半導(dǎo)體行業(yè)報告：射頻前端從產(chǎn)業(yè)變革到價值增長

1、 HYPERLINK / 請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申投資要點核心觀點科技進步永不停止，基于滿足人類交互溝通需求的通信技術(shù)迭代在迎來 5G 之際，基礎(chǔ)通信設(shè)施的建設(shè)無疑是未來幾年拉動相關(guān)半導(dǎo)體行業(yè)成長的動能之一。射頻前端是無線連接 的核心，隨著 5G 支持的頻段數(shù)量的增多，單個移動終端射頻前端的數(shù)量和價值量也會迎來顯著增長，未來射頻前端市場增長空間廣闊。本文試圖闡述射頻前端半導(dǎo)體相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的投資機遇，從邏輯和數(shù)據(jù)上闡述清楚以下幾個 重要問題：射頻前端半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)將迎來新的變化，推動產(chǎn)業(yè)鏈公司迎新機遇。目前射頻前端 半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)由 IDM 模式主導(dǎo)。射頻前端主要產(chǎn)品的市場均被幾大國際巨

2、頭壟斷。隨著 5G 到來，以高通為代表的 Fabless 廠商試圖憑借基帶技術(shù)切入射頻前端領(lǐng)域；同時以華為為代表的設(shè)備商對于上游供應(yīng)鏈的把控和“國產(chǎn)替代”需求也將重塑產(chǎn)業(yè)鏈格局， 國內(nèi)設(shè)計廠商有望迎來替代機遇，我們看好未來射頻前端的國產(chǎn)替代邏輯。制造技術(shù)是射頻前端半導(dǎo)體的關(guān)鍵，涉及到的工藝和材料都不同于以往硅基半導(dǎo)體的制 造。射頻電路的技術(shù)升級主要依靠新設(shè)計、新工藝和新材料的結(jié)合。從手機端的 GaAs 二代化合物制造技術(shù)到基站端 GaN 三代化合物技術(shù)的演進，是我們關(guān)注的產(chǎn)業(yè)方向重點； 同時，在封裝端的高度整合以SiP 形式展現(xiàn)，值得重點關(guān)注微縮化訴求下的產(chǎn)業(yè)機遇。我們詳細拆解手機端和基站端射

3、頻前端器件的價值量增長。根據(jù)我們的測算，我們得出2019 年智能手機射頻前端市場將達到 184.7 億美元，2020 年將達到 242.6 億美元，相比2018 年 CAGR 達 18.79 。2021 年全球 5G 宏基站 PA 和濾波器市場將達到 243.1 億元人民幣，相比 2019 年 CAGR 為 162.31 ，2021 年全球 4G 和 5G 小基站射頻器件市場將達到 21.54 億元人民幣，相比 2019 年 CAGR 為 140.61 。我們推薦重點關(guān)注國內(nèi)射頻前端芯片的龍頭企業(yè)卓勝微和積極布局化合物射頻前端芯片三安光電以及擁有SiP 等先進封裝技術(shù)龍頭公司長電科技和環(huán)旭電子

4、。此外，我們建議關(guān)注海外的射頻半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)先的廠商：CREE、高通、Sumitomo、NXP、Macom，國內(nèi)的公司我們建議關(guān)注在射頻器件研發(fā)和生產(chǎn)方面具有潛力的 13 所、55 所、能訊半導(dǎo)體、遠創(chuàng)達、Ampleon 等。內(nèi)容目錄射頻半導(dǎo)體行業(yè)現(xiàn)狀6射頻前端芯片市場競爭格局有望改變6射頻前端：無線連接的核心6濾波器：射頻器件最大的細分市場8射頻 PA：國外巨頭占據(jù)主導(dǎo)地位12射頻開關(guān)和 LNA：未來市場空間廣闊13射頻前端市場：國外大廠壟斷，國內(nèi)廠商突圍14射頻前端產(chǎn)業(yè)鏈日趨成熟15IDM 模式仍為行業(yè)主流15“基帶供應(yīng)商切入射頻前端市場+整機商把控供應(yīng)鏈國產(chǎn)替代”， Fabless 迎來發(fā)

5、展機遇175G 賦能射頻前端產(chǎn)業(yè)18氮化鎵：未來 5G 射頻前端新秀18氮化鎵：性能優(yōu)異的第三代半導(dǎo)體材料19硅基氮化鎵（GaN-on-Si）：最有前景的襯底技術(shù) 21氮化鎵：未來市場空間廣闊23SiP+Antenna 封裝：未來 5G 新趨勢25SiP 是超越摩爾定律的必然選擇路徑25SiP為智能手機量身定制，已獲廣泛應(yīng)用27SiP+Antenna：5G 應(yīng)用廣泛315G 時代下射頻前端市場空間廣闊34手機射頻前端市場潛力巨大34基站射頻前端增長空間巨大35射頻前端市場空間測算36行業(yè)公司推薦38卓勝微：國內(nèi)射頻前端芯片龍頭企業(yè)38長電科技：技術(shù)領(lǐng)先的國際封測龍頭40環(huán)旭電子：立足SiP 重

6、回增長通道41三安光電：積極布局化合物射頻前端42其他建議關(guān)注的國內(nèi)外公司43風(fēng)險提示43圖表目錄圖 1：智能手機通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖6圖 2：2012 年以來全球移動終端出貨量（百萬臺，含預(yù)測）7圖 3：2010 年以來全球射頻前端市場規(guī)模（億美元，含預(yù)測）7圖 4：2018 年全球RF FEM 市場情況7圖 5：2023 年全球RF FEM 市場情況7 HYPERLINK / 請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申 HYPERLINK / 請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申圖 6：2018 年全球RF FEM 市場情況8圖 7：2023 年全球RF FEM 市場情況8圖 8：2017 年主要

7、射頻器件市場占比8圖 9：SAW 濾波器結(jié)構(gòu)圖9圖 10：BAW 濾波器結(jié)構(gòu)圖9圖 11：不同頻率下SAW 和BAW 濾波器的應(yīng)用范圍10圖 12：濾波器在射頻前端模塊中的占比10圖 13：全球濾波器市場規(guī)模預(yù)測（億美元）10圖 14：SAW 濾波器全球市場份額情況11圖 15：BAW 濾波器全球市場份額情況11圖 16：全球射頻PA 市場份額情況12圖 17：2010 年以來全球射頻開關(guān)市場規(guī)模（億美元，含預(yù)測）13圖 18：2010 年以來全球射頻低噪聲放大器市場規(guī)模（億美元，含預(yù)測）13圖 19：全球射頻前端市場份額情況14圖 20：行業(yè)模式示意圖15圖 21：集成了 PA，開關(guān)，多路器

8、在同一模組上的 Skyworks 的SkyOne 射頻前端模組16圖 22：高通 5G 毫米波天線模組QTM05218圖 23：氮化鎵（Ga N）器件同時具有高功率和高頻率的特點19圖 24：氮化鎵（Ga N）已經(jīng)廣泛應(yīng)用于射頻器件（RF）、LED 和功率器件等 20圖 25：氮化鎵（Ga N）器件應(yīng)用廣泛20圖 26：預(yù)計 2018 年開始GaN 的出貨量將超過 LDMOS21圖 27：不同襯底的Ga N 未來發(fā)展趨勢22圖 28：Ga N-on-SiC 和GaN- on-Si 的不同應(yīng)用領(lǐng)域22圖 29：2015 年氮化鎵射頻器件市場情況23圖 30：2022 年氮化鎵射頻器件市場情況23

9、圖 31：2012 年射頻功放器件市場情況23圖 32：2018 年射頻功放器件市場情況23圖 33：30 年來通信技術(shù)的演進時間軸24圖 34：2018-2025 年 5G 智能手機出貨量（單位：百萬臺）24圖 35：2017-2024 年全球及中國GaN 基站市場規(guī)模25圖 36：SiP 示意圖25圖 37：遵從摩爾定律的英特爾處理器26圖 38：過去主流的系統(tǒng)26圖 39：現(xiàn)在的系統(tǒng)27圖 40：SiP 各應(yīng)用領(lǐng)域產(chǎn)值占比27圖 41：iPhone 6s 中的觸控芯片SiP28圖 42：目前智能手機中關(guān)鍵組件使用SiP 封裝概況28圖 43：PAMiD 在iPhone XS 中的應(yīng)用29

10、圖 44：射頻元件的集成化趨勢30圖 45：Broadcom 8092 模塊采用PAMiD 封裝技術(shù)30圖 46：封裝天線實物圖31 HYPERLINK / 請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申圖 47：AOC 與AIP 集成形式31圖 48：毫米波頻段引關(guān)注32圖 49：天線模組的微縮化趨勢32圖 50：封裝天線（AIP），5G 天線封裝主流形式 33圖 51：2G-5G 時代RF FEM 封裝技術(shù)趨勢33圖 52：不同網(wǎng)絡(luò)制式下單部手機射頻器件成本（美元）和相關(guān)器件數(shù)量34圖 53：2017-2023 年手機射頻器件市場規(guī)模概況34圖 54：2017-2022 年手機射頻前端市場規(guī)模（十億

11、美元）35圖 55：2017-2022 年基站射頻前端市場概況36圖 56：2015-2018 年卓勝微分產(chǎn)品營業(yè)收入（萬元）38圖 57：2018 年公司各產(chǎn)品營收占比39圖 58：2018 年各大客戶營收占比39圖 59：來自三星電子及其關(guān)聯(lián)公司的收入占比39圖 60：公司核心技術(shù)產(chǎn)品收入占總營收比例39圖 61 ：2013 年全球封測行業(yè)市場占比40圖 62 ：2018 年全球封測行業(yè)市場占比40圖 63：2018 年公司各產(chǎn)品占主營業(yè)務(wù)收入比例41圖 64：2015-2018 年三安集成營業(yè)收入及同比增長率42表 1：部分射頻器件簡介6表 2：國內(nèi)布局SAW 濾波器的企業(yè)情況12表 3

12、：國內(nèi)主要PA 廠商概況12表 4：射頻前端芯片國際大廠概況14表 5：Fabless 模式下產(chǎn)業(yè)鏈分工17表 6：三代半導(dǎo)體材料主要參數(shù)的對比19表 7：Ga N 在不同層面的優(yōu)點21表 8：3G/4G/5G 智能手機中射頻器件成本拆分（單位：美元）36表 9：2018-2020 智能手機射頻前端總市場規(guī)模測算37表 10：全球 5G 宏基站PA 和濾波器市場總規(guī)模（億元）測算37表 11：全球 4G/5G 小基站PA 市場規(guī)模（億元）測算38表 12：卓勝微募投項目概況（單位：萬元）40表 13：其他國內(nèi)外建議關(guān)注公司簡介43 HYPERLINK / 請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申射

13、頻半導(dǎo)體行業(yè)現(xiàn)狀射頻前端芯片市場競爭格局有望改變射頻前端：無線連接的核心終端設(shè)備的無線通信模塊主要分為天線、射頻前端模塊（RF FEM）、射頻收發(fā)模塊、以及基帶信號處理器四部分。其中射頻前端是無線連接的核心，是在天線和射頻收發(fā)模塊間實 現(xiàn)信號發(fā)送和接收的基礎(chǔ)零件。射頻前端芯片主要是實現(xiàn)信號在不同頻率下的收發(fā)，包括射頻功率放大器（PA）、射頻低噪聲放大器（LNA）、射頻開關(guān)、濾波器、雙工器等。目前射頻前端芯片主要應(yīng)用于手機和通訊模塊市場、WiFi 路由器市場和通訊基站市場等。表 1： 部分射頻器件簡介射頻器件名稱功能簡介射頻開關(guān)實現(xiàn)射頻信號接收與發(fā)射的切換、不同頻段間的切換射頻低噪聲放大器（LN

14、A）實現(xiàn)接收通道的射頻信號放大射頻功率放大器（PA）實現(xiàn)發(fā)射通道的射頻信號放大雙工器將發(fā)射和接收信號的隔離， 保證接收和發(fā)射在共用同一天線的情況下能正常工作射頻濾波器保留特定頻段內(nèi)的信號， 而將特定頻段外的信號濾除資料來源：中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)、 圖 1： 智能手機通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖資料來源：中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)、 射頻前端芯片市場規(guī)模主要受移動終端需求的驅(qū)動。近年來，隨著移動終端功能的逐漸完 善，手機、平板電腦等移動終端的出貨量持續(xù)上升，而射頻前端的市場規(guī)模也隨之上升。 根據(jù) Gartner 統(tǒng)計，包含手機、平板電腦、超極本等在內(nèi)的移動終端的出貨量從 2012 年的 22 億臺增長至 2017 年的 2

15、3 億臺，預(yù)計未來保持穩(wěn)定。圖 2： 2012 年以來全球移動終端出貨量（百萬臺，含預(yù)測）24502400235023002250220024192362236323342332232622162401215021002012201320142015201620172018E2019E資料來源：Gartner、 終端消費者對移動智能終端需求大幅上升的原因，主要是移動智能終端已經(jīng)成為集豐富功 能于一體的便攜設(shè)備，通過操作系統(tǒng)以及各種應(yīng)用軟件滿足終端用戶網(wǎng)絡(luò)視頻通信、微博 社交、新聞資訊、生活服務(wù)、線上游戲、線上視頻、線上購物等絕大多數(shù)需求。隨著 5G 商業(yè)化的逐步臨近，5G 標準下現(xiàn)有的移動通信

16、、物聯(lián)網(wǎng)通信標準將進行統(tǒng)一， 因此未來在統(tǒng)一標準下射頻前端芯片產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域會被進一步放大。同時，5G 下單個智能手機的射頻前端芯片價值亦將繼續(xù)上升，預(yù)計未來射頻前端市場也會繼續(xù)保持增長。根據(jù)QYR Electronics Research Center 的統(tǒng)計，從 2010 年至 2018 年全球射頻前端市場規(guī)模以每年約 13的速度增長，2018 年達 149.10 億美元，未來將以 13以上的增長率持續(xù)高速增長，2020 年接近 190 億美元。目前正是 4G 網(wǎng)絡(luò)向 5G 網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型升級的階段，未來全球射頻前端市場規(guī)模將迎來大規(guī)模擴張。預(yù)計 2023 年全球射頻前端市場規(guī)模將增長至 313

17、.10 億美元。圖 3： 2010 年以來全球射頻前端市場規(guī)模（億美元，含預(yù)測）20013.66%14.36%16.0015010050012.23%11.58%11.24%56.466370.08 78.65 89.3913.27%13.46%13.49%101.25114.88130.3812.69%12.88%189.66149.1 168.0214.0012.0010.008.006.004.002.000.00 HYPERLINK / 請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019E 2020E全

18、球射頻前端市場規(guī)模（億美元）YOY資料來源：QYR Electronics Research Center、 根據(jù)YOLE 的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2018 年全球RF FEM（射頻前端模塊）消費量為 96 億個，預(yù)計未來隨著 5G 的不斷發(fā)展，2023 年全球RF FEM 消費量將增長至 135 億個。圖 4： 2018 年全球RF FEM 市場情況圖 5： 2023 年全球RF FEM 市場情況 3%2%0% 0%7%10%25%4%5%2% 0% 21%5% 11%13%15%25%15%18%19%PAMASM(switchplexer)MMMB PARx DMPAMiDWiFi FEMLMMan

19、tennaplexers(multiplexer)mmW FEMWiGig FEMPAMiDRx DMASM(switchplexer)PAMWiFi FEMantennaplexers(multiplexer)LMMMMMB PAmmW FEMWiGig FEM HYPERLINK / 請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申資料來源：YOLE、 資料來源：YOLE、 圖6： 2018 年全球RF FEM 市場情況圖 7： 2023 年全球RF FEM 市場情況4% 2%1%0% 0% 0%3% 2%2%0%6%25%6%3%9%18%19%22%18%21%11%13%15%GSM/GPRS/

20、EDGELTE-AUMTS/HSPALTE-A5G sub 6GSM/GPRS/EDGELTELTE-A Pro802. 11 bgnLTE-A ProLTEUMTS/HSPA802. 11 ac/DBMIMO802. 11 ac/DB5G sub 65G mmW802. 11 bgn802. 11 ac/DB5G mmW802. 11 ax/DB-MIMO802. 11 ad/TB802. 11 ax/DB-MIMO802. 11 ad/TB802. 11 ac/DBMIMO資料來源：YOLE、 資料來源：YOLE、 射頻器件主要包括射頻開關(guān)和 LNA，射頻 PA，濾波器，射頻天線調(diào)諧器和毫

21、米波 FEM 等。根據(jù)YOLE 的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2017 年全球射頻器件市場中，濾波器市場占比約 53.3，射頻PA 市場占比約為 33.3，而射頻開關(guān)約為 6.7 ，射頻天線調(diào)諧器約為 3.1 ，LNA 約為 1.6 。圖8： 2017年主要射頻器件市場占比3.09%1.64%6.67%33.33%53.33%資料來源：YOLE、 濾波器：射頻器件最大的細分市場 HYPERLINK / 請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申射頻濾波器包括聲表面濾波器（SAW ，SurfaceAcousticWave）、體聲波濾波器（BAW ，Bulk Acoustic Wave）、MEMS 濾波器、IPD（Int

22、egrated Passive Devices）等。SAW 和BAW 濾波器是目前手機應(yīng)用的主流濾波器。SAW 濾波器的基本結(jié)構(gòu)由壓電材料襯底和 2 個 IDT（Interdigital Transducer）組成。IDT 是叉指換能器交叉排列的金屬電極。下圖中左邊的 IDT 把電信號轉(zhuǎn)成聲波，右邊 IDT 把聲波轉(zhuǎn)成電信號。SAW 濾波器頻率上限為 2.53GHz。頻率高于 1.5GHz 時，其選擇性降低。在約 2.5G Hz 處，其僅限于對性能要求不高的應(yīng)用，而且 SAW 濾波器易受溫度變化的影響。未來 SAW 濾波器的發(fā)展趨勢是小型片式化、高頻寬帶化、降低插入損耗以及降低成本。圖 9：

23、SAW 濾波器結(jié)構(gòu)圖資料來源：工研院、 BAW 濾波器更適合于高頻，同時對溫度變化不敏感，具有插入損耗小、帶外衰減大等優(yōu)點。BAW 是 3D 腔體結(jié)構(gòu)，能量損失小， Q 值高，濾波效果更好，尤其適用于 2GHz 以上之頻段，對于 5G sub-6G U 有明顯優(yōu)勢。圖 10： BAW 濾波器結(jié)構(gòu)圖資料來源：工研院、 HYPERLINK / 請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申BAW 濾波器制造工藝步驟是 SAW 的 10 倍，但因其在更大晶圓上制造的，每片晶圓產(chǎn)出的 BAW 器件也多了約 4 倍。盡管如此，BAW 的成本仍高于SAW。BAW 濾波器一般工作在 1.56.0GHz，因此在 3G/

24、4G 智能手機內(nèi)所占的份額迅速增長。但并不意味著 SAW 濾波器完全失去市場。二者會分別在中高頻和低頻發(fā)揮各自優(yōu)勢并在一段時間并存。2GHz 以下 SAW 的市場占有率仍比較大， 2GHz 以上 BAW 的市場占有率會比較高。圖 11： 不同頻率下 SAW 和 BAW 濾波器的應(yīng)用范圍資料來源：工研院、 濾波器是射頻前端市場中最大的業(yè)務(wù)板塊。根據(jù) YOLE 的報告顯示，濾波器全球市場規(guī)模將從 2017 年的約 80 億美元增長至 2023 年的 225 億美元，CAGR 達 19，市場空間廣闊。濾波器是射頻器件潛力最大的市場之一，濾波器的市場的驅(qū)動力來自于新型天線對額外濾 波的需求，以及多載波

25、聚合（ CA）對更多的體聲波（BAW ）濾波器的需求。根據(jù)觀研天下的預(yù)測，在 3G 向 5G 演進的過程中，濾波器的單機價值量將成倍增長。3G 設(shè)備的濾波器單機價值為 1.25 美元，4G 設(shè)備為 4 美元，而到了 5G 時代預(yù)計將達到 10 美元以上。圖 12： 濾波器在射頻前端模塊中的占比圖 13： 全球濾波器市場規(guī)模預(yù)測（億美元） 120%100%80%60%40%20%0%10%3%72%34%2%2%20%2%38%52%54%65%201620172023E2502001501005002258052濾波器PALNA開關(guān)射頻天線調(diào)諧器mmW FEM201620172023E HYP

26、ERLINK / 請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申資料來源：SIMIT、 資料來源：YOLE、 隨著手機的頻段不斷增加，所需濾波器的需求量也成正比上升。Skyworks 預(yù)計 2020 年5G 應(yīng)用支持的頻段數(shù)量將翻番，新增 50 個以上通信頻段，全球 2G/3G/4G/5G 網(wǎng)絡(luò)合計支持的頻段將達到 91 個以上。頻段數(shù)上升將帶來射頻濾波器使用數(shù)量增多。理論上每增加一個頻段需增加 2 個濾波器。由于濾波器集成于模組，二者并不是簡單的線性增加的關(guān)系。在 5G 時代為了實現(xiàn)高帶寬，載波聚合技術(shù)的路數(shù)必須上升。載波聚合技術(shù)是指使用多個不相鄰的載波頻段，每個頻段各承載一部分的帶寬，這樣總帶寬就是

27、多個載波帶寬之和。 目前載波聚合技術(shù)在 4G 已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。載波聚合路數(shù)的上升也意味著頻帶數(shù)量的上升，從而催生出對更多濾波器的需求。目前全球 SAW 和 BAW 濾波器市場均被國際巨頭壟斷。在SAW 濾波器市場，前五大廠商（Murata、TDK、TAIYO YUDEN、Skyworks、Qorvo）占據(jù)了 95的全球市場；而在BAW 濾波器市場中，僅Broadcom-Avago 一家就占據(jù)了 87 的全球市場份額，而且全球市場均被國外大廠壟斷。目前國內(nèi)尚無大批量生產(chǎn)和出貨的射頻濾波器的企業(yè)。圖 14： SAW 濾波器全球市場份額情況圖 15： BAW 濾波器全球市場份額情況4% 5%3%

28、2%9%8%47%14%21%87%MurataTDKTAIYO YUDENBroadcom-AvagoQorvoTAIYO YUDENTDKSkyworksQorvo其他資料來源：新材料在線、 資料來源：新材料在線、 SAW 濾波器可滿足約 1.5GHz 以內(nèi)的頻率使用，BAW 濾波器則可應(yīng)用于更高頻率。SAW 濾波器無法滿足高頻段的使用條件，因此 BAW 濾波器成為市場新焦點，是未來 5G 時代發(fā)展的主要方向，但是技術(shù)難度也較大，因此國內(nèi)廠商目前主要布局還是在 SAW 濾波器， BAW 濾波器還處于研發(fā)階段。目前國內(nèi)布局 SAW 濾波器的企業(yè)有麥捷科技、瑞宏科技、信維通信、中電德清華瑩、華

29、遠微電、無錫好達電子等，雖取得一定進展，但在大批量生產(chǎn)和出貨能力方面仍有追趕空 間。但是由于射頻芯片市場的投入相對較小，因此是一個很好的嘗試點和突破口，國產(chǎn)濾 HYPERLINK / 請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申波器有望實現(xiàn)突破。表 2： 國內(nèi)布局 SAW 濾波器的企業(yè)情況企業(yè)名稱主營業(yè)務(wù)布局 SAW 濾波器時間信維通信射頻元器件2017 年麥捷科技片式功率電感、射頻元器件、LCM 顯示屏模組器件等2015 年華遠微電表面波濾波器、聲表面波諧振器、聲表器件模組2012 年好達電子表面波濾波器、雙工器、諧振器等1999 年天通控股濾波器2017 年卓勝微射頻開關(guān)、LNA 等2016 年資

30、料來源：Wind、新材料在線、 射頻 PA：國外巨頭占據(jù)主導(dǎo)地位射頻功率放大器（PA）是射頻系統(tǒng)的關(guān)鍵模塊，它需要把發(fā)射機的低功率信號放大到足夠 大，才能滿足通訊協(xié)議的要求。PA 直接決定了手機無線通信的距離、信號質(zhì)量，甚至待機時間，是射頻系統(tǒng)中的重要部分。隨著無線通訊協(xié)議的發(fā)展，數(shù)據(jù)率越來越高，同時無線調(diào)制方式也越來越復(fù)雜， 手機頻段持續(xù)增加，PA 的數(shù)量也隨之增加。根據(jù) StrategyAnalytics 的數(shù)據(jù)，4G 多模多頻手機所需PA 芯片 57 顆，預(yù)計 5G 時代手機內(nèi)的PA 或多達 16 顆。而根據(jù) YOLE 的報告顯示，2017 年全球射頻 PA 市場為 50 億美元，預(yù)計隨

31、著 5G 的推廣，2023 年射頻 PA 全球市場將達到 70 億美元，CAGR 為 7 。全球 PA 市場絕大部分份額被 Skyworks、Qorvo、Broadcom、Murata 占據(jù)，合計市場份額 為 96 。圖16： 全球射頻PA 市場份額情況3% 4%25%43%25%資料來源：ittbank、 國內(nèi)的射頻PA 廠商也正在興起。國內(nèi)的射頻PA 設(shè)計公司（Fabless）有近 20 家，主要有漢天下、唯捷創(chuàng)芯、紫光展銳等。國內(nèi)晶圓代工廠商主要有三安光電、海特高新等，國產(chǎn) 射頻 PA 有望實現(xiàn)突破。表 3： 國內(nèi)主要 PA 廠商概況PA 廠商名稱基本情況唯捷創(chuàng)芯2010 年由前 RFM

32、D 公司人員成立，以主流的 GaAs 工藝切入 PA 市場，4G PA 出貨量國內(nèi)企業(yè)中最大廣州智慧微電子2012 年由前 Skyworks 技術(shù)人員創(chuàng)立，采用可重構(gòu)的 SOI+GaAs 混合工藝國民飛驤2010 年開始開發(fā)射頻 PA 和射頻開關(guān)漢天下成立于 2012 年，2.4G 系列芯片單月銷量曾達 300 萬顆，3G 芯片單月銷量 800 萬套，2G PA 占有率國內(nèi)中普微產(chǎn)品涵蓋 GSM、W-CDMA、TD-SCDMA、CDMA2000 以及快速演變的 TD-LTE，提供 2G/3G/4G 全面的射頻 PA 解決方案 第一（70 ） 銳迪科已經(jīng)并入紫光展銳，多款 2G/3G 芯片實現(xiàn)銷

33、售資料來源：公司官網(wǎng)、Wind、 射頻開關(guān)和 LNA：未來市場空間廣闊由于移動通訊技術(shù)的變革，智能手機需要接收更多頻段的射頻信號，對于射頻開關(guān)的需求 也隨之提升。根據(jù) Yole Development 的總結(jié)，2011 年及之前智能手機支持的頻段數(shù)不超過 10 個，而隨著 4G 通訊技術(shù)的普及，至 2016 年智能手機支持的頻段數(shù)已經(jīng)接近 40 個；因此，移動智能終端中需要不斷增加射頻開關(guān)的數(shù)量以滿足對不同頻段信號接收、發(fā) 射的需求。根據(jù)QYR Electronics Research Center 的統(tǒng)計，2010 年以來全球射頻開關(guān)市場經(jīng)歷了持續(xù)的快速增長，2018 年全球市場規(guī)模達到 1

34、6.54 億美元，隨著 5G 商業(yè)化的推進，預(yù)計 2020 年市場規(guī)模將達到 22.90 億美元。2018-2023 年間，全球射頻開關(guān)市場規(guī)模的年復(fù)合增長率預(yù)計達 16.55。圖 17： 2010 年以來全球射頻開關(guān)市場規(guī)模（億美元，含預(yù)測）252020.39%25.0020.0013.42%14.20%14.92%14.06%14.96%15.22%15.12%14.31%15.00%151014.47 16.54 19.028.329.49510.91 12.575.596.347.24022.915.0010.005.000.00 HYPERLINK / 請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和

35、免責(zé)申2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019E 2020E全球射頻開關(guān)銷售收入（億美元）YOY資料來源：QYR Electronics Research Center、 隨著移動通訊技術(shù)的變革，移動智能終端對信號接收質(zhì)量提出更高要求，需要對天線接收 的信號放大以進行后續(xù)處理。一般的放大器在放大信號的同時會引入噪聲，而射頻低噪聲 放大器能最大限度地抑制噪聲，因此得到廣泛的應(yīng)用。根據(jù)QYR Electronics Research Center 的統(tǒng)計，2018 年，全球射頻低噪聲放大器（LNA） 市場規(guī)模已達 14.21 億美元。隨著

36、4G 的普及，智能手機中天線和射頻通路的數(shù)量增多， 對射頻低噪聲放大器的數(shù)量需求迅速增加，因此預(yù)計在未來幾年將持續(xù)增長，到 2020 年， 其市場規(guī)模將在 5G 商業(yè)化建設(shè)迎來發(fā)展高峰，在 2023 年達 17.94 億美元。圖 18： 2010 年以來全球射頻低噪聲放大器市場規(guī)模（億美元，含預(yù)測）18168.32%9.45%97%8.72%13.41 14.2116.54 16.5410.0014126.56%108.398.949.3884.642010.16 11.1292%12.09 12.887%5.5.4.5.8.0000%7.00%6.004.002.0077%0.00 HYPE

37、RLINK / 請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019E 2020E全球射頻低噪聲放大器銷售收入（億美元）YOY資料來源：QYR Electronics Research Center、 射頻前端市場：國外大廠壟斷，國內(nèi)廠商突圍現(xiàn)階段，全球射頻前端芯片市場主要被國外大廠占據(jù)。射頻前端芯片的主要歐美日傳統(tǒng)大 廠包括 Broadcom、Skyworks、Qorvo、Murate 等。全球射頻前端市場集中度較高，前四大廠商合計占據(jù)全球 85 的市場。圖 19： 全球射頻前端市場份額情況15%24%20%2

38、1%20%SkyworksQorvoAvagoMurata其他資料來源：YOLE、 從國際競爭力來講，國內(nèi)的射頻設(shè)計水平還處在中低端。例如國內(nèi)的 PA 和射頻開關(guān)相關(guān)廠商，射頻芯片廠商銷售額大約 3 億美金。全球 PA 和開關(guān)射頻產(chǎn)品需求金額大約 60 億美金。可見，國內(nèi)廠商依然在起步階段，市場話語權(quán)有限；濾波器方面，國內(nèi)廠商銷售總額 不到 1 億美金，全球市場需求在 90 億美金。表 4： 射頻前端芯片國際大廠概況公司名稱基本情況2018 年收入（億美元）2018 年射頻前端產(chǎn)品收入（億美元）Broadcom納斯達克上市公司（股票代碼：AVGO），2016 年 Avago 收購Broadco

39、m 后沿用了后者的公司名稱。該公司設(shè)計、研發(fā)和銷售模擬和數(shù)字芯片方案20865Skyworks納斯達克上市公司（股票代碼：SWKS），該公司提供無線集成電路解決方案及放大器、衰減器、前端模塊等產(chǎn)品3939Qorvo納斯達克上市公司（股票代碼：QRVO），該公司為手機、基礎(chǔ)設(shè)施、航天國防領(lǐng)域提供核心技術(shù)及射頻解決方案Murate東京證券交易所、新加坡證券交易所上市，主營先進的電子元器件及多功能高密度模塊的設(shè)計和制造。2014 年8 月收購Peregrine 半導(dǎo)體公司，拓展射頻前端業(yè)務(wù)資料來源：Wind、 302212937 HYPERLINK / 請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申國內(nèi)射頻芯

40、片產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)基本成熟，從設(shè)計到晶圓代工，再到封測，已經(jīng)形成完整的產(chǎn)業(yè) 鏈。而行業(yè)內(nèi)也涌現(xiàn)出了一批射頻前端新興企業(yè)，例如銳迪科、國民飛驤、唯捷創(chuàng)芯、韋 爾股份、卓勝微等。射頻前端產(chǎn)業(yè)鏈日趨成熟射頻前端半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)將迎來新的變化，推動產(chǎn)業(yè)鏈公司迎新機遇。目前射頻前端半 導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)由IDM 模式主導(dǎo)。射頻前端主要產(chǎn)品的市場均被幾大國際巨頭壟斷。隨著 5G 到來，以高通為代表的 Fabless 廠商試圖憑借基帶技術(shù)切入射頻前端領(lǐng)域；同時以華為為代表的設(shè)備商對于上游供應(yīng)鏈的把控和“國產(chǎn)替代”需求也將重塑產(chǎn)業(yè)鏈格局，國內(nèi)設(shè)計廠商有望迎來替代機遇，我們看好未來射頻前端的國產(chǎn)替代邏輯。IDM 模式仍為行業(yè)主

41、流射頻前端產(chǎn)業(yè)鏈根據(jù)分工的不同可以分為芯片設(shè)計、晶圓制造和封裝測試三個環(huán)節(jié)。而IDM（Integrated Device Manufacturing，垂直整合制造）模式是指垂直整合制造商獨自完成集成電路設(shè)計、晶圓制造、封測的所有環(huán)節(jié)，因此該模式對技術(shù)和資金實力均有很高的 要求，所以目前只有國際上成功的大型企業(yè)采納 IDM 模式，如 Skyworks、Qorvo、Murata、Broadcom 等。1987 年臺灣積體電路公司（TSMC）成立以前，集成電路產(chǎn)業(yè)只有 IDM 一種模式，此后， 半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的專業(yè)化分工成為一種趨勢。出現(xiàn)垂直分工模式的根本原因是半導(dǎo)體制造業(yè)的 規(guī)模經(jīng)濟性。但是現(xiàn)今 ID

42、M 廠商仍然占據(jù)主要地位，主要是因為 IDM 企業(yè)具有資源的內(nèi)部整合優(yōu)勢、技術(shù)優(yōu)勢以及較高的利潤率：資源的內(nèi)部整合優(yōu)勢。在 IDM 企業(yè)內(nèi)部，從 IC 設(shè)計到完成 IC 制造所需的時間較短， 主要的原因是不需要進行硅驗證（SiliconProven），不存在工藝流程對接問題，所以新產(chǎn)品從開發(fā)到面市的時間較短。而在垂直分工模式中，由于 Fabless 在開發(fā)新產(chǎn)品時，難以及時與Foundry 的工藝流程對接，造成一個芯片從設(shè)計公司到代工企業(yè)的流片（晶圓光刻的工藝過程）完成往往需要 6-9 個月，延緩了產(chǎn)品的上市時間。技術(shù)優(yōu)勢。大多數(shù) IDM 都有自己的IP（Intellectual Proper

43、ty，知識產(chǎn)權(quán)）開發(fā)部門，經(jīng)過長期的研發(fā)與積累，企業(yè)技術(shù)儲備比較充足，技術(shù)開發(fā)能力很強，具有技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢。較高的利潤率。根據(jù)“微笑曲線”原理，最前端的產(chǎn)品設(shè)計、開發(fā)與最末端的品牌、營銷具有最高的利潤率，中間的制造、封裝測試環(huán)節(jié)利潤率較低。圖 20： 行業(yè)模式示意圖 HYPERLINK / 請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申資料來源：Wind、 目前射頻前端行業(yè)仍然以 IDM 模式為主導(dǎo)。射頻與功率器件集成度不高，設(shè)計變化不多， 設(shè)計環(huán)節(jié)附加值較低，而且材料結(jié)構(gòu)與工藝密切相關(guān)，而工藝又決定了產(chǎn)品最終的電學(xué)性 能，材料、設(shè)計、制造與封測一體相關(guān)，這幾個因素是射頻器件競爭的主導(dǎo)性因素。所以 全球成

44、功的射頻或功率器件公司，多數(shù)都采用 IDM 模式。隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，手機等移動終端對于射頻前端的要求也越來越高。一方面，手 機等終端需要的射頻前端的數(shù)量在上升，射頻前端在手機成本的比重也越加上升；另一方 面，隨著對便攜性和輕薄化的要求越來越高，而需求的射頻前端數(shù)量也在不斷增長，這時 射頻前端廠商只能增加集成度以把整個射頻系統(tǒng)的實際尺寸控制在合適的范圍內(nèi)。目前， 已經(jīng)有一些廠商在研發(fā)把低噪聲放大器和開關(guān)模組集成在一起的方案，例如Skyworks 的 SkyOne 模組（集成了 PA，開關(guān)，多路器在同一模組上）。未來隨著通信技術(shù)和生產(chǎn)工藝的不斷發(fā)展，我們可望看到集成度更高的射頻前端。圖 21

45、： 集成了 PA，開關(guān)，多路器在同一模組上的 Skyworks 的 SkyOne 射頻前端模組資料來源：Skyworks 公司官網(wǎng)、 射頻前端行業(yè)兼并收購不斷，巨頭不斷擴大業(yè)務(wù)版圖。越來越多的廠商也在紛紛加大在射 頻前端方面的投入，希望在未來的 5G 浪潮中分一杯羹。例如聯(lián)發(fā)科計劃收購絡(luò)達科技布局射頻 PA，紫光展訊整合銳迪科買入射頻 PA 行業(yè)，而國際巨頭 Skyworks 聯(lián)手松下組建合資公司開發(fā) SAW 濾波器，而巨頭 Qorvo 則由主營濾波器的 RFMD 和主營射頻 PA 的Triquint 合并而成。 HYPERLINK / 請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申有很多特殊的半導(dǎo)體產(chǎn)

46、品適用 IDM 而不是代工模式，例如模擬器件。模擬器件和數(shù)字器件不一樣。數(shù)字器件的敏感度一般來說不那么高，它追求摩爾定律，要求線寬越來越小、 功耗越來越少、成本越來越低，而單位面積上晶體管的數(shù)目要越來越多，它需要最先進的 工藝和技術(shù)。模擬器件則非常敏感，只要一個參數(shù)有變化，整體功能就會改變很多。譬如模擬器件里面 的一個電容或電感的尺寸，稍微大一點或者小一點效果就會差很多。所以模擬器件更需要 有一條專門為它服務(wù)的生產(chǎn)線。混合信號、模擬和功率半導(dǎo)體器件都不需要使用 7 納米、14 納米的工藝，它需要的是穩(wěn)定性和可靠性，需要對它的工藝流程進行量身定做，因此很多模擬器件是沒有代工工廠（Foundry）

47、的，譬如 5G 通訊中用到的氮化鎵（ GaN），目前這種高功率芯片的大企業(yè)有Skyworks（思佳訊）、Qorvo、Sumitomo（住友）、Murata（村田）、NXP（恩智浦）、AVAGO（安華高）等，都是IDM 公司。射頻前端產(chǎn)業(yè)目前是 IDM 模式最成功的領(lǐng)域。就在其它半導(dǎo)體芯片市場（如處理器、SoC 等）Fabless 模式占據(jù)大半江山的時候，在射頻前端市場仍然是 IDM 獨大，這是因為射頻前端設(shè)計需要仔細結(jié)合器件制造工藝，有時候甚至?xí)榱嗽O(shè)計而調(diào)整工藝。目前射頻前端 領(lǐng)域的巨頭Skyworks， Qorvo 等都有自己的生產(chǎn)線，隨著未來 5G 時代對射頻前端器件的要求越來越高，制造

48、工藝越來越復(fù)雜，預(yù)計 IDM 模式仍然將在未來的射頻前端行業(yè)占據(jù)主導(dǎo)地位?！盎鶐Ч?yīng)商切入射頻前端市場+整機商把控供應(yīng)鏈國產(chǎn)替代”， Fabless 迎來發(fā)展機遇IDM 模式雖然有這么多的好處，但是 IDM 模式最大的局限就在于對市場的反應(yīng)不夠迅速。由于 IDM 企業(yè)的“質(zhì)量”較大，所以“慣性”也大，因此對市場的反應(yīng)速度會比較慢。其次，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)所需的投資十分巨大，沉沒成本高。晶圓生產(chǎn)線投資較大，而且每年的 運行保養(yǎng)、設(shè)備更新與新技術(shù)開發(fā)等成本占總投資的比例較高。這意味著除了少數(shù)實力強 大的IDM 廠商有能力擴張外，其他的廠商根本無力擴張，因此便催生出了 Fabless 模式。在 Fables

49、s 模式下，集成電路設(shè)計、晶圓制造、封測分別由專業(yè)化的公司分工完成，此模式中主要參與的企業(yè)類型有芯片設(shè)計廠商、晶圓制造商、外包封測企業(yè)。采用 Fabless 模式的公司處于產(chǎn)業(yè)鏈上游，技術(shù)密集程度高，芯片設(shè)計廠商在該種模式下起到龍頭作用， 統(tǒng)一協(xié)調(diào)芯片設(shè)計后的生產(chǎn)、封測與銷售。表 5： Fabless 模式下產(chǎn)業(yè)鏈分工類型特征代表企業(yè)Fabless 芯片設(shè)計廠商主要從事集成電路的設(shè)計和銷售，而將晶圓制造、封測環(huán)節(jié)通過委外方式進行。該模式下，芯片設(shè)計廠商可以專注于集成電路的研發(fā)，而不必投資大量資金建設(shè)晶圓生產(chǎn)線、封測工廠等高通、華為海思、卓勝微、紫光展銳晶圓制造商受芯片設(shè)計廠商的委托，為其提供晶

50、圓制造服務(wù)。由于晶圓生產(chǎn)線的投入較大，且工藝水平要求較高，這類企業(yè)一般具有較強的資金實力和工藝水平臺積電、穩(wěn)懋半導(dǎo)體、中芯國際外包封測企業(yè)受芯片設(shè)計廠商的委托，為其提供封裝、測試服務(wù)。該模式也要求較高的資金投入進行生產(chǎn)線的建設(shè)日月光、長電科技資料來源：卓勝微招股說明書、 高通借助基帶技術(shù)優(yōu)勢，涉足 5G 射頻模組，產(chǎn)業(yè)秩序面臨改變。RFIC 巨頭高通和射頻前端大廠TDK 合資成立了RF 360 ，使得高通擁有了提供從基帶 Modem SoC，RFIC 到射頻前端完整解決方案的能力。 HYPERLINK / 請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申高通于 2018 年推出全球首款 5G 毫米波天線模

51、組 QTM052，該模組包含毫米波 IC、1x4 天線陣列、射頻收發(fā)器(transceiver)、電源管理 IC、射頻前端元件(放大器、濾波器、低雜訊放大器. 等)，并采用 AiP( Antenna in Package)封裝技術(shù)，使得模組寬度僅約 1 美分硬幣的1/3 寬，其搭配高通 5G Modem( X50)晶片，獲得優(yōu)異的射頻性能表現(xiàn)，可大幅簡化手機系統(tǒng)廠商需面對的復(fù)雜射頻通訊設(shè)計問題，預(yù)計此模組將用在三星(S10)、Sony、LG、小米、OPPO、Google 等 2019 年的 5G 手機上。目前Qorvo、Broadcom、Skyworks 主要占據(jù) 4G LTE/Sub-6G

52、領(lǐng)域，而高通則選擇深耕 5G 毫米波市場，并不斷拉大與競爭對手的差距。預(yù)計高通的進入將深刻地改變射頻前端產(chǎn)業(yè) 秩序。圖 22： 高通 5G 毫米波天線模組 QTM052資料來源：高通公司官網(wǎng)、 同時，以華為為代表的設(shè)備商對于上游供應(yīng)鏈的把控和“國產(chǎn)替代”需求也將重塑產(chǎn)業(yè)鏈 格局，國內(nèi)設(shè)計廠商有望迎來替代機遇，我們看好未來射頻前端的國產(chǎn)替代邏輯。國內(nèi)射 頻器件的生產(chǎn)廠商以 Fabless 為主，在代工廠工藝的挹注下，產(chǎn)業(yè)鏈將迎來加速國產(chǎn)替代的機遇。目前國內(nèi)代表公司有海思半導(dǎo)體，卓勝微，VanChip，Ampleon，慧智微等。5G 賦能射頻前端產(chǎn)業(yè)射頻前端芯片是移動智能終端產(chǎn)品的核心組成部分，追

53、求低功耗、高性能、低成本是其技 術(shù)升級的主要驅(qū)動力，也是芯片設(shè)計研發(fā)的主要方向。射頻前端芯片與處理器芯片不同，后者依靠不斷縮小制程實現(xiàn)技術(shù)升級，而作為模擬電路 中應(yīng)用于高頻領(lǐng)域的一個重要分支，射頻電路的技術(shù)升級主要依靠新設(shè)計、新工藝和新材 料的結(jié)合。由于 5G 時代對用戶體驗速率、連接數(shù)密度、端到端時延、流量密度、移動性和峰值速率等提出了更高的要求，所以對射頻前端芯片也提出了更高的要求，只有抓住了新工藝和新 材料等關(guān)鍵升級路線，才能享受 5G 時代帶來的高速增長紅利。因此我們應(yīng)該重點關(guān)注射頻前端的新材料氮化鎵（GaN）和前沿的封裝技術(shù) SiP/AiP。氮化鎵：未來 5G 射頻前端新秀 HYPE

54、RLINK / 請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申氮化鎵：性能優(yōu)異的第三代半導(dǎo)體材料半導(dǎo)體材料共經(jīng)歷了三個發(fā)展階段：第一階段是以Si、Ge 為代表的第一代半導(dǎo)體材料第二階段是以GaAs、InP 等化合物為代表的第二代半導(dǎo)體材料第三階段是以GaN、Sic、ZnSe 等寬禁帶半導(dǎo)體材料為主的第三代半導(dǎo)體材料其中，第三代半導(dǎo)體材料具有很多優(yōu)異于第一和第二代半導(dǎo)體材料的性能特點：第一，具 有較大的禁帶寬度，較高的擊穿電壓，耐壓性能較好，更適合應(yīng)用大功率領(lǐng)域；第二電子 飽和速率較高，彌補了電子遷移率的缺陷；第三高溫性能良好，減少了附加散熱系統(tǒng)的設(shè) 計成本；第四，發(fā)展前景廣闊，在高頻、高溫、大功率等領(lǐng)域

55、有很大發(fā)展?jié)摿?。因此氮?鎵（GaN）憑借其優(yōu)異的性能而成為目前研究的熱點內(nèi)容。表 6： 三代半導(dǎo)體材料主要參數(shù)的對比SiGaAsGaN禁帶寬度（eV）1.11.43.4擊穿電場（V/cm）6.0*1056.5*1053.5*106電子遷移率（cm2/Vs子飽和速度（cm/s）1.0*1072.1*1072.7*107抗輻射能力（rap）104-51061010高頻性能差好好高溫性能中差好發(fā)展?fàn)顩r成熟發(fā)展中初期資料來源：GaN 基HEMT 性能分析、 正是由于氮化鎵優(yōu)異的性能，目前氮化鎵已經(jīng)成為射頻器件（RF）、LED 和功率器件等的應(yīng)用熱點，尤其是氮化鎵同時可以滿足

56、高功率和高頻率的特點，并且在高頻下?lián)碛懈叩?功率輸出和更小的占位面積，目前已經(jīng)成為射頻器件應(yīng)用的熱點和最優(yōu)選擇之一。圖 23： 氮化鎵（GaN）器件同時具有高功率和高頻率的特點資料來源：YOLE、 HYPERLINK / 請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申圖 24： 氮化鎵（GaN）已經(jīng)廣泛應(yīng)用于射頻器件（RF）、LED 和功率器件等資料來源：YOLE、 當(dāng)前基站與無線回傳系統(tǒng)中使用的大功率射頻器件（功率大于 3 瓦），主要有基于三種材料生產(chǎn)的器件，即傳統(tǒng)的 LDMOS（橫向擴散 MOS）、砷化鎵（GaAs），以及新興的氮化鎵（GaN）。根據(jù)Yole 的預(yù)測，未來 5 到 10 年，砷化鎵

57、在大功率射頻器件市場上所占比例基本維持穩(wěn)定，但 LDMOS 與氮化鎵將呈現(xiàn)出此消彼長的關(guān)系。2025 年，LDMOS 占比將由現(xiàn)在的 40 左右下降到 15，而氮化鎵將超越 LDMOS 和砷化鎵，成為大功率射頻器件的主導(dǎo)工藝， 占比到 2025 年可達 45左右。圖 25： 氮化鎵（GaN）器件應(yīng)用廣泛資料來源：YOLE、 氮化鎵是擁有寬禁帶的材料，其禁帶寬度（3.4eV）是普通硅（1.1eV）的 3 倍，擊穿電場是硅材料的 10 倍，功率密度高，可以提供更高的工作頻率、更大的帶寬、更高的效率，可工作環(huán)境溫度也更高。由于成本優(yōu)勢，LDMOS 在低頻仍有生存空間，但氮化鎵已經(jīng)在向低頻滲透，例如在

58、 2.6GHz 頻段，也開始出現(xiàn)氮化鎵方案。由于工藝輸出功率特性限制，LDMOS 在 3.5GHz 及以上頻率不能提供足夠大的功率，所以從 3.5GHz 到未來的毫米波，高頻應(yīng)用中氮化鎵不是去替代 LDMOS，而是開辟全新的市場空間。氮化鎵擁有全面的優(yōu)勢，無論是帶寬、線性度、增益還是效率，硅器件都無法與氮 化鎵競爭。根據(jù)Compound Semiconductor 的預(yù)測，預(yù)計 2018 年開始GaN 的出貨量將超過LDMOS， 通信市場氮化鎵的應(yīng)用前景廣闊。圖 26： 預(yù)計 2018 年開始GaN 的出貨量將超過 LDMOS資料來源：Compound Semiconductor、 隨著通信技

59、術(shù)不斷向高頻演進，氮化鎵是必然的選擇。因為需要更大的帶寬，更好的線性 度，5G 和高頻化應(yīng)用，讓氮化鎵大有用武之地。在 5G 時代，未來一臺基站里面就要用幾百個PA（功率放大器），而 5G 的基站部署數(shù)量將呈指數(shù)形式增長，所以在 5G 時代，射頻器件產(chǎn)業(yè)將比以往大得多。表 7： GaN 在不同層面的優(yōu)點優(yōu)點材料層面較大的禁帶寬度，較高的擊穿電壓、電子飽和率高、高溫性能良好HEMT 層面高運行電壓、高電流密度、高頻率、較高阻抗、更低的電容射頻系統(tǒng)層面高效率、高功率、更小尺寸、高帶寬、耐久性更高、更低噪音水平 HYPERLINK / 請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申資料來源：YOLE、 硅基氮

60、化鎵（GaN-on-Si）：最有前景的襯底技術(shù)目前來看，GaN 主要有三種類型的襯底，分別是硅基、碳化硅（SiC）襯底和金剛石襯底。金剛石襯底氮化鎵（GaN- on-Diamond）：制造較為困難，但是優(yōu)勢明顯：在世界上所有材料中金剛石的熱導(dǎo)率最高（因此最好能夠用來散熱）。使用金剛石代替硅、碳化硅、或 者其他基底材料可以把金剛石高導(dǎo)熱率優(yōu)勢發(fā)揮出來，可以實現(xiàn)非常接近芯片的有效導(dǎo)熱 面。碳化硅襯底氮化鎵（GaN- on-SiC）：這是射頻氮化鎵的“高端”版本，SiC 襯底氮化鎵可以提供最高功率級別的氮化鎵產(chǎn)品，可提供其他出色特性，可確保其在最苛刻的環(huán)境下使 用，但是成本相對較高。硅基氮化鎵（Ga