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1、2022年射频前端行业发展现状及未来趋势分析1 PA 是射频前端重要器件，LNA/射频开关保障信号正常接收1.1 射频前端简介射频前端指位于射频收发器及天线之间的中间模块，在这一段里信号以射频形式传输。射频前端主 要包含滤波器（Filter）、功率放大器（PA）、射频开关（Switch/Tuner）、低噪声放大器（LNA）四类 器件以及一些射频连接和匹配电路，功能为无线电磁波信号的发送和接收，是移动终端设备实现蜂 窝网络连接、Wi-Fi、蓝牙、GPS 等无线通信功能所必需的核心模块。射频前端与基带、射频收发器 和天线共同实现无线通讯的两个本质功能，即将二进制信号转变为高频率无线电磁波信号并发送
2、， 以及接收无线电磁波信号并将其转化为二进制信号。基带信号处理器能够对需要的处理信号（如麦克风接收到的音频）进行转换；对数字信号、模拟信 号进行转化。随后经过射频芯片进行调制，变成射频信号。而射频前端则是对射频信号进行过滤和 放大。若没有射频前端芯片，手机等移动终端设备将无法拨打电话和连接网络以及无线通信功能。 因此，射频前端在无线通信中有不可或缺、至关重要的作用。1.2 功率放大器简介射频功率放大器是射频前端信号发射的核心器件，主要用于发射链路，作用是将射频前端发射通道 的微弱射频信号进行放大，以便信号成功被天线发射、被通信基站接收，使移动设备有更高的通信 质量、更强的电池续航能力。在智能手
3、机等终端设备中，PA 芯片通常与其他射频前端芯片集成为模组产品进行应用。根据集成的 芯片种类及数量，PA 模组可分为低、中、高集成度的模组，一般分为 SMSB/SMMB PA、MMMB PA Tx Module、L-PAMiD/L-PAMiF 四种。射频功率放大器模组（PA 模组）是唯捷创芯最主要的生产产品，收入占公司主营业务收入比例超过 95%。经过通信技术的发展和多年的研发投入和产品迭代，唯捷创芯 PA 模组的集成度不断提高， 目前已发展至以 MMMB PA 和 TxM 中集成度的 PA 模组产品为主。此外，公司已在高集成度的 L-PAMiF 等产品上实现了量产销售。工作原理上，射频功率放
4、大器（PA）的首先将接收到的不同频段的信号分别通过对应的通道输入模 组内部，继而先后由驱动放大器（DA）以及 PA 芯片利用外部供电电压两次放大信号功率，使信号 功率达到发射馈送所需的水平，最终通过射频开关分配到指定的频段予以输出。在智能手机等终端 设备中，PA 芯片通常与其他射频前端芯片集成为模组产品进行应用。1.3 低噪声放大器简介低噪声放大器（LNA）是一种噪声系数很低的放大器，存在于 Wi-Fi 射频前端模组、射频接收端模组 等多块组件中，一般用作各类无线电接收机的高频或中频前臵放大器，以及高灵敏度电子探测设备 的放大电路。在需要放大微弱信号的场合，信号放大器自身的噪声对信号可能造成非
5、常严重的干扰， 减小这类无意义的噪声便于提高输出的信噪比，使通信更流畅与灵敏。1.4 射频开关简介射频开关是用于切换射频信号通路的电子开关，引导信号按照预定路径输入或者输出至不同的模块 或者天线端口实现电路的切换功能。射频开关应用于射频信号的接收和发射通路中，可减少不同信 号之间的相互干扰，提高信号收发的灵敏度。公司的射频开关涵盖了单刀多掷、多刀多掷等各种模 式的产品，用于各类通信设备；且均为射频开关芯片裸片单独封装后的产品，与 PA 模组、Wi-Fi 射 频前端模组中集成的射频开关芯片裸片不可相互替代使用。射频开关的基本工作原理为在：在同一时刻只有一个开关处于闭合状态并与公共端链接导通、其余
6、 开关均处于断开状态的前提条件下，射频开关通过改变输入控制端口的电压，实现闭合或断开状态 的切换。2 集成电路政策东风至，PA 模组大显身手2.1 集成电路行业概况2.1.1 发展历程与市场规模集成电路行业作为现代信息产业的基础和核心产业之一，已成为当前国际竞争的焦点和衡量一个国 家或地区现代化程度以及综合国力的重要标志。我国大陆集成电路产业的虽起步较晚，但经过近 20 年的飞速发展，我国集成电路产业从无到有，从弱到强，已经在全球集成电路市场占据举足轻重的 地位。据美国半导体协会（SIA）数据，2020 年中国半导体行业市场规模为 1517 亿美元，占全球比 重 34.5%，虽然较 2019
7、年世界占比 34.9%有所下降，但仍是全球最大半导体消费国家。近年来，在国 内外市场需求拉动、国家相关鼓励政策扶持、国家集成电路产业基金主导的资本推动下，我国集成 电路产业整体实现蓬勃发展，创新能力和产品质量不断提高。2011 年至 2020 年，我国集成电路产 业销售额从 1934 亿元增长至 8848 亿元，年均复合增长率为 18.41%。这主要受物联网、智能汽车 高新能源汽车、智能终端制造、新一代移动通信等下游市场需求驱动。虽然我国集成电路产业发展迅速，但我国的集成电路的供给与巨量的集成电 路需求之间仍存在高度 的不匹配，大量的芯片仍然需要通过进口获得。2020 年我国 集成电路进口金额
8、 3500 亿美元，出口金额 1166 亿美元，贸易逆差达到 2334 亿美元。集成电路产业链主要可以分为上中下游三大模块以及集成电路行业的支撑产业，上游为芯片设计行 业，中游是芯片的制造以及封装测试，下游是芯片的终端应用。集成电路原材料以及制造设备是整 个行业的支撑产业。其中，中国集成电路产业的快速增长带动了集成电路设计行业增长，中国集成 电路设计业 2020 年的销售额达到 3778.4 亿元，同比增长 23.3%，仍是增速最快的产业，占总体行业 比重为 42.7%；制造业销售额为 2560.1 亿元，同比增长 19.1%，占比为 28.9%；封装测试业销售额 2509.5 亿元，同比增长
9、 6.8%，占比为 28.4%。集成电路设计行业位于集成电路产业链的上游，属于技术密集型产业，对技术研发实力要求极高， 具有技术门槛高、细分门类多等特点。我国集成电路设计行业呈高速发展态势，产业结构也逐步从 附加值相对较低的封装测试领域向附加价值更高的设计领域转型。2011 年至 2020 年，我国集成电 路设计行业的销售额从 526 亿元增长至 3778 亿元，年均复合增长率为 24.49%，增速较为可观。同 时我国集成电路设计行业规模占集成电路行业总规模的比例也在不断提高。我国集成电路设计行业的发展离不开集成电路设计企业的涌现。我国集成电路设计企业数量从 2011 年的 534 家增长到
10、2020 年的 2218 家，呈现蓬勃的发展态势。随着我国经济的高速发展和战略性 新兴产业的兴起，集成电路产业将获得更加广阔的市场和创新空间，将出现更多层次的市场需求。 目前，国内外及集成电路行业间的整合兼并不断涌现，随着中国市场地位的日益提高和产业基础的 不断成熟，将有更多的境外公司选择以并购的方式进入中国市场。中国集成电路设计企业未来将会 加大整合和重组力度，打造大型企业和龙头企业。2.1.2 行业机遇与挑战本土终端品牌商的崛起，带给射频前端芯片充足的市场发展空间。2020 年全 球前五大手机厂商为三星、苹果、华为、小米、vivo，中国厂商占据三席，占据了 34.6%的市场份额。 国内终端
11、品牌厂商市场份额的提升，使我国集成电路行业迎来了广阔的发展空间。但在射频前端市 场，市场仍被美系和日系厂商牢固把控，多家国际射频前端巨头在中国市场取得巨大的收益。其约 1/3 的营业收入来自于中国市场。国内射 频前端厂商仍有充足的发展及提升空间。本土手机品牌厂商市场份额的提升，以及全球贸易环境的 变化，给国内射频前端集成电路企业带来前所未有的快速发展机遇。国家政策大力支持。集成电路行业是信息化社会的基础行业之一，行业发展水平是一个国家科技实 力乃至综合国力的重要体现，对国家安全有着举足轻重的战略意义。为促进行业发展，政府部门先 后出台了一系列鼓励政策。2015 年 5 月，国务院发布中国制造
12、2025，将集成电路产业列为实 现突破发展的重点领域，明确提出要着力提升集成电路设计水平；持续攻克核心电子器件、高端通用芯片、基础软件、集成电路装 备等关键核心技术；明确集成电路产业在信息产业中的核心地位，并从财税、投融资、研究开发、进出 口、知识产权和市场应用等八个方面大力支持集成电路产业发展。2.2 集成电路政策梳理集成电路产业是信息技术产业的核心，是支撑经济社会发展和保障国家安全的战略性、基础性和先 导性产业，到 2015 年，集成电路 产业销售收入超过 3500 亿元；到 2020 年，集成电路产业全行业销售收入年均增速超过 20，企业 可持续发展能力大幅增强；到 2030 年，集成电
13、路产业链主要环节达到国际先进水平，一批企业进入 国际第一梯队。2016 年，“十三五”规划明确将集成电路作为核心技术超越工程，加快科技创新成 果向现实生产力转化，充分释放数字红利实现信息化创新驱动转型。2017 年，将集成电路芯片设计 及服务，列为战略性新兴产业重点产品目录，分属电子核心产业。2019 年，对依法成立且符合条件 的集成电路设计企业和软件企业采取税收优惠政策，支持集成电路设计和软件产业发展，并大力鼓 励集成电路设计。2020 年，集成电路产业和软件产业作为信息产业的核心， 国家在财税、投融资、 研究开发、进出口、人才、知识产权、市场应用以及国际合作方面均出台政策优惠进一步优化集成
14、 电路产业和软件产业发展环境，深化产业国际合作，提升产业创新能力和发展质量。2.3 射频前端发展概况射频前端产业链从上游到下游依次为：原材料、射频前端分立器件、射频前端模组、移动通信设备， 射频前端模组普遍外包给 SiP 封装厂商进行封装。射频前端是无线通信核心硬件之一，主要由滤波 器（Filter）、功率放大器（PA）、低噪声放大器（LNA）、射频开关（Switch/Tuner）四类器件组成。2.3.1 全球射频前端市场规模根据数据显示，2019 年全球射频前端市场规模为 169.57 亿美元，2011 年至 2019 年 年增长率均在 10%以上。根据预测，2025 年全球移动射频前端市场
15、规模有望达 到 254 亿美元，其中：射频功率放大器模组市场规模预计将达到 89.31 亿美元，分立射频开关和 LNA 市场规模预计将达到 16.12 亿美元，连接 SoC 芯片的市场规模预计将达到 23.95 亿美元。射频前端芯片的研发设计需要深厚的工艺经验、实践积累，需要具有丰富研 发实力的人员在相关领 域长年深耕。美国、日本等国家或地区在集成电路领域起步较早，在人才、技术、资本等各个方面 积累丰富。凭借深厚的技术积累、前沿技术的定义、对通信技术迭代的系统性把握，以及与头部客 户之间的紧密合作关系，美系和日系射频前端企业在市场中占据了主导地位，引领全球射频前端市 场的发展，并延续着一贯的市
16、场主导地位，占近 80%市场份额。根据数据，2019 年度，全球前五大射频器件提供商占据了射频前端市场份额的 79%，主要被美国四大巨头 Skyworks、 Broadcom、Qorvo、Qualcomm 和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， 海外龙头并购合作，形成完整产品线重点布局。展望海外龙头的未来发展，Qorvo 和 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；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；Qualcomm 的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；
17、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。相较于国外厂商，根据公开信息，除公司之外，卓胜微、慧智微、飞骧科技、昂瑞微等均已推出部 分 5G 射频前端芯片产品，但相较于美日系领先厂商仍处于追赶者的地位，总体占据的射频前端芯 片市场份额较低。2.3.2 我国射频前端市场规模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%。 主要由于我国集成电路产业整体起步较晚，而射频前端产业具有较高的技术、经验、 资金等各种壁 垒，我国当前射频前端的整体发展水平与国际先进水平仍存在一定的差距。未来，四大因素驱动国 产替代机会崛起：
18、首先，终端厂商的自主可控、成本控制需求；其次，5G 渗透期晶圆产能短缺，海 外巨头将重心投向高端产品；再次，迎来密集融资潮，资本优势凸显；最后，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，国内射频前端企业 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。随着我国集成电路需求的不断增长、国家对集成电路产业日益重视，我 国射频前端产业有了高速发 展，具有代表性的射频前端企业不断涌现。在射频功率放大器领域，除公司外，国内参与者包括慧 智微、紫光展锐、 飞骧科技、昂瑞微等。在射频开关和 LNA 领域，卓胜微凭借较早进入品牌客户 和
19、 自身实力优势，形成了和国际一流企业开展竞争的能力，在国内市场保持领先地位。此外，国内韦 尔股份、艾为电子等企业也在射频开关、LNA 领域有所涉猎。在射频滤波器领域，国内有好达电子、 德清华莹等企业崭露头角。在中美贸易战后国产自制芯片的政策鼎力支持和国内手机品牌占有率持 续增长的背景下，国内供应链厂商有望迎来重大发展机遇。国内厂商未来有望上升至第一梯队，扩 大市场份额，成长空间广阔。2.3.3 射频前端未来市场趋势公司所处的射频前端行业最主要的下游应用领域为智能手机行业，智能手机使用蜂窝移动通信技术 实现网络连接。因此，射频前端行业的发展和趋势顺应通信技术的变化，并与智能手机及其他新应 用领域
20、的发展情况息息相关。根据 Yole 的预测，2020 年手机射频前端市场规模约 185 亿美元，2020 年通信基站射频前端市场约为 27 亿美元。随着 4G/5G 在手机中渗透率的提升，2020-2025 年手机 射频前端市场规模不断增长至 258 亿美元。而通信基站的射频前端市场规模主要和运营商的资本开 支有关，2020 年基站射频前端市场规模约为 27 亿美元，预计在本轮 5G 基建周期中，基站射频前 端市场将在 2023 年达到 42 亿美元市场规模顶峰，之后逐渐回落至 2025 年的 36 亿美元。射频前 端对手机无线通信性能至关重要，射频前端决定了移动终端可以支持的通信模式、接收信
21、号强度、 通话稳定 性、发射功率等重要性能指标，直接影响终端用户体验。除通信系统以外，手持设备中的 无线连接系统（WiFi、 GPS、Bluetooth、FM 和 NFC 等）对射频前端芯片也有较强的需求。无线通信技术升级带动射频前端需求增长，5G 和 WiFi6 是近几年主要增长点。无线通信传输包含 众多技术，按照传输距离可以分为近距离和远距离无线通信技术，手机支持的近距离无线通信技术 包含 WiFi、蓝牙、GPS、 NFC/RFID、UWB、Zigbee 等；远距离无线通信技术包含 2G、3G、4G、5G 等 蜂窝移动通信技术。蜂窝（2G5G）与 WiFi 的射频前端价值量占比高，从内部构
22、造来看，蜂窝无线 通信（4G/5G）射频前端电路比 WiFi 要复杂得多。根据 Yole 对蜂窝、WiFi、GNSS 对应的射频前端 市场空间的统计，2020 年蜂窝移动通信 （2G5G）射频前端市场空间占比高达 84%，2025 年进一 步上涨到 85%；2020 年 WiFi 射频前端市场空间占比为 14%，2025 年下降到 13%；而 GNSS（全球 导航卫星系统）射频前端市场空间仅占 12%。5G 智能手机出货量高速增长驱动射频前端市场的发展。5G 商用的加速落地带动 5G 手机出货量的 快速增长。根据 Yole Development 的统计及预测，2020 年全球 5G 智能手机
23、出货量为 2.14 亿部， 到 2025 年全球 4G 智能手机出货量为 6.85 亿部，5G 智能手机出货量为 8.04 亿部，2020-2025 年 5G 智能手机的年均复合增长率将高达 30%。不同通信制式对应的射频前端互相独立，5G 与 WiFi 的 射频前端、天线不能公用、是两块独立的市场。其次，4G 与 5G 之间也有独立的射频前端和天线， 未来很长 一段时间 5G 手机都将会兼容 4G，为支持在 4G 频段上新增的 5G 频段，5G 手机的各 类射频前端芯片数量远超 4G 手机，PA 模组的价值量也将进一步提高。5G 智能手机出货量的高速 增长将有力驱动射频前端市场的发展，因此
24、5G 射频前端及天线是一块独立的新增市场。汽车电子、医疗健康等领域成为射频前端的新兴市场。汽车实现网络通信功能离不开射频前端的助 力，根据 Strategy Analytics 的预测，汽车处理和线 性高级驾驶员辅助系统射频前端市场规模将大幅 增长，2017 年至 2022 年期间年均复合增长率达 17%。 此外，随着科技的进步，远程医疗逐步成 为现实，远程医疗的远距离诊断、 治疗和咨询需要借助高速的网络连接得以实现，远程医疗的不断 发展将有力促进健康医疗领域射频前端的发展。2.4 PA 发展概况在公司主要产品射频功率放大器所处的细分市场中，根据 Yole Development 数据显示，2
25、018 年， Skyworks、Qorvo、Broadcom 占据了 93%的全球 PA 市场份 额；与射频前端行业的整体市场格局相 似，射频功率放大器作为最重要的射频前端芯片，亦呈现由 Broadcom、Qorvo 和 Skyworks 等国际领 先企业占据绝大部分 PA 市场份额的格局。 2019 年，射频功率放大器模组的市场规模为 53.76 亿 美元，为射频前端市场规模最大的细分产品领域；2019 年至 2025 年，PA 模组市场规模预计将保 持 11%的年均复合增长率，于 2025 年将达到 89.31 亿美元，仍为射频前端市场中规模 占比最高的 细分产品。我国功率放大器企业数量虽
26、多，但产品大多停留在中低端应用，布局高端应用的 PA 厂商 为数不多。我国功率放大器市场集中度相对较低，根据 Yole Development 数据显示，TOP3 企业的市 场份额总计 13%，TOP 20 企业的市场份额总计 25%。国内射频 PA 有手机、基站、Wi-Fi、NB-IoT 四大市场。根据 Yole Development 统计，手机 PA 市场约占 65%，Wi-Fi PA 市场约占 20%，基站市场约占 10%，其他为 5%。2.5 LNA 发展概况2018 年全球射频低噪声放大器收入为 14.21 亿美元， 4G 的普及使得智 能手机中天线和射频通路的数量增多，对射频低噪
27、声放大器的数量需求迅速增加，而 5G 的商业化 建设将推动全球射频低噪声放大器市场在 2020 年迎来增速的高峰，达到 7.12%，预计到 2023 年市 场规模将达到 17.94 亿美元。据 Yole Development 预测， 2025 年，全球射频低噪声放大器市场规模 将达到 23.20 亿美元，年均复合增速为 17%，其中分立射频低噪声放大器规模约为 8 亿美元，占比 为 34.4%。5G 手机中射频元件的数量会大幅增加，预计 5G 手机单机射频低噪声放大器数量将达到 10 个，比 4G 手机多出近一倍。射频低噪声放大器市场集中度相比射频开关要分散得多，行业前五大企 业分别为 Br
28、oadcom、ONSemiconductor、Infineon、TI、NXP，市场 CR5 为 52%。国产 LNA 厂商中主要以 卓胜微为主，2017 年市场份额为 1.3%，而公司和国民飞骧、锐迪科等以射频前端模块产品提供为主， 射频低噪声放大器纯器件产品较少。国产射频低噪声放大器厂商卓胜微在此领域仍在不断开拓，近 年射频低噪声放大器业务收入占比提升，2019 年上半年营业收入 1 亿元，已经超过 2018 年射频低噪 声放大器全年收入，业务占比达 19.42%。2.6 射频开关发展概况射频开关市场规模处于持续增长中，其中天线调谐开关的增长势头十分强劲。根据 Yole Developmen
29、t 的预测，2011 年以来全球射频开关市场经历了持续的快速增长，2018 年全球市场规模达到 16.54 亿 美元，2020 年全球射频开关市场规模为 14.31 亿美元， 2025 年市场规模将达到 23.06 亿美元，复 合增长率为 10%。受益于 5G 标准带来的通信频段数量的提升，市场规模将稳步增加，并随着 5G 的商业化建设迎来增速的高峰，此后增长速度将逐渐放缓。其中，分立射频开关的市场规模将从 2018 年的 11 亿美元增长至 2025 年的 21 亿美元；普通开关从 6 亿美元增长至 9 亿美元，年均复合增 长率为 5%；天线调谐开关从 5 亿美元增长至 12 亿美元，年均复合增长率为 13%。随着 5G 的普 及，单机射频开关的需求也会不断增加，预计 5G 手机的单机射频开关的用量为 15 个，比 4G 手 机多出一倍。