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1、 数字时代，射频器件是无线通讯发展的基石1.1、 射频芯片过去几十年经历数代升级
在过去的五十年中，射频（RF）电路经历了快速发展和技术演变，一共经历 了四个时期。第一个时期，从 20 世纪 60 年代中期到 20 世纪 70 年代中期，其特点 是使用二极管有源器件和波导传输线和谐振器。第二个时期的主要特点是使用了 GaAs MESFET 器件，通过连接诸如 GaAs MESFET 和二极管的有源器件来组装电 路。第三个时期主要特点在于不断降低 RF /微波固态电路的成本，尺寸和重量，遵 循数字 IC 和模拟 IC 一样的路径，GaAs 集成电路的制造技术于 20 世纪 80 年代中 期开始出现，单片的 MMIC 集成电路取代当时存在的大部分陶瓷微带混合硬件。 第四个时期随着无线应用场景需求的增多，降成本的需求促使基于 Si 工艺的 RFIC 取得快速发展，LDMOS 工艺大陆应用于射频领域。现在也有新的变化，随着 5G 的高频特性，基于 GaAs 或 GaN 材料的射频芯片正在快速发展。
1.2、 射频前端由多个核心器件组成
我们正处在无线通信快速发展的时代，一部手机通常包含五个部分：射频部分、 基带部分、电源管理、外设、软件，其中射频部分是手机通信系统的核心组件，负 责射频收发、频率合成、功率放大等。射频芯片是指将无线电信号通信转换成一定 的无线电信号波形，并通过天线谐振发送出去的一个电子元器件，它包括功率放大 器（PA：Power Amplifier）、低噪声放大器（LNA：Low Noise Amplifier）、天线开 关（Switch）、滤波器（Filter）、双工器(Duplexer 和 Diplexer)等。射频芯片架构包 括接收通道和发射通道两大部分。
功率放大器(PA)：用于实现发射通道的射频信号放大；
天线开关(Switch)：用于实现射频信号接收与发射的切换、不同频段间的 切换；
滤波器(Filter)：用于保留特定频段内的信号，而将特定频段外的信号滤除；
低噪声放大器(LNA)：用于实现接收通道的射频信号放大。
双工器(Duplexer 和 Diplexer)：用于将发射和接收信号的隔离，保证接收和发射在共用同一天线的情况下能正常工作；
射频前端行业产业链发展模式与数字 IC 类似，有行业分工模式包括：芯片设 计、晶圆制造、封测等，也有垂直整合模式（IDM），下游厂商主要是消费类电子、 通讯产品、物联网设备等领域。
1.3、 射频前端芯片应用场景随着通信网络升级不断扩展
射频芯片主要用于无线通信，下游市场主要有通讯基站、手机和物联网设备等。
过去十几年的时间，通讯行业经历了从 2G 到 3G，再由 3G 到 4G 的逐步迭代， 再从 4G 升级到如今的 5G。更多频段的开发、新技术的引入令高速网络普及，手 机也从当年短信电话的功能机转变为更加多元的智能终端，满足即时下载、社交直 播、在线游戏等需求。伴随着这种转变，通讯性能成为手机越来越重要的指标。这 其中射频前端(RFFE)作为核心组件，其作用更是举足轻重。
手机是射频芯片的最大消费领域，从历史进程来看，无线通讯网络每升级一代， 就带来了更多的频段和制式，对应需要更多的射频芯片，例如 PA 直接决定了手机 无线通信的距离、信号质量，甚至待机时间，是整个射频系统中除基带外最重要的 部分。手机里面 PA 的数量随着 2G、3G、4G、5G 向前兼容，从而带来频段不断增 加。由于手机设计空间有限，所以设计上需要尽可能实现集成，同时要满足不断提 升性能需求，因此工艺上也在不断改进。
通讯基站同样是射频芯片需求量很大的一个领域。基站射频芯片是实现信号收 发的核心芯片。随着通讯技术升级，基站天线更加系统化和复杂化，基站天线用量 也在大幅提升，每一路天线都连接滤波器、功放、射频开关等元器件，最后通过连 接器与光纤相连接，收发通道数目的增加将会带来对这些环节需求量的提升。
5G 将推动物联网成为射频芯片消费的重要细分领域。5Ｇ不仅仅意味着高速的 数据连接，同时还会支持海量的 IoT 应用和低时延高可靠性的场景。中国的三大运 营商一直在加大 Cat-M/NB-IoT 网络的部署。Cat-M/NB-IoT 是基于蜂窝网的广域网 接入标准，电信运营商掌握着 NB-IoT 的网络服务和号码资源，期待在万物互联的 世界里面扮演重要的角色。
物联网将逐步接入大量的终端设备，最后实现海量的连接，大量的网络互联将 带来射频前端芯片的需求大增。全球应用于窄带物联网通信的频率，分布在中低频 范围。射频前端的设计者需要在宽带匹配、谐波抑制、超低功耗还有低成本方面选 择最优化的设计方案。
随着全球经济和技术的快速发展，通讯技术在过去的 40 年发生了巨大的变化 和升级。从上个世纪 80 年代的 1G 时代到 2020 年的 5G 时代，网络速度从最初的 100kps 提升到如今的 1Gkps，通讯速率和效率的大幅提升即带来了数字经济的蓬勃 发展，也促进了硬件设备的大爆发和不断升级。5G 高速的通信速率和巨大通讯容 量对射频芯片提出了新的挑战，推动射频前端芯片技术不断升级和市场需求的爆发。
随着通信网络频段的扩充和向高频段发展的趋势，射频前端模块也在随着网络 的升级而变化，进入 2020 年以后 5G 将带动超高带宽模组和毫米波模组逐渐会成 为主流，同时 LB 领域将逐步进行 Band Refarming。
2.1、 5G 高速网络催生射频芯片的不断升级
2.1.1、 5G 推动新材料新工艺用于射频芯片
射频芯片发展路径基本遵循模拟 IC 的发展路径，追求性能提升的同时不断降 低成本，但不同之处在于受信号频率不断的升级，器件材料和工艺平台也在不断变 化。射频芯片相关的材料工艺包括 RF CMOS、SOI、砷化镓、锗硅以及压电材料等， 以及 5G 时代出现的新材料工艺 GaN、MEMS 等，行业中的各厂商需在不同应用背 景下，寻求材料、器件和工艺的最佳组合，以提高射频前端芯片产品的性能和成本 竞争力。
在 5G 时代，制造工艺和材料有两个较大的变化：
RF-SOI 的市场规模会逐步增大。在射频器件产品线中，RF-SOI 为主要的 制造技术，其整合 Switch 与 LNA 的制程工艺能有效减小器件尺寸并提供 良好功耗及性能表现，所以在射频前端模块领域广泛采用。RF MEMS 技 术制造的无源器件能够直接和有源电路集成在同一芯片内，RF MEMS 应用未来也会提升，目前已经在天线调谐器有一定市场。
GaAs 和 GaN 等化合物和宽禁带半导体材料将得到大规模应用。新一代 半导体材料具有更大的禁带宽度，更高的载流子速率，更好的导热效率等 特点，适用于高频高压领域，随着 5G 通信的波长更短，甚至到毫米波级 别，传统的硅基 PA 难以满足要求，GaAs/GaN 基射频器件市场份额将显 著提升。
2.1.2、 5G 催生手机射频芯片走向集成化和模块化
在射频领域，采用集成模组还是采用分立器件的形式，全球主要手机厂商均有 自己的路线。如三星、苹果等手机厂商倾向于采取集成的方式将射频前端的复杂性 留给博通、Skyworks、Qorvo、村田这些射频模组制造商去解决。而国内的华为、 小米、OPPO、VIVO 等厂商都倾向于采用“分立器件”的方式，尽可能降低射频 端成本。5G 被引入智能手机，无疑让已经很复杂的射频前端变得更加复杂。
在 5G 更高频段中，由于所对应天线尺寸的相对缩小，可以把足够多的天线塞 入设备中以保证通信的稳定可靠性，把多根天线进行合成，建立低成本、低损耗的 互联电路，同时对供应链的优化，对架构以及产品、工艺技术的升级都可以有效改 善成本结构。天线的不断增多虽然能够保证 5G 信号的稳定接收，但这也带来了一 个矛盾，持续增加的射频前端数量和 PCB 板可用面积趋紧之间的矛盾，这促使了 射频前端模块化的发展。所以从长远来看，模块化集成化将会是 5G 射频前端的发展趋势。不断缩小的单个芯片尺寸以及晶圆级封装技术都将推动高集成模块化的设 计。
5G 推动手机 PA 与其他 RF 器件进行集成。射频前端功能组件围绕 PA 芯片设 计、集成和演化，形成独立于主芯片的前端芯片组。随着无线通讯协议的复杂化及 射频前端芯片设计的不断演进，PA 设计厂商往往将开关或双工器等功能与功率放 大电路集成在一个芯片封装中，形成多种功能组合。根据实际情况，TxM （PA Switch）、PAD（PA Duplexer）、 MMPA（多模多频 PA）等多种复合功能的 PA 芯片类型。
5G 高频特性推动 BAW 实现更多的应用。RF 滤波器包括了 SAW（声表面滤 波器）、BAW（体声波滤波器）、MEMS 滤波器、IPD（Integrated Passive Devices） 等。SAW、BAW 滤波器具备插入损耗低、Q 值高性能，目前是手机应用的主流滤 波器。SAW 声波在压电基片材料表面传播，使用上限频率为 2.5GHz~3GHz，BAW 在压电材料体内垂直传播，使用频率在 2.0GHz 以上，BAW 滤波器的尺寸还随频率 升高而缩小，适合要求非常苛刻的 4G 或 5G 应用，5G 的高频率和高性能,使得 BAW 的需求在 4G LTE 基础上大规模爆发。
对 SAW 来说，技术趋势是小型片式化、高频宽带化、降低插入损耗。采用更 小尺寸，包括倒装（FCP）和 WLP（晶圆级封装）、WLCSP（Wafer Level Chip ScalePackaging）技术正在使用，实现更高通带率、High isolation，High selectivity 以及更低价格。
与 SAW 相比，BAW 性能更好，成本也更高，但是当频段越来越多，甚至开始 使用载波聚合的时候，就必须得用 BAW 技术才能解决频段间的相互干扰问题。
BAW 所需的制造工艺步骤是 SAW 的 10 倍，但 BAW 在更大晶圆上制造的， 每片晶圆产出的 BAW 器件也多约 4 倍，总体上 BAW 的成本仍高于 SAW，但在高 频段 BAW 是唯一可用方案。
射频开关的主要作用是实现信号的接收与发射的切换以及不同频段之间的切 换，因此，移动智能终端中需要不断增加射频开关的数量以满足对不同频段信号接 收、发射的需求，此外随着 4G 到 5G 倍增的频率范围也会要求更多的天线谐调开 关，因此 5G 会为射频开关市场带来大量新增需求。
在调谐及开关方面，近几年，射频开关制造工艺从 GaAs 和蓝宝石（SOS）迁 移到 RF SOI。RF SOI 是目前市场上射频开关的主流工艺，可以满足当下的频段及 性能要求，但也开始遇到一些新的技术挑战。除此之外，市场还存在价格压力，随 着器件从 200mm 迁移到 300mm 晶圆，也会引发一些问题。相比之下，RF MEMS 具有一些吸引力的特性，并已经在一些领域取得了进展。现在部分公司基于 RF MEMS 工艺的 MEMS 天线调谐器已经被三星和其他 OEM 厂商使用。
2.1.3、 5G 基站引入大规模阵列天线带动射频芯片需求激增
随着 5G 通信频率提高和路径损耗加大，通信系统将面临改善覆盖和减少干扰 的要求；通过在收发两端增加天线数量来补偿高频路径损耗，孕育出大规模天线阵 列 MIMO。MassiveMIMO 技术通过更多的天线大幅提高网络容量和信号质量。大 规模 MIMO 中使用的耗电量大的有源电子扫描阵列（AESA），需要单独的 PA 来驱 动每个天线元件。天线将会由 4T4R 通道向 64T64R 的大规模 MIMO 转变，每一路 天线都连接滤波器、功放、射频开关等元器件。同时 5G 组网要用到小基站与超密 组网技术，基站数量大幅提升。基站数量和基站单机射频芯片含量提升推动射频芯 片需求激增。
由于 LDMOS 无法支持更高的频率，GaAs 也不再是高功率应用的最优方案， GaN 的宽带性能也是实现多频载波聚合等重要新技术的关键因素之一，对于既定功 率水平，GaN 具有体积小的优势。有了更小的器件，则可以减小器件电容，从而使 得较高带宽系统的设计变得更加轻松。5G 高发射功率的宏基站将更多的应用 GaN 材料。
2.1.4、 IoT 领域射频芯片技术方向
相比较 4G 而言，5G 网络协议在低时延、超低功耗、多终端兼容性等层面上 进行了跨越级提升。这些功能正好解决了物联网对“快”以外的升级要求。对于 IoT 领域而言，5G 带来的价值是多元化的。与消费电子设备要求的“快”不同，物联 网设备碎片化，低功耗连续传输反而是这些设备的特点，IoT 终端设备无线连接更 多的低频段，因此可能出现 NB-IoT、2G、LTEeMTC 等多种网络组合。
以 NB-IoT 上行信号为例，NB-IoT 虽然有要求和 LTE 相同的上行功率，但是 信号的峰均比较低。另外，NB-IoT 采用半双工方式工作，避免使用 FDD 双工器， PA 后端的插入损耗小。这些因素可以让 NB-IoT 的 PA 更加偏向于非线性的设计， 同时采用更小的 Die 设计，从而达到节省成本和提高效率的目的。
NB-IoT 射频模块相对于 2G 模块来说，具有以下特点：
超宽带：以低频为例，NB-IoT PA 需要工作在 663MHz~915MHz，可用带宽是 252MHz。
低电压：需要支持 1.8V 到 4.3V 工作电压，以便满足不同的电池环境需求。
高效率：具备不同的功率模式，从而优化不同功率和电压下面的效率。
极端温度：满足-30~ 85℃工作温度范围。
小尺寸：典型的 NB 模块大小为 26.5mm x 22.5mm x 2.3mm。射频前端的尺寸会是很重要的考虑因素。
低成本：NB 模块会逐步取代市场上的 2G 模块，销售价格一定会向 2G 模块靠 拢。射频前端的价格竞争和成本考量无法避免。
2.2、 5G 通信带来射频芯片海量需求，成长空间广阔
2.2.1、 5G 直接带来手机射频前端芯片用量的大幅提升
先看手机市场，5G 被引入智能手机，大量频段被集成到一部手机，直接带来 射频芯片用量的急剧增加。例如 2G 时代，手机频段数是 4 个，单机总价值是 0.8 美元；3G 时代，手机频段数上升到 6 个，单机总价值 3.25 美元；然而到了 4G 时 代，千元机频段数就达到了 8-20 个，旗舰机频段数在 17-30 个，需要 20-40 个滤波 器，10 个开关，单机总价值 16-20 美元；而到了 5G 手机，频段数将达到 50 个， 需要 80 个滤波器和 15 个开关，单机总价值达 25-40 美元。
据 Yole 预测，2018 年射频前端市场规模为 150 亿美元，到 2025 年达到 258 亿美元，2018~2025 年的复合年增长率为 8%。期间，集成模组的复合年增长率将 达到 8%，而分立器件的复合年增长率将达到 9%。在分立器件中，天线调谐器增长 幅度最大（复合年增长率为 13%），这是因为更高的频段和 4 x 4 MIMO 对天线和/ 或天线调谐器数量的需求越来越多。
智能手机中的 4G LTE 为前端模组以及滤波器组和分集接收模块使用了多芯 片 SiP。SiP 提供了所需要的小尺寸、更短的信号路径和更低的损耗。射频前端模 组 SiP 包含多种形式： PAMiD（带集成双工器的功率放大器模块）、PAM（功率放 大器模块）、Rx DM（接收分集模块）、ASM（开关复用器、天线开关模块）、天线 耦合器（多路复用器）、LMM（低噪声放大器-多路复用器模块）、MMMB PA（多 模多频带功率放大器）和毫米波前端模组。
2018 年，射频前端模组 SiP 市场总规模为 33 亿美元，Yole 预计 2018~2023 年 期间的复合年均增长率将达到 11.3%，市场规模到 2023 年将增长至 53 亿美元，其 中 PAMiD SiP 组装预计将占 RF SiP 市场总营收的 39%。2018 年，晶圆级封装大约 占 RF SiP 组装市场总量的 9%。
IDM 厂商更加关注 5G sub-6Ghz 的射频前端解决方案，这些也需要封装创新， 封装方面的创新就需要投资新的设备和工艺。Yole 预计，考虑对组装技术的高投入 负担，行业厂商会将业务更多地外包给 OSAT 厂商。
全球多个国家已推出 5G 商用服务，由于在 5G 时代单部手机中 PA 的数量和单 价都比 4G 时代有大幅的提升，手机端高频段 PA 基本采用 GaAs 材料，5G 更多的 高频段将推动 GaAs PA 市场规模快速增长。据集邦咨询预测，随着 5G 智能手机渗 透率逐渐提升，将带动中国手机GaAs PA市场从2019年的18.76亿美元增长到2023 年的 57.27 亿美元，年复合增长率达到 19.17%。
5G 带来的射频前端器件需求激增是确定性的，主要由两个方面推动：
首先，5G 时代，手机覆盖更多的高频频段推动单机射频芯片用量的 显著提升，单机含量上的倍增直接带来大规模需求增长空间。
其次，5G 高速网络等级需要新的硬件设备才能获得良好体验，每一 代的通讯网络升级都会带来手机等移动设备的换机潮，因此终端设备的消 费提升也将驱动需求的稳步提升。
IDC 统计数据显示 2019 年全球智能手机出货量为 13.71 亿部，考虑 2020 年受 疫情影响，全球智能手机将同比下降，2021 年有望消费大规模恢复实现正增长，随着各大厂商陆续推出中低端 5G 智能手机，预计 5G 智能手机的市场份额将快速 提升。随着射频前端单机价值量的提升，全球手机市场射频前端市场规模稳步增长。
2.2.2、 5G 网络大规模建设，基站射频芯片需求大幅增长
5G 将实施小基站与超密组网技术。小基站是一种小型化、低功率的基站设备， 质量 2-10kg，功率 50mW-5W 之间，覆盖范围 10-200 米，具有可控性好、智能化 和组网灵活化等特点。在考虑 5G 成熟的全覆盖时，会用低频段做覆盖层，中频段 做容量层，高频段做高容量层。
4G 宏基站主要采用 4T4R 方案，有三个扇区，对应的射频 PA 需求量为 12 个； 5G 基站以 64T64R 大规模天线阵列为主，对应的 PA 需求量高达 192 个，5G 基站 PA 的数量预计将增加 16 倍。64T64R 3D MIMO 具有覆盖广、容量大、抗干扰能力 强等优点，适合对高话务场景进行覆盖；同时，它具备垂直维度自由度，还可满足 未来 50m~300m 低空数字化覆盖。
前面我们提到 4G 基站主要采用 LDMOS 技术，但 LDMOS 技术仅适用于低 频段，在高频应用领域存在局限性。5G 基站 GaN 射频 PA 将成为主流技术，逐渐 取代部分 LDMOS 的市场。集邦咨询数据显示，2019 年为中国 5G 建设元年，基站 端 GaN 功率放大器同比增长达 71.4%；2020 年为 5G 建设爆发年，基站端 GaN 功 率放大器市场规模达 32.7 亿元，同比增长 340.8%；预计到 2023 年基站端 GaN 功 率放大器市场规模达 121.7 亿元，随着建设周期后期设备逐步安装完毕，2021-2023 年同比增速逐渐下降。
5G 基站大规模建设和 5G 通讯应用越来越广泛，将推动氮化镓组件市场的发 展。Yole 预计到 2024 年，射频氮化镓的市场规模将大幅扩张至 20.2 亿美元， 2018~2024 的年复合平均成长率 CAGR 为 21%。
5G 宏基站信号处理量巨大，解决芯片发热问题就需要导热率更高的材料， GaN-on-SiC 目前在技术上已经变得更加成熟。GaN-on-SiC 目前已经主导了射频 GaN 市场，已渗透到 4G LTE 无线基础设施市场，也正在逐步部署在 5G sub-6Ghz 的 RRH 架构中。Si 基 GaN 难以解决高温和晶格适配的问题，基站端尚不能大规模 应用。因此，5G 基站的大量建设也会推动 SiC 市场规模的快速提升。
根据锐观网报道，预计 2020 年 5G 宏基站建设数量 70 万个，由于 5G 基站有 三个扇面，是 64 路收 64 路发，对应 PA 数量达到 192 个，因此对比 4G 基站 PA 单 机价值量显著升高，测算下来预计到 2025 年的 5G 建设周期内宏基站 PA 市场总需 求约为 256 亿元。
3G 到 4G 滤波器形态变化不大，主流产品是金属腔体滤波器。5G 时代MassiveMIMO 技术和有源天线的应用驱使滤波器小型化和轻量化，滤波器行业面 临技术升级，陶瓷介质谐振滤波器将成为主流。
5G 基站中使用的滤波器有两种方案，分别是小型化金属滤波器和陶瓷介质滤 波器。前者是 4G 向 5G 的过渡方案，后者是未来基站滤波器的主流方案。金属腔 体滤波器的上游是金属腔体元器件的生产商。陶瓷介质滤波器的上游企业是微波陶 瓷粉体、介质谐振器生产商。滤波器的下游主要是通信设备商。滤波器的需求紧紧 跟随通信基站的数量，据工信部每年度统计公报的数据，2009 年我国的移动通信 基站为 111.9 万个，到 2019 年底，数字已达到 841 万个，10 年时间增长了 6.5 倍。 随着 5G 网络建设周期的启动，5G 基站将大规模建设，据新浪财经报道，中国移 动预计 2020 年建成 30 万 5G 基站，中国联通和中国电信共建共享 25 万 5G 基站， 加上中国广电 5G 的推进，2020 年底 5G 基站总数大概率会超过 60 万个。
根据锐观网报道，预计 2020 年 5G 宏基站建设数量 70 万个，由于 5G 基站有 三个扇面，是 64 路收 64 路发，由于通道数的成倍增长，5G 滤波器相较 4G 的数 量有大幅的增加，测算下来预计到 2025 年的 5G 建设周期内宏基站滤波器市场总 需求约为 256 亿元。
2.2.3、 5G 商用带来的万物互联将极大提升射频市场空间
物联网（the Internet of Things，IoT）被称为继计算机、互联网之后的世界信息 产业的第三次浪潮。5G 商用普及将带来海量的设备连接，以 NB-IoT 为代表的网络 技术将实现海量连接、深度覆盖、低功耗、低成本的优势。大量的设备互联将带动 该领域射频芯片产生大量的需求。根据前瞻产业研究院的数据，预计 2022 年全球 蜂窝通信物联网连接数将达到 233 亿个，无线蜂窝模组将会大量应用，无线蜂窝通 信模组是在电路板上集成基带芯片、存储器、功放器件，并提供标准的接口功能模 块，并能使各种终端都可以借助无线模块实现通信功能。
3.1、 全球发展格局：海外厂商技术和市场遥遥领先
从全球射频前端的产业链来看，主要参与者以海外厂商为主。纵观整个射频前 端产业， 不管是分立式的射频组件还是射频前端集成化模组，都是少数海外厂商 占据市场。其中美国的 Broadcom、Skyworks、Qorvo 和日本的村田、TDK 公司是 全球射频领域领先厂商，也是下游华为、苹果、三星等主要手机品牌厂商的供应商。
经过 2013 年以来的持续收购合并，目前具有射频前端集成化模组能力的厂商 主要是村田、Broadcom、Skyworks、Qorvo、高通。目前射频巨头 Skyworks、Qorvo、 Broadcom 等均选择从 Sub-6G 逐渐向 5G 过渡的道路，而高通则凭借 5G 基带的领 先优势，选择直接切入 5G 毫米波市场。高通依靠在手机 SoC 和基带方面的领导力， 试水“射频集成”道路，有可能在 5G 时代大幅度压缩 Qorvo、Skyworks 和新博通 等的成长空间。
射频 PA 领域市场主要被 Skyworks、Qorvo、博通（Avago）、村田四家公司垄 断， 2017 年四家厂商共占据了 97%的市场份额，行业集中很高，尤其美系厂商三 家公司占据 93%的份额，在全球有巨大的影响力。但随着美国对华为公司实施技术 管制，华为的 PA 订单将转移至村田等日系厂商，行业的格局在近两年发生了较大 变化，村田的市场份额有显著提升。
滤波器领域根据不同类型产品市场格局有所不同，日系厂商 Murata、TDK 等 厂商占据 SAW 滤波器主要市场，Murata、TDK、太阳诱电三家日系公司合计占据 82%的市场份额。而美国公司 Avago 在 BAW/FBAR 市场占据绝对主导，占据全球 87%的市场份额。
射频开关市场同样主要被海外公司占领，2018 年全球前四大射频开关厂商 Skyworks、Qorvo、Murata 及 Broadcom 市场份额合计占比超过 80%。但作为大 陆本土的设计公司卓胜微凭借自身实力打开市场，市场份额占比达到 10%，成为全 球第五大射频开关龙头企业。
射频前端芯片是移动智能终端和基站端产品的核心组成部分，追求低功耗、高 性能、低成本是其技术升级的主要驱动力，也是芯片设计研发的主要方向。射频前 端芯片与处理器芯片不同，后者依靠不断缩小制程实现技术升级，工艺较为标准化。 而作为模拟电路中应用于高频领域的一个重要分支，射频电路的技术升级主要依靠 新设计、新工艺和新材料的结合，这就是射频前端的核心技术壁垒。研发人员不仅 要懂得器件和电路的设计，还要懂得不同材料的特性和不同工艺参数调节，有大量 的 know-how 在里面。同时射频前端芯片设计行业技术更新速度快，行业中的各参 与者均需要不断进行研发，以保证产品在行业中的竞争力。海外厂商起步早，技术 储备充分，专利布局全面，从而能实现每一步的领先，长期占据世界领先位臵。
射频工艺和材料是很重要的构成，受益于通信网络升级，新一代半导体材料蓬 勃发展，从 3G 走向 4G，GaAs 被广泛应用，从 4G 走向 5G，GaN 又成为热门的应 用材料。目前 GaAs 射频器件市场依旧以 Skyworks、Qorvo 等美国厂商为主，两家 公司 2018 年合计占有 58.3%的市场份额。
从商业模式来看，一旦产品变得标准化或大规模化应用，往往会推动产业链走 向更高效的分工合作模式。4G 时代，随着手机的蓬勃发展，GaAs PA 需求得到前 所未有的释放，GaAs 产业链从传统 IDM 模式逐步演变为 IDM 与代工模式共存的 局面。
产业链上游 GaAs 衬底：主要厂商有住友电工、Freiberger、日立电缆、以 及 ATX 四家企业，占据了 90%以上的国际市场。他们采用国际先进的液 封直拉法（LEC）和垂直梯度凝固法（VGF），衬底直径最大可达 6 英寸。
GaAs 外延片：厂商主要分布在台湾和日韩地区，主要有 IQE、全新光电 （VPEC）、住友化学（包括住友化学先进技术和 SCIOCS）、英特磊 （IntelliEPI）等厂商。
GaAs 器件设计：海外主要厂商有 Skyworks、Qorvo、Broadcom、村田等 公司，合计全球市场份额超过 90%。
GaAs 器件制造：主要厂商有台湾稳懋、环宇通讯（GCS）、宏捷科技 （AWSC）、Qorvo 等，四家合计占有全球超过 90%的市场份额。
GaAs 器件封装测试：主要有厂商有 ASE、Amkor、AT&S、Tong-Hsing、 JCET、HuaTian、Kyocera 等。
IDM 厂商：行业传统的领先厂商 Skyworks、Qorvo、村田等主要采取 IDM 的全产业链模式。
随着 5G 宏基站需要用到 GaN PA，GaN 厂商迎来良好发展周期。
GaN 衬底：主流产品以 2～4 英寸为主，6 英寸也已经实现商用。GaN 衬 底主要由日本公司主导，日本住友电工的市场份额达到 90％以上，其他 厂商还有 Siltronic、Shin-Etsu、Sumco、台湾合晶等。
GaN 外延片：主要厂商有比利时 EpiGaN、英国 IQE、日本 NTT－AT、住 友化学、德国 Siltronic 和 Allos 公司等。
GaN器件设计：Fabless方面主要厂商有美国的EPC、MACOM、Transphom、 Navitas，德国的 Dialog 等。
GaN 代工：主要厂商有稳懋半导体、环宇通讯半导体（GCS）、日本富士通、Cree、台湾嘉晶电子、台积电、欧洲联合微波半导体公司（UMS）等。
IDM 厂商：住友电工和 Cree 是行业的龙头企业，市场占有率均超过 30％， 其他还有 Qorvo 和 MACOM。
从全球 GaN 的专利来看，主要以欧美和日本厂商为主，这些厂商也占据行业 主要位臵。据 Yole 统计，2019 年全球 3750 多项专利一共可分为 1700 多个专利家 族。这些专利涉及RF GaN外延、RF半导体器件、集成电路和封装等。Cree（Wolfspeed） 拥有最强的专利实力，在 RF 应用的 GaN HEMT 专利竞争中，尤其在 SiC 基 GaN 技术方面处于领先地位，远远领先于其主要专利竞争对手住友电工和富士通。英特 尔和 MACOM 也是很活跃的 RF GaN 专利申请者，不过主要聚焦在硅基 GaN 技术 领域。GaN RF HEMT 相关专利领域的新进入者也有中国厂商，例如 HiWafer（海 威华芯），三安集成、华进创维等。
3.2、 市场倍增和国产化给本土射频前端公司带来大量机遇
射频芯片的技术核心是既要懂设计又要懂工艺和材料，从而行业壁垒很高。国 内企业起步晚，人才缺乏，在这个射频领域处于落后位臵是正常行业规律。但随着 国家大力支持半导体产业发展和贸易摩擦带来大量芯片本土化需求，射频产业链本 土公司迎来良好发展机遇和成长空间。
1. 全球主要手机品牌厂商大部分是国内公司，同时华为、中兴等公司也是全 球主要的通讯基站设备供应商，本土存在庞大的市场需求。本土公司具有 较好的本土供应优势和响应速度，国内广阔的市场完全足以支撑本土射频 前端企业快速发展起来。
2. 中美贸易摩擦叠加美国对华为等科技公司的技术管制，建立本土供应链迫 在眉睫，国内公司迎来良好发展机遇，据芯智讯报道，华为等公司正在抓 紧建设本土供应链，国内公司产品验证和供应渠道明显放开。过去国内之 所以难以发展在于上下游行业集中度非常高，本土公司难以获得产品验证 和导入的机会。现在下游厂商扶植本土企业，国内射频前端公司将会迎来 良好发展机遇。
3.3、 本土射频前端各环节不断涌现优秀公司
国内企业起步晚，人才缺乏，但随着国家大力支持行业发展和贸易摩擦带来大 量芯片本土化需求，射频产业链国内公司正在快速成长起来。
射频 PA：国内主要有安普隆、华为海思、唯捷创芯、紫光展锐、昂瑞微 （汉天下）、国民飞骧、中普微、慧智微、苏州宜确等公司；其中安普隆 是前 NXP 的射频部门，是全球主要的 LDMOS PA 生产商，2015 年全球 排名第二。海思目前 4G PA 产品可以实现大部分自给。唯捷创芯 3G/4G PA 也已经大量应用于国内品牌厂商。
射频开关/LNA：国内主要有卓胜微、韦尔股份、迦美信芯、立积电子、 华为海思、艾为电子等公司。卓胜微射频开关/LNA 出货量已经国内遥遥 领先，进入全球前五。
滤波器：国内主要有无锡好达、德清华莹、天津诺思、云塔科技等。基站 端滤波器国内厂商主要东山精密、春兴精工、大富科技、武汉凡谷，但这 些公司大部分以金属腔体滤波器为主。
基站滤波器领域，国内厂商已经在金属腔体滤波器领域非常成熟，陶瓷介质滤 波器还需要技术积累。
4G 时代：在 3G/4G 时代，金属同轴腔体凭借着较低的成本，较成熟的工艺成 为了市场的主流选择。对于低频波段，损耗较小，可大批量低成本使用。
5G 时代：5g 高频，电磁波主要在金属空腔中发生振荡，信号损失大，陶瓷滤 波器具有损耗小，高抑制、温度漂移特性好的特点，有望逐步替代金属滤波器。
目前除了华为在陶瓷介质滤波器应用上较为激进外，其他大部分主设备商，如 中兴通讯、爱立信、诺基亚等选择兼顾两条路线，在 5G 商用前期先采用小型化金 属滤波器。国内基站滤波器供应商主要有以下这些。
消费电子和基站设备产业链主要位于大陆地区，加之国产化的需求，国内公司 在射频相关的化合物半导体（GaAs）和宽禁带半导体（GaN）也在积极布局。
GaAs 衬底：国内就中科晶电、中科镓英等少数公司能够生产，而且晶圆 尺寸普遍在 2 英寸到 4 英寸之间。部分企业仍采取较为落后的水平布里其 曼法（HB），晶体质量较差。GaN 衬底方面有苏州纳维，东莞中镓等少数 厂商。
GaAs 外延和代工：国内主要有三安光电、海特高新、海威华芯等厂商。
GaN 外延：主要有晶湛半导体、苏州能讯、英诺赛科、聚力成等公司。
GaN 代工：主要有三安光电、海特高新、海威华芯等少数厂商。
GaAs/GaN 器件设计：类似前面提到的 PA 设计公司，主要为唯捷创芯、 昂瑞微、华为海思等设计公司。 IDM 厂商：国内起步晚，市场主要被海外厂商把控，因此国内 IDM 厂商 较少，国内 IDM 厂商主要以中电 55 所等研究单位为主，另外苏州能讯和 英诺赛科等新兴公司在资本的助力下正在向 IDM 厂商发展。
碳化硅企业：
全球 SiC 产业格局美国、欧洲、日本三强鼎立。其中又以美国独大，占全球 SiC 产值约 70%-80%。主要企业有 Cree、Transphorm、II-VI、Dow Corning 等。
欧洲方面则是拥有完整的 SiC 产业链，包含衬底、外延、器件及应用产业链。 主要企业则有：Siltronic、ST、IQE、Infineon 等。
日本则是 SiC 设备和模组开发方面的领导者。主要企业则有：松下、罗姆半导 体、住友电气、三菱化工、瑞萨、富士电机等。
中国大陆虽有涉足，但发展仍在初期，规模远不如上述三个国家和地区的规模 和实力。中国大陆厂目前在衬底、外延和器件方面均有布局。主要企业有：中电科、 天科合达、泰科天润、山东天岳、东莞天域、深圳基本半导体、上海瞻芯电子、三 安集成等。其中华为公司旗下哈勃战略投资了山东天岳，以期实现 SiC 衬底的自主 化。
4、 国内产业投资逻辑与上市公司大陆射频前端产业目前在设计环节公司最多，也是资金门槛最低，相对容易 打开市场的环节，制造端有少数厂商在努力突破，上游晶圆端也有公司在持续攻关。 上市公司作为产业链中的优秀代表担任重要的角色。射频前端是具有较高技术壁垒 的赛道，也能赋予产品较高的附加值和毛利率，只有率先突破抢得先机的厂商才能 获得丰厚的利润回报。从产业链逻辑来看，我们认为以下几个方向值得投资人重点 关注：
移动终端如手机等设备相关的射频前端芯片目前处于海外厂商垄断的局 面，国内企业一旦突破获得良好的发展空间，并且产品利润率水平高，打 开市场将获得良好的业绩；上市公司卓胜微射频开关和 LNA 已实现大批 量供应商全球品牌厂商，细分领域打进全球前五，公司在细分赛道已具备 明显优势。另外上市公司麦捷科技滤波器、射频电感等产品也已供应到品 牌厂商。相关受益标的：卓胜微和麦捷科技。
5G 射频前端芯片的制造同样是高度依赖海外的环节，并且 5G 时代制造 端材料和工艺有明显的变化，化合物半导体和宽禁带半导体材料将成为射 频芯片的主流，在该领域实现突破的企业将获得庞大的国内射频芯片制造 订单，占据先发优势。上市公司三安光电在 GaAs 和 GaN 代工技术积累 多年，已进入量产阶段，已进入国内领先品牌厂商的供应链，有望成为国 内射频芯片制造龙头，相关受益标的：三安光电。
5G 将推动基站端滤波器从金属腔体滤波器过渡到陶瓷介质滤波器，目前 该领域主要由海外厂商把控，国内企业主要还是在金属腔体滤波器领域过 度竞争，产品毛利率低下，在陶瓷滤波器领域尚没有形成竞争力，因此该 方向我们暂不推荐公司。
5G 将带来射频前端芯片的集成化模块化，SIP 封装将成为主流，相应产 业公司迎来利好，大陆封装企业已走向全球第一梯队，相关受益标的：SIP 封装龙头公司长电科技。
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（报告观点属于原作者，仅供参考。报告来源：新时代证券）
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