中國射頻前端行業(yè)元器件市場規(guī)模及市場拆分預(yù)測

中國射頻前端行業(yè)元器件市場規(guī)模及市場拆分預(yù)測

射頻前端是移動通信的核心組件。射頻前端（RadioFrequencyFrontEnd，RFFE）是射頻芯片與天線之間通信元件的集合，可實現(xiàn)對射頻信號的轉(zhuǎn)換、傳輸和處理功能，直接影響著手機信號的收發(fā)，是移動通信的核心組件。它在發(fā)射信號的過程中將二進制信號轉(zhuǎn)換成高頻率的無線電磁波信號，在接收信號的過程中再將收到的電磁波信號翻譯成二進制數(shù)字信號，從而完成一次通信。射頻前端示意圖數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

根據(jù)組件種類的不同，射頻前端主要包括功率放大器(PA)、天線開關(guān)(Switch)、濾波器(Filter)、雙工器(Duplexer和Diplexer)和低噪聲放大器(LNA)等。射頻開關(guān)用于實現(xiàn)射頻信號接收與發(fā)射的切換、不同頻段間的切換；射頻低噪聲放大器用于實現(xiàn)接收通道的射頻信號放大；射頻功率放大器用于實現(xiàn)發(fā)射通道的射頻信號放大；射頻濾波器用于保留特定頻段內(nèi)的信號，而將特定頻段外的信號濾除；雙工器用于將發(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。射頻前端元器件及其功能數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

移動通信技術(shù)升級驅(qū)動射頻前端價值占比迅速提升?；仡櫼苿油ㄐ虐l(fā)展歷程，每一輪移動通信技術(shù)升級均帶來射頻前端芯片價值量的迅速增長。在2G時代，手機支持的頻段不超過5個，3G時代手機支持頻段最多可達9個，4G手機需要向下兼容2G和3G，所支持的頻段數(shù)量最多可達37個，支持頻段數(shù)量增加直接帶動濾波器、功率放大器、低噪放大器等射頻器件的數(shù)量和價值占比實現(xiàn)提升。2G制式智能手機中射頻前端芯片的價值約為0.9美元，3G制式智能手機中大幅上升到3.4美元，支持區(qū)域性4G制式的智能手機中射頻前端芯片的價值約為6.15美元，而高端LTE智能手機射頻前端芯片價值則高達15.30美元，是2G制式智能手機中射頻前端芯片的17倍。

5G面向萬物互聯(lián)，聯(lián)網(wǎng)終端數(shù)量將達千億級別。5G拓展了移動通信的服務(wù)范圍，從人與人通信延伸到物與物，人與物的通信。智能互聯(lián)，移動醫(yī)療、車聯(lián)網(wǎng)、智能家居、工業(yè)控制等推動物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實現(xiàn)爆發(fā)式增長，海量終端設(shè)備將接入網(wǎng)絡(luò)，移動通信網(wǎng)絡(luò)連接的設(shè)備總量有望達到千億規(guī)模。2020年全球移動終端（不含物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備）數(shù)量將超過100億，其中中國將超過20億，全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接數(shù)也將快速增長，到2030年，全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接數(shù)將接近1000億，其中中國超過200億。2010-2030年全球物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)（億個）數(shù)據(jù)來源：公開資料整理2010-2030年中國物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)（億個）數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

發(fā)布的《2020-2026年中國射頻前端產(chǎn)業(yè)運營現(xiàn)狀及發(fā)展前景分析報告》數(shù)據(jù)顯示：移動數(shù)據(jù)流量將出現(xiàn)爆炸式增長，增大對射頻前端需求。5G時代移動終端、物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)井噴帶動移動數(shù)據(jù)流量實現(xiàn)爆發(fā)式增長，預(yù)計2010年到2020年全球移動數(shù)據(jù)流量增長超過200倍，而2010年到2030年將增長近2萬倍；我國移動數(shù)據(jù)流量增速高于全球平均水平，預(yù)計2010年到2020年增長300倍以上，2010年到2030年將增長超過4萬倍，一線城市及熱點區(qū)域增速更快，預(yù)計2010年至2020年上海移動數(shù)據(jù)流量增長率可達600倍，北京熱點區(qū)域的增長率可達1000倍。移動終端數(shù)量增長帶動射頻前端數(shù)量增加，而移動數(shù)據(jù)流量爆發(fā)也對智能手機的信號收發(fā)及處理能力提出更高要求，作為移動通信核心組件的射頻前端在材料、工藝等方面有望迎來變革。2010-2030年全球和中國移動數(shù)據(jù)流量增長趨勢數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

濾波器是射頻前端價值占比最大部分，5G時代價值量將繼續(xù)提升。濾波器負責發(fā)射、接收信號的濾波，在射頻前端價值占比超過50%，是價值量最高的射頻器件。從射頻前端中濾波器的價值占比來看，濾波器是射頻前端中增長最快的部分，其價值占比隨著手機支持頻段增多而不斷提高：一方面，濾波器數(shù)量與手機支持頻段數(shù)相匹配，手機每增加一個支持頻段，大約需要增加2只濾波器；另一方面，手機支持頻段增多對濾波器在頻段篩選能力、溫度特性等方面要求更加苛刻，RF濾波器生產(chǎn)工藝趨向復(fù)雜化，單個濾波器價格迎來增長。5G時代射頻前端濾波器市場市場空間和價值占比將進一步提高，2017年全球RF濾波器市場規(guī)模約80億美元，2023年將達到225億美元，年復(fù)合增長率高達18.81%，再次成為射頻前端中增長最快的分支，其價值占比也將從50%左右提升至65%以上。2018年主要射頻器件價值量占比數(shù)據(jù)來源：公開資料整理2016-2023年濾波器市場規(guī)模預(yù)測（億美元）數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

美日廠商壟斷，國產(chǎn)替代空間廣闊。濾波器是通信行業(yè)高精尖技術(shù)的代表，設(shè)計及制造工藝復(fù)雜，具有極高生產(chǎn)壁壘。當前SAW和BAW濾波器市場均呈現(xiàn)寡頭壟斷格局，美、日廠商占據(jù)絕大部分市場份額。SAW由日本廠商壟斷，村田占據(jù)全球近50%份額，村田、TDK和太陽誘電三家公司共占全球份額的82%；BAW濾波器則是美國廠商的天下，博通（Broadcom，已被Avago收購）一家獨大，占據(jù)全球BAW市場87%的市場份額，與Qorvo市場份額合計達95%。國內(nèi)聲學(xué)濾波器尚在起步階段，市場話語權(quán)有限，產(chǎn)量遠遠無法滿足國內(nèi)市場需求，因此具備廣闊的國產(chǎn)替代空間。2018年全球SAW濾波器份額占比數(shù)據(jù)來源：公開資料整理2018年全球BAW濾波器份額占比數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

與BAW相比，SAW濾波器使用量較大，生產(chǎn)步驟較少，技術(shù)門檻相對較低，有望成為聲學(xué)濾波器國產(chǎn)替代的突破口。目前國內(nèi)僅有麥捷科技、中電26所和德清華瑩等少數(shù)幾家具備SAW濾波器設(shè)計制造和量產(chǎn)能力，已實現(xiàn)為部分中低端機型供貨。隨著國內(nèi)廠商研發(fā)實力增強和生產(chǎn)工藝逐步成熟，我國SAW濾波器自給率將迎來提升。分析師認為，2018年我國SAW濾波器產(chǎn)量為5.04億只，消費量為151.2億只，自給率僅為3.33%；到2025年，我國SAW濾波器產(chǎn)量有望達到28.02億只，消費量小幅增長到157.40億只，自給率達到17.80%。2012-2025年我國濾波器產(chǎn)銷情況數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

5G手機頻段增多帶來PA增量需求，國產(chǎn)替換空間大。功率放大器（PA）是射頻前端的重要組成部分，主要負責放大發(fā)射通道的射頻信號。手機中功率放大器數(shù)量與手機支持頻段呈正相關(guān)關(guān)系，傳統(tǒng)的2G手機僅支持一個頻段，單機配置2個PA；3G、4G網(wǎng)絡(luò)的頻寬增加，且不斷向前兼容，覆蓋的頻段大大增加，4G多頻手機PA增加到7個；5G手機可以收發(fā)高頻信號，同時向4G以下頻段兼容，搭載的PA數(shù)量將再次迎來突破。5G時代手機內(nèi)的PA可多達16顆，相比4G翻倍。全球PA市場規(guī)模將由2017年的50億美元增長至2023年的70億美元，年復(fù)合增速為6%。

與SAW/BAW濾波器類似，全球PA器件市場同樣呈寡頭壟斷格局，Skyworks、Qorvo和Broadcom三家射頻前端器件企業(yè)占據(jù)全球93%份額。國內(nèi)PA廠商以設(shè)計中低端PA產(chǎn)品為主，市場影響力較弱，國產(chǎn)替代空間巨大。2018年全球PA份額占比數(shù)據(jù)來源：公開資料整理2016-2023年P(guān)A市場規(guī)模預(yù)測（億美元）數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

射頻器件仍為GaAs最大下游應(yīng)用領(lǐng)域。根據(jù)導(dǎo)電性能差異，砷化鎵材料可分為半絕緣砷化鎵（SI-GaAs）和半導(dǎo)體砷化鎵（SC-GaAs），其中SI-GaAs主要用于制作射頻電路，包括智能手機、無線局域網(wǎng)、射頻功率器件等領(lǐng)域，SC-GaAs下游則包括LED、激光和光伏等領(lǐng)域。從GaAs襯底材料出貨數(shù)據(jù)看，目前射頻仍為GaAs最重要的下游應(yīng)用領(lǐng)域，2017年下游市場占比達47%，具備一定規(guī)模優(yōu)勢。GaAs材料下游市場占比數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

受5G時代技術(shù)、數(shù)量、價格三因素驅(qū)動，射頻芯片市場有望在2019年開始加速擴張，伴隨著手機換機潮的來襲，手機市場與射頻芯片市場有望在2021年實現(xiàn)最高增速，細分市場有望從4G手機過渡至5GSub-6GHz手機，再過渡至5G毫米波手機。預(yù)計2019年-2023年3G手機增速為-18.90%，4G手機增速為-16.22%，5G手機增速為174.90%；預(yù)計到2021年手機出貨量為14.40億部，其中3G/4G/5G手機分別為0.35、10.12、3.93億部