手机射频行业深度报告：5G已至，射频前端先行.pdf

手机射频行业深度报告 5G 已至，射频前端先行 行业深度报告 行业报告 电子 2019 年 08 月 26 日 请务必阅读正文后免责条款 中性 （ 维持 ） 行情走势图 相关研究报告 行业周报 *电子 *电视智慧屏逐步兴起，关注 5G 产业链投资机会 2019-08-18 行业周报 *电子 *华为发布鸿蒙智慧屏，国内智能机出货量同比下滑 5.4% 2019-08-11 行业周报 *电子 *苹果发布季度财报，华为手机上半年发货 1.18 亿部 2019-08-04 行业专题报告 *电子 *手机产业链全景图 2019-08-02 行业周报 *电子 *苹果收购英特尔基带业务，华为 5G 手机发布 2019-07-28 证券分析师 刘舜逢 投资咨询资格编号 S1060514060002 0755-22625254 LIUSHUNFENG669PINGAN 研究助理 徐勇 一般从业资格编号 S1060117080022 0755-33547378 XUYONG318PINGAN 韩允健 一般从业资格编号 S1060119030022 HANYUNJIAN297PINGAN 5G 时代已经来临，射频前端率先受益 ： 射频前端作为手机通信功能的核心组件 ，直接影响着手机的信号收发 。 多天线收发（ MIMO）和载波聚合（ CA）技术在 5G 时代继续延续，使得射频前端的 复杂 度 大大上升。通过对三星 Galaxy S10+ 5G（ Sub 6G）和 4G 版的拆机对比，射频前端价值从 4G 版的 31 美金上升到 46 美金，价格上升幅度接近 50%，射频前端 BOM 占比从 4G 版本的 7%提高到了 9%。 对早期 5G 智能手机而言，射频前端是推动 5G 手机价格上涨的主要原因 之一 。 5G 射频前端芯片 集 成 度进一步提高，国 内射频产业 快速发展 ： 射频前端 从过去的分立器件 、 FEMiD， 再到 PAMiD， 集成度逐渐提高， 主要原因是受到基带芯片 发展 的推动。 目前射频前端市场主要由 Skyworks、Broadcom、 Qorvo、 Murata 四大 IDM 厂商垄断 。 我们认为，高集成度、 一体化是射频前端产品的核心竞争力，拥有全线技术工艺能力的供应商会占据大部分市场 。 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。 5G 时代天线行业机遇与挑战并存： MIMO 技术在 5G 的延续使得天线数量进一步提升 ， LDS 与 FPC 仍 会 是 Sub 6G 手机 的 主流 天线 方案 ；而 在 毫米 波频段， 天线尺寸做到更小，从而直接封装到射频前端芯片当中 （ Aip） 。Aip 封装 是手机射频 领域 的一次革新，对传统天线厂商来说可能意味着价值链的重新分配。 5G 建设提速，智能手机出货即将迎来拐点： 2019 年国内运营商 5G 资本投入 预算为 400 亿元，超越年初预计的 300 亿元 。 5G 投入提速利好整个智能手机产业链。高通、海思和三星 的基带芯片 均 已 出货 。 2019Q3 随着各品牌 5G 手机的上市，市场有望迎来新一轮换机潮。我们预计 2020 年5G 手机出货量有望 超过 2 亿部，其中预计苹果 7000 万台、华为、三星各5000 万台，小米、 OV 等品牌 合计 3000 万台。 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 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 信维通信、硕贝德 、 立讯精密 、顺络电子、 麦捷科技 ； 建议关注 射频开关龙头卓胜微。 风险提示： 1） 5G 大规模商用和消费电子起量不及预期 ； 2） 射频前端市场 专 利和技术壁垒较高，未来在 5G 射频前端集成度进一步提升的情况下国内厂商 面临市场份额丢失的风险。 3） 中美、日韩贸易摩擦影响消费电子供给； 4） 宏观经济下行压力短期难以消除，消费电子需求不及预期 。 -40%-20%0%20%40%Aug-18 Nov-18 Feb-19 May-19沪深 300 电子证券研究报告 请通过合法途径获取本公司研究报告，如经由未经许可的渠道获得研究报告，请慎重使用并注意阅读研究报告尾页的声明内容。 请务必阅读正文后免责条款 2 / 24 电子 行业深度报告 股票名称 股票代码 股票价格 EPS P/E 评级 2019/08/23 2018A 2019E 2020E 2021E 2018A 2019E 2020E 2021E 顺络电子 002138 23.15 0.59 0.76 0.93 1.11 39.24 30.46 24.89 20.86 推荐 立讯精密 002475 25.67 0.66 0.75 0.99 1.28 38.89 34.23 25.93 20.05 推荐 信维通信 300136 32.68 1.01 1.11 1.48 1.96 32.36 29.44 22.08 16.67 推荐 麦捷科技 300319 7.09 0.19 0.16 0.23 0.30 37.32 44.31 30.83 23.63 推荐 硕贝德 300322 18.98 0.15 0.35 0.48 0.65 126.53 54.23 39.54 29.20 推荐 卓胜微 300782 294.77 2.16 3.32 4.73 6.58 136.47 88.79 62.32 44.8 未评级 备注：未评级数据来自 WIND 一致预期 请务必阅读正文后免责条款 3 / 24 电子 行业深度报告 正文目录 一、 5G 时代已经来临，射频前端率先受益 . 5 1.1 射频前端是手机通信的核心组件 . 5 1.2 5G 手机频段增加，射频前端复杂度提高 . 7 1.3 手机基带芯片的进步，促进射频前端集成化 . 10 1.4 行业集中度进 一步提高，国产进入快速发展阶段 . 13 二、 5G 时代天线行业机遇与挑战并存 . 16 2.1 Massive MIMO 与全面屏提高天线设计难度 . 16 2.2 LDS 与 FPC 仍是 Sub 6G 手机主流方案 . 17 2.3 毫米波或挑战传统天线行业 . 19 三、 5G 建设提速，智能手机出货即将迎来拐点 . 20 3.1 运营商 5G 建设持续加速，资本开支超预期 . 20 3.2 5G 基带准备就绪，预计 5G 手机 2020 年出货量达到 2 亿部 . 21 四、 投资建议 . 22 五、 风险提示 . 23 请务必阅读正文后免责条款 4 / 24 电子 行业深度报告 图表 目录 图表 1 Skyworks 9080 4G 射频前端模块 . 5 图表 2 三星 Galaxy S10+ 5G 射频及 BOM 清单（单位：美元） . 6 图表 3 高端手机射频前端器件数量与价值量变化情况（单位：美元） . 6 图表 4 射频前端市场规模变动预测 . 7 图表 5 2G-4G 通信频段梳理 . 7 图表 6 3GPP 5G 频段划分情况 . 8 图表 7 全球主要国家 5G 频谱分配情况 . 8 图表 8 美国 Sub 6G 频段占用 情况 . 9 图表 9 载波聚合技术示意 . 9 图表 10 多载波聚合技术发展路径 . 9 图表 11 MIMO 技术示意图 . 10 图表 12 MIMO 射频前端解决方案 . 10 图表 13 4G 到 5G Sub6G 射频前端复杂度变化 . 10 图表 14 射频前端演变趋势 . 11 图表 15 Skyworks96000 FEMiD 图解 . 11 图表 16 Skyworks78113 PAMiD 图解 . 12 图表 17 不同射频前端模块及适用场景 . 12 图表 18 射频前端市场由四大 IDM 厂商占据 . 13 图表 19 射频前端行业近年收并购整合情况 . 14 图表 20 射频前端产业链领梳理 . 14 图表 21 华为 Mate20 X 5G 自研射频前端芯片 . 15 图表 22 射频前端行业主要厂商 . 15 图表 23 通信制式的改变对天线尺寸和材质的影响 . 16 图表 24 MIMO 多 天线技术普及 . 17 图表 25 全面屏手机天线设计难度加大 . 17 图表 26 OPPO Realme2 FPC 软板天线 . 18 图表 27 IphoneX LCP 天线拆解 . 18 图表 28 三星 Galaxy S10 5G 背板 LDS 天线 . 19 图表 29 高通 QTM052 AiP 解决方案 . 20 图表 30 国内三大运营商历年资本开支变动 (单位：亿元 ) . 20 图表 31 5G 商用基带情况梳理 . 21 图表 32 2019 年 5G 手机上市情况汇总 . 21 图表 33 推荐及建议关注公司 EPS、 PE 情况 . 23 请务必阅读正文后免责条款 5 / 24 电子 行业深度报告 一、 5G 时代已经来临 ，射频前端 率先受益 1.1 射频前端是手机通信的核心 组件 一个典型的射频前端分为发射端（ TX）和接收端（ RX）两部分。 从 组成器件来看 ， 由 功率放大器（ PA） 、低频噪声放大器（ LNA） 、滤波器 （ Filters） 、开关 （ Switches） 、 双工器 （ Duplexes） 和调谐器 （ Antenna tuner） 组成。 射频前端是手机 的核心器件 ，直接影响着手机的信号收发。 图表 1 Skyworks 9080 4G 射频前端模块 资料来源： Skyworks，平安证券研究所 通过对三星 Galaxy S10+ 5G（ Sub 6G） 和 4G 版的拆机对比， 物料清单 （ BOM）中， 射频前端价值从 4G 版的 31 美金上升到 46 美金，价格上升幅度接近 50%， 射频前端 BOM 占比 从 4G 版本的7%提高到了 9%。 对 早期 5G 智能手机而言，射频前端 是推动 5G 手机价格上涨的 主要原因 。 请务必阅读正文后免责条款 6 / 24 电子 行业深度报告 图表 2 三星 Galaxy S10+ 5G 射频 及 BOM 清单 （ 单位：美元 ） 资料来源： TechInsights，平安证券研究所 预计 5G发展到成熟阶段 ，全网通的手机射频前端的 Filters数量会从 70余个增为 100余个， Switches数量会亦由 10 余个增为超过 30 个，使得最终射频模组的成本持续增加。 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，预计 在 5G 时代，射频模组的成本 会超过 40 美元 。 图表 3 高端手机射频前端器件数量与价值量变化情况 （ 单位：美元 ） 资料来源： Skyworks，平安证券研究所 请务必阅读正文后免责条款 7 / 24 电子 行业深度报告 根据 Yole 数据， 2018 年全球射频前端市场规模 150 亿美元 。 根据图 2， 5G 射频前端物料成本从 28美元 提升到 40 美元 ， 假设 2020 年 5G 手机出货量占比为 13%来测算， 2020 年 射频前端市场规模可能会达到 160 亿美元 。 我们认为 ， 高 集成度 、一体化 是 射频前端产品的核心竞争力 ，拥有全线技术工艺能力的供应商会占据大部分市场 ， 单 一 器件 的 供应商市场 竞争力 会在 5G 时代逐渐降低 。 图表 4 射频前端市场 规模变动预测 资料来源： Yole，平安证券研究所 1.2 5G 手机频段增加 ， 射频前端 复杂度 提高 1.2.1 通信频段数量从 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，通信制式只有 GSM 和 CDMA 两种，射频前端采用分立器件模式，手机支持的频段不超过 5 个； 3G 时代，由于手机需要向下兼容 2G 制式，多模的概念产生了，手机支持的频段最多可达 9 个； 4G 时代的全网通手机所能够支持的频段数量猛增到 37 个。 图表 5 2G-4G 通信频段梳理 通信制式 频段 频带数量 2G GSM GSM850/900/1800/1900MHz 4 CDMA BC0/BC1/BC10/BC15 4 3G WCDMA Band1/2/4/5/8 5 TDSCDMA Band34/39 2 CDMA2000 BC0/BC1/BC10/BC15 - 4G LTE FDD Band1/2/3/4/5/7/8/12/13/17/18/19/20/25/26/28/29/30 18 LTE TDD Band38/39/40/41 4 Total 37 资料来源： 3GPP，平安证券研究所 请务必阅读正文后免责条款 8 / 24 电子 行业深度报告 1.2.2 频带重耕的难度较大是 Sub 6G 与毫米波并存的主要原因 进入 5G 时代， 3GPP 把 5G 频谱分为两个 FR（ Frequency Range，频率范围），分别是 FR1 和 FR2。FR1 的频率范围是 450MHz 到 6GHz， 为 Sub 6GHz（ 6GHz 以下频段）。 FR2 的频率范围是 24GHz到 52GHz， 为 毫米波（ mmWave）。 图表 6 3GPP 5G 频段划分情况 通信制式 频率范围 频带号 带宽 5G FR1(Sub 6G) 450MHz-6GHz n28/41/77/78/79 10,20,40,50,60,80,100 FR2(mmWave) 24GHz-52GHz n257/258/260/261 100,200 资料来源： 3GPP TS38.104，平安证券研究所 从已分配的 5G 频谱来看，目前全球的 5G 部署分为 Sub 6G 和毫米波两大阵营。以中国、欧洲运营商为代表的阵营主要采用 Sub 6GHz， 3.5GHz 产业链相对成熟，发展进度比较快，更低频、更经济，所需基站密度更低，资本支出相对更小。美国运营商目前的部署计划主要集中在 24GHz-28GHz 毫米波端，毫米波段的大带宽可以支持更高的上下行速率，但是所需基站的密度更大，对资本支出带来一定压力。 图表 7 全球主要国家 5G 频谱分配情况 资料来源 ：高通， 平安证券研究所 5G 频谱之所以出现 Sub 6G 和毫米波分化，主要由于早期各国频段规划步伐的不统一：美国的 Sub 6G 频段大部分用于军事、航天 ，频带重耕的难度非常大。为了不影响 5G 部署进度，索性跨过 Sub 6G，直接迈入毫米波段。但是由于毫米波段穿透性差、传播距离短、雨衰严重等物理特性影响，大规模商用的难度较高，因此这也是美国在 5G 时代落后于中国、欧洲的主要原因。 请务必阅读正文后免责条款 9 / 24 电子 行业深度报告 图表 8 美国 Sub 6G 频段占用情况 资料来源 ： NTIS， 平安证券研究所 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 。 图表 9 载波聚合技术 示意 图表 10 多载波聚合 技术发展路径 资料来源： Qorvo，平安证券研究所 资料来源： Qorvo，平安证券研究所 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。 请务必阅读正文后免责条款 10 / 24 电子 行业深度报告 图表 11 MIMO 技术示意图 图表 12 MIMO 射频前端解决方案 资料来源： Qorvo，平安证券研究所 资料来源： Qorvo，平安证券研究所 图表 13 4G 到 5G Sub6G 射频前端复杂度变化 资料来源 ： Qorvo， 平安证券研究所 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 。