半导体行业深度专题之十一射频前端篇:射频前端千亿蓝海 国产化东风渐起

类别:行业 机构:招商证券股份有限公司 研究员:鄢凡 日期:2021-09-15

  射频前端是无线通信模块的核心组件,国产份额不足10%。本深度专题系统梳理射频前端行业在5G&WiFi6驱动下市场规模、工艺技术的变化,海内外龙头产品优势及发展历程,并描绘不同类型国内公司发展路径,最后深度梳理了近30家国内射频前端公司发展现状。我们认为在国内终端客户大力支持、全球晶圆产能短缺、5G模组技术难度降低等背景下,射频前端国产化迎发展东风,布局齐全产品线的国内龙头、细分赛道特色厂商具备投资机遇。

      射频前端是无线通信模块的核心组件,主要市场为手机蜂窝。无线通信模块主要包含天线、射频前端、主芯片三部分,射频前端对信号传输质量至关重要。射频前端主要由滤波器(Filter)、功率放大器(PA)、开关(Switch/Tuner)、低噪声放大器(LNA)四种器件构成,这四种器件2020年市场规模占比分别为47%、32%、13%、8%。技术壁垒方面,射频前端器件采用特殊制造工艺,且不同器件之间的工艺差别大,美日巨头以IDM模式垄断市场,国内厂商需要突破设计、工艺两层壁垒,射频前端器件的技术难度从大到小为:滤波器、功率放大器、开关/低噪声放大器。

      市场规模:5G&WiFi6驱动量价齐升,模组与分立市场皆有增长。2020~2025年全球手机射频前端将从185亿增长到258亿美元,CAGR +7%,5G是最主要驱动力:1) 5G(Sub 6GHz):四大技术驱动ASP从4G的$17增长到$25;2)毫米波:新增ASP $18的AiP天线模组。除此之外。WiFi6亦驱动手机WiFi射频器件市场规模从2020年$25亿增长到$34亿。模块化:5G加速射频前端模块化,但在成本与性能的权衡下,未来几年中低端机依然会采用大量分立器件,模组与分立器件市场规模皆有增长。

      模块化难度:滤波器是高端模组核心壁垒,5G模组难度有所下滑。本文分析了不同难度级别的3类分集接收模组、5类主集模组的结构和技术难点,发现滤波器是中高端模组最核心的器件。1)5G(Sub 6GHz):主流频段采用技术难度较低的LTCC/IPD滤波器,且模组频段数量和复杂度相比4G大幅降低,因此5G模组难度相比4G有所下滑,给国内厂商带来弯道超车的机会。2)毫米波:由于高传输损耗,AiP模组集成射频前端、天线、收发器等,且器件工艺变化大,基带厂商在AiP模组中先发优势明显。

      美日五大龙头通过并购合作形成完整产品线,占近80%市场份额。目前全球射频前端市场主要被美国四大巨头-Skyworks、Broadcom、Qorvo、Qualcomm,日本厂商村田所垄断。由于不同射频前端器件的工艺技术差别很大,美日龙头亦通过并购整合形成完整的产品线。展望海外龙头的未来发展:1)Qorvo&Skyworks:短期维持“双寡头”格局,长期蓄力发展汽车、物联网等非手机业务。2)Broadcom:定位高端产品,优势产品BAW滤波器面临竞争,射频产品线逐渐边缘化。3)Qualcomm:基带与射频前端协同销售,重点布局毫米波模组、物联网产品。4)Murata:优势产品SAW滤波器面临潜在进入者威胁,接收模组份额将大概率下滑。

      多因素驱动国产替代加速。国内射频前端厂商众多,但是以低价值量的单一分立器件、低集成度模组为主,国产份额不足10%,四大因素驱动国产替代机会崛起:1)终端厂商的自主可控、成本控制需求;2)5G渗透期晶圆产能短缺,海外巨头将重心投向高端产品;3)迎来密集融资潮,资本优势凸显;4)5G模组难度降低,带来弯道超车机会。在模块化趋势下,国内龙头崛起的前提是形成完整的产品线,国内公司遵循 “单一器件>5G模组>4G接收模组>4G主集模组”的产品拓展逻辑。   投资建议: 回顾海外龙头成长历程,我们认为模块化趋势下国内龙头崛起的前提是形成完整的产品线。目前国内厂商处于发展早期,以单一器件为主,将来将从单一器件进军模组市场。我们预计未来2~3年内,国内厂商将以内生发展为主;2~3年后,国内或将迎来并购或合作的潮流。我们建议把握布局齐全产品线的国内龙头,关注细分赛道特色厂商:

      1)多产品线布局或未来具备并购整合潜力的龙头厂商-卓胜微、唯捷创芯;

      2)PA厂商:国内PA厂商的盈利能力较弱、同质化较严重,未来国内PA龙头将蓄力拓展发射模组、WiFi模组等更高端的产品,有望实现收入规模及盈利能力的提升,建议关注唯捷创芯、飞骧科技、卓胜微、慧智微、紫光展锐、芯朴科技、芯百特等;

      3)SAW滤波器厂商:国内SAW滤波器市占率低、以低端产品为主,在大客户支持及缺货背景下有望提升份额,建议关注好达电子、德清华莹、卓胜微、三安光电、麦捷科技、信维通信、频岢微、左蓝微;

      4)BAW滤波器:技术及专利壁垒极高,国内厂商市占率极低,建议关注有望打响国产替代第一枪的武汉敏芯(东方银星)、天津诺思(经纬辉开)、开元通信;

      5)LTCC或IPD滤波器:适用于5G主流频段,随着5G渗透率提升,需求快速增长,关注顺络电子、麦捷科技、芯和半导体等;

      6)射频开关/LNA:技术壁垒相对较低,国内厂商显著受益于5G及国产替代浪潮,建议关注上市公司卓胜微、韦尔股份、艾为电子、富满电子、迦美信芯;

      7)产业链公司:国内PA(GaAs)代工厂商三安光电、立昂微、海特高新;国内SOI代工厂商中芯国际、华虹;国内SiP封装厂商立讯精密、长电科技、环旭电子。

      风险提示:研发进度不及预期,晶圆产能缺货超预期,市场竞争加剧。