信系统工作流程来说，声音由麦克风接收以后转为低频类比讯号，经由低频类比数位转换器（ ADC）转换为数位讯号，在基频芯片（ BB）处理环节通过 “资料压缩 ”、 “加循环式重复检查码 ”、 “频道编码 ”、 “交错置 ”、“加密 ”、 “格式化 ”、 “多工（ Multiplexing） ”、 “调变（ Modulation） ”等步骤实现数位讯号处理。之后信号进入 “中频芯片（ IF） ”处理环节，通过高频数位类比转换器（ DAC）转换为高频类比讯号（电磁波）。最后再经由 “射频芯片（ RF） ”形成不同时间、频率、波形的电磁波由天线传送出去。信号接收形成音频通过喇叭传输出来的过程，可以理解为以上步骤的逆过程。 图 8 数码通讯系统 图 9 数码通讯系统 处理流程 数据来源：集微网 上海证券研究所 数据来源：集微网 上海证券研究所 5G通信将需要 加入新的频段。 3GPP指定的 5G NR频段主要包含 FR1（ 450MHz-6.0GHz）、 FR2（ 24.25GHz-52.6GHz） 两大范围 。频段数量的提升和 频段 频率的提高都 将 对手机通讯系统带来技术行业深度报告 6 变革 。 从之前 2G向 4G的演进过程中，每一次升级都是循序渐进的过程，比如 2G到 3G的升级经历了 UMTS、 HSPA、 HSPA+三个阶段； 3G 到 4G 的升级经历了 class1-2、 class3-4、 class5 三个阶段。我们认为， 5G演进是循序渐进的过程， 会经历 4.5G/4.9G等中间形态，而这些中间形态就会有一些射频技术实现商业化应用。从时间上来说， 中国在 5G 牌照正式落地之前的窗口期（ 2018年 -2019年）就能逐步看见手机通信系统相关市场格局的变化。 三 . 射频前端器件中重点关注滤波器 3.1 射频 前端 器件 用量提升 抬升 单机价值 射频前端主要指射频芯片与天线之间的通信元件的集合，包括功率放大器（ PA）、低噪声放大器（ LNA）、滤波器（ Filter）、开关（ Switch）、双工器（ Duplexer）、传送接收器等。 射频器件在发射信号的过程中扮演着将二进制信号转换成高频率的无线电磁波信号 ， 在接收信号的过程中将收到的电磁波信号转换成二进制数字信号。 射频前端里信号以射频形式传输，并将信号输送给后级的变频、中频放大等电路。 图 10 全球 5G 频段一览 数据来源： Qualcomm 上海证券研究所 图 11 手机射频架构