（溫馨提示：文末有下載方式）

在本報告中，我們深入探討了三大問題:1 5G 技術將如何影響智慧型手機射 頻前端?2這些變化對不 同器件的潛在價值 變化如何?3這 些變化會對競爭 格局帶來怎樣的影響?

一、終端射頻前端: 5G 手機加速滲透，帶動射頻前端高增長

1、射頻前端:終端通信核心組成

射 頻前端介 於天線和 射頻收發 之間，是 終端通信 的核心組 成器件 。手機通 信模塊主要由 天線、射 頻前端、 射頻收發 、基帶構 成，其中 射頻前端 是指介於 天線與射頻收發之間的通信元件，包括:濾波器、LNA((低噪聲放大器，Low Noise Amplifier)、PA(功率放大器，PowerAmplifier)、開關、天線調諧。

• 濾波器:用來濾除消除噪聲，干擾和不需要的信號，從而只留下所需頻率 範圍內的信 號。雙工 器，三工 器，四工 器和多路 復用器通 常採用多 個濾波 器的組合，手機中使用的濾波器主要採用 SAW(表面聲波)和 BAW(體 聲波)兩種技術製造。
• PA:在發射信號時通過 PA 放大輸入信號，使得輸出信號的幅度足夠大以 便後續處理。PA 質量和效率因此對手機的信號完整性和電池壽命至關重要。 用於放大接收信號的稱為低噪聲放大器(LNA)。
• 開關:開關在打開和關閉之間切換，允許信號通過或不通過。可分為:單 刀單擲、單刀雙擲、多刀多擲開關。
• 天線調諧器:天線調諧器位於天線之後但在信號路徑的末端之前，使得兩 側的電特性 彼此匹配 以改善它 們之間的 功率傳輸 。由於實 現匹配的 方式因 信號頻率而異，因此該設備必須是可調的。

從具體信號傳輸路徑來說:

• 信號接收路徑:天線(接收信號)-開關&濾波器-LNA(小信號放大)-射頻收發-基帶。
• 信號發射路徑:基帶-射頻收發-PA(功率放大器)-開關&濾波器-天線(發射信號)。

2、通信技術升級，射頻前端價值量倍增

每一代蜂窩技術都會帶來新技術和新的射頻前端價值量。回顧從 2G 到 4G 技術的發展，每一代蜂窩都帶來了新的技術，從2G 到 3G 增加了接收分集， 3G 到 4G 增加了載波聚合，更高的頻段和 wifi 的 2x2 MIMO(Multi-input Multi- output)，4.5G 的進一步升級由增加了超高頻，4x4 MIMO，更多的載波聚合。 更多的頻段，更多的技術帶來了相應的射頻前端元器件的價值量不斷增加。

價值量來看:1）2G 到 4G，射頻前端單機價值量增長超 10 倍，2）4G 到 5G， 射 頻 前端單機價值量增長有望 超三倍。

• 2G:平均成本<1 美金，結構簡單，只需要 1 個 PA 搭配一組濾波器及 天線開關就可運行;3G:平均成本 2.6 美金，增加了接收線路，相應 的元件用量增加。
• 4G:平均成本 7.2 美金，頻段數量不斷增加，元件數量與複雜度遠較2G/3G 終端更大。
• 4.5G:平均成本 16.35 美金，更多載波聚合增加了更多的元件。
• 5G:平均成本>50 美金，頻段更提升至 6GHz 及毫米波段，帶來更多射頻元件以及更多高價值量的射頻元件。

3、5G 網絡分步演進，終端晶片走向集成

網絡端，從 NSA(非獨立組網)到獨立組網(SA)。5G 網絡建設分兩步， 早期 5G 部署將會使用非獨立組網的方式，即利用4G 的核心網絡進行 5G 的覆 蓋，同時兼容 4G，該架構將逐漸升級到獨立組網(SA)。

為了節省成本、空間和功耗，5G SoC 和 5G 射頻晶片的集成將會是趨勢， 而 5G 智能型手機設計有三個演進階段:

• 第一階段:初期 5G 與 4G LTE 數據的傳輸將以各自獨立的方式存在。5G 技術多來自 LTE-Advanced Pro 的演進發展，但 4G 和 5G 兩者的 編碼方式不同，且使用的頻段各異，因此，初期 5G 與 4G 數據的傳 輸將以各自獨立的方式存在。智能型手機部分將是 1 個 7 納米(nm)制 程的 AP 與 4G LTE(包含 2G/3G)基頻晶片的 SoC，並配置一組射頻芯 片(RFIC)。而支持 5G 數據 傳輸端則完全是另一個獨立配置存在，包 括一個 10nm製程、能同時支持Sub-6GHz 及毫米波段的 5G 基頻芯 片，前端配置 2 個獨立的射頻元件，包括一個支持 5G Sub-6GHz 射 頻 IC，另一個支持毫米波射頻前端天線模塊。
• 第二階段: 5G 智能型手機市場仍處於早期階段，加上製程良率與成 本等考量，主流配置仍會是一顆獨立 AP 與一個體積更小的 4G/5G基 帶晶片。
• 第三階段:將會實現 AP 與 4G/5G 基頻晶片 SoC 的解決方案，LTE 與 Sub-6GHz 射頻 IC 也可望進一步集成。而毫米波射頻前端仍必須 以獨立模塊存在。

4、2019 年是 5G 手機元年，2020年有望加速滲透

2019 年是 5G 手機元年， sub 6G 手機 2020年開始加速滲透。在營運商 網絡部署初期 ，毫米波 手機使用 效益相對 較低，同 時由於成 本與體積 問題的存 在，預計 2019-2022 年將以 Sub 6G 為主。

為什麼看好 2020 年 5G 加速滲透?

需 求 端:2019 年下半年的換機需求有一部分會遞延到明年購買 5G 手機;

供給端:2019 年下半年的去庫存和明年補庫存。2019 年下半年手機廠商 一定會大規模的去4G 手機的庫存，因為到明後年這部分機型很難賣出去了;同時，到明後年，5G 手機相對成熟，又要開始一波補庫存。

價格端:5G 手機售價往中低端滲透推動 5G 手機加速滲透，華為 Mate 20 X 5G 手機售價六千多價格低於預期，我們認為這是一個很好的信號，預計國內5G 手機的滲透到 2020 年中有望到 3000 元以上的機型，到 2020 年底 2021 年 將滲透到 2000 元以上的機型。

儘管手機整 體市場增 長放緩， 但由於射 頻元件隨 著網絡升 級是累加 的，隨 著 LTE-A Pro 複雜度的提升和 5G 射頻元件的增加，射頻前端市場仍然會持續 高增長。

在中性假設下，假設 5G 手機滲透率與 4G 同步，2020 年全球的 5G 手機 銷量 1.8-1.9 億部，國內至少 8000 萬以上。樂觀假設下:參考目前國內各廠商 的 forecast 和假設蘋果三款 5G 手機，國產品牌 2020 年 5G 手機加總超過 1.5 億部，樂觀情況下，2020 年全球的 5G 手機銷量將接近 2.5 億部，5G baseband/ap 和 射頻前端半導體， 有可能準備 2.8-3.0 億顆。

二、5G 射頻前端:變化中的機會

1、5G 核心技術:CA、MIMO、調製方案

5G 技術變化比較多，我們會聽到很多相關名詞，比如載波聚合、massive MIMO，高階 QAM(正交振幅調製，rature Amplitude Modulation)等等。事 實上整個通信 技術的升 級都是圍 繞著香農 定理，而 相關的技 術升級也 是圍繞是 香農公式提高係數123信道容量 C，具體來說:

• 增加係數1的物理含義是:增加MIMO 數和增加基站密度(超密集組 網);
• 增加係數2的物理含義是:增加頻譜寬度，一種是使用新的頻段，比 如增加 sub6 G 和毫米波段的新頻譜，或者是 CA(載波聚合)的方式 提升頻譜使用效率。
• 增加係數3的物理含義是:提高信噪比，主要是通過更高階的QAM 調製方式。

2、sub 6G:核心技術給射頻前端帶來的變化

(1)MIMO:增加獨立射頻通道，增加天線調諧和天線開關

M IM O:是一種使用多 根天線 發送 信號和 多根 天線來 接收 信號的 傳輸技 術。 實現在相同頻 帶內的同 一載波上 傳輸不同的 信息。這 種技術又 被稱為空 間復用， 每個天線單獨饋點。5G-Sub 6G 將增加更多的 MIMO，4x4 下行鏈路 MIMO 將 是 5G 的強制要求。

對射頻器件的影響:

• 需要更多的天線和更多的獨立射頻通道，相應射頻前端元件同步增加。

5G sub 6G 手機端，4x4 下行鏈路 MIMO 將是強制要求，可能會是 1T4R(NSA)或者 2T4R(SA)，這對已經支持可選下行 4x4 LTE MIMO 的手機設計，這種改變並不明顯，對於其他許多手機需要大幅 增加射頻器件(LNA，開關、濾波器等)、信號路 由複雜性和天線帶寬， 需要 4 根天線和 4 個獨立的射頻通道。如果考慮上行 MIMO，增加的 元器件更多(PA，開關，濾波器等)。

• 高性能的天線調諧(antennatuner)和天線轉換開關用量增加。

更多的 MIMO 需要增加更多的天線，但是由於手機空間有限，單台手 機可裝載的 天線數量 有限， 因此需要 使每根 天線能夠 高效地支 持更寬 的頻率範圍，將天線數量保持在可承受範圍內。1更多的 antenna tuner 來提高輻射效率;2由於增加的天線數量有限，需要高性能天線 轉換開關能 夠最大化 信號連接 的數量 ，因此天 線開關的 數量也會 增加。

(2)更多的 CA和更高的頻段:頻段數不斷增加

根據本章第 一小節的 分析，提 升頻譜寬 度能提高 信道容量 ，進而提 升傳輸 速率。而提升頻譜寬度有兩種方式，一種是 通過載波聚合(C A)提高頻譜使用 效率;另一種是發展新的頻譜。

載波聚合(CA)

載波聚合(CA)提升頻譜使用效率。 CA 是將多個載波聚合成一個更寬的 頻譜，同時可 以把不連 續的頻譜 碎片聚合 到一起， 提高傳輸 速率和頻 譜使用效 率。可分為:帶間載波聚合、帶內載波聚合(連續/不連續)。

載波聚合帶來頻段數的大幅增加。從 4G LTE4G 到 4G LTE-Advanced Pro， 載波聚合組合的數量呈指數級增長，頻段數也快速增加，從4G LTE 的 66 個增 加到 4G LTE-Advanced Pro 1000 多個，5G 將帶來更多的載波聚合，預計總頻 段數將超過 1 萬個。

載 波 聚 合對射頻前端 的影響:

天線開關數增加;

由於載波聚 合帶來了 頻段數 量的大幅 度增加 ，但是不 會帶來天 線數量 的增加，因此天線開關數量會增加。

濾波器數量大幅增加;

• 濾波器的數 量會大幅 增加， 因為載波 聚合會 帶來頻段 數的增加 ，而增加一個頻段需要增加至少 2-3 個濾波器。
• PA和 LNA不一定會增加，其他開關數也會增加。
• 因為 PA 和 LNA 帶寬比較寬，可以多個頻段共用，用開關切換，因此相應的 PA、LNA 的開關數也會增加。

發展新頻譜使用資源

發展新頻譜使用資源是通信技術發展的持續推動的方向。例如 2G 僅使用 900MHz、1800MHz 兩個頻段，3G 新增 1.9GHz、2.1GHz、2.6GHz 等幾個主 要頻段，而 4G 通訊發展至今已定義多達 60 多個頻段。5G NR 已定義的頻譜 範圍則提高至 6GHz(FR1)，及過去蜂巢式行動網絡從未使用過的毫米波段 (FR2)。

新的頻譜資源開發有朝更高頻段、更大頻譜使用範圍發展的趨勢，5G 通 訊使用更高的 頻段，一 方面是尋 求更多可 作為全球 通訊使用 的頻段， 二方面是 高頻段擁有更寬廣的頻譜資源，能提供 Gbps 級傳輸應用服務。如 4G LTE 移 動通信技術使用頻段從 700MHz 橫跨至 3.5GHz，而在 Rel.15 版本的 5G NR 已定義的頻譜範圍則提高至 6GHz(FR1)，及過去蜂巢式行動網絡從未使用過的 毫米波段(FR2)。

5G 新頻譜對射頻前端的影響:

1）更多更高的頻段:

• 更多的頻段帶來射頻元件的同步增加。
• 濾波器:BAW/FBAR用量的增加。
• 由於 SAW 只支持 2G 以內的頻段，因此 5G-sub 6G 將帶來適合 2G 以上高頻段的 BAW/FBAR 用量的增加;

2）更大的帶寬:最大單通道帶寬由 4G 的 20 MHz 變為 5G sub6 的 100 MHz。

• 在一定情況下需要使用適合大帶寬的 LTCC(低溫共燒陶瓷，Low Temperatrue Co-fired Ceramic)陶瓷濾波器。
• 帶寬變得越 寬，濾波 器的一 致性難度 提升， 溫漂問題 難度增大 ，在一 定情況下需要使用適合大帶寬的 LTCC 陶瓷濾波器。
• PA性能提升，需要覆蓋更大的帶寬。

3)更高階 的 QAM 調製:射頻前端性能提升

QAM 調製又叫正交幅度調製，把多進位與正交載波技術結合起來，進一步 提高頻帶利用率。更高階的QAM 調製可以提升傳輸速率，256QAM 調製的速 度是 64QAM 調製的 1.3 倍。5G 將會使用更高階的 QAM 調製。

更高階的 QAM 調製對射頻前端的影響:

PA等射頻器件需要更高線性度等性能。

QAM 調製點的數量越多，發送的信息越多，頻譜效率越高。但點數越 多，它們在載波上的幅度越接近，信號越可能受到噪音或干擾。RF 組 件的性能必須提高。比如 QAM256 調製將需要更高的 PA 線性度。此 外滿足這些 PA 性能要求可能會帶來功耗上的挑戰。

3、 毫 米 波:革命性的變化

毫米波射頻前端和天線整合成毫米波(mmWave)天線模塊。毫米波射頻 模塊不僅可以集成 PA，濾波器，開關和 LNA，還可以集成天線和天線調諧器， 最終通過 AiP 或 AoP 技術封裝成毫米波天線模組，在這個模組內把天線預先整 合好，提前做 好天線的 調整工作 ，讓所有 器件都能 更智能地 協同工作 ，從而很 容易形成波束，保障信息傳輸質量。

毫米波帶來工藝和材料升級。濾波器:由於 BAW 目前一般支持頻段 6G 以內，因此毫米波段有望使用 IPD 或者陶瓷等技術;PA&LNA&開關:毫米波 段的應用將會採用更多advanced SOI 技術。

4、射頻前端半導體:模塊化是必然趨勢

射 頻前端半 導體模 塊化是趨 勢。由於智能型手機空間有 限，而元件 增加， 射頻前端元件模塊化是必然趨勢。4G 時代集成度不同的射頻前端模組種類較多， 比如 ASM，FEMiD，PAMiD 等等。目前模組化程度最高的是 PAMiD，由於 PA 使用 GaAs HBT，LNA 和射頻開關使用的 RFSOI 等，濾波器採用 MEMS 工藝， 因此濾波器的集成是難點。

復 雜 度 提升，空間有 限，促進模塊化趨勢

隨著通信技術的升級，手機射頻前端的複雜度不斷提升。如下圖 iPhone 和 Android LTE RFFE 的設計演變。LTE 演進的下一步功能更高設備中引入更 高階調製(256QAM)，將 3x20MHz 系統的最大理論吞吐量推至 600mbps 或 速度提高 33%。此外，不久之後實施了 4x4 MIMO 天線布局。同樣，這些進步 增加了 RFFE 整體的複雜性。

分配給射頻前端的 PCB 板面積沒有增加，模塊化成必然趨勢。儘管射頻 前端的用量和複雜性急劇增加，但分配給該功能的 PCB 空間量卻不斷下降，通 過模塊化提高前端器件的密度成為趨勢。

目前射頻組件中模塊占市場的 30%，未來比例會逐漸上升。根據 Navian 估計模塊現在占 RF 組件市場的約 30%，在模塊化趨勢下，該比率將在未來逐 漸上升。從村田濾波器出貨來看，模塊中濾波器出貨占比目前超過了50%，預 計未來比例也將逐步增加。

蘋果，三星，華為，小米等大部分手機都有不同程度的模塊化。按面積來 看，以 iPhone X為例，模塊化射頻器件的面積占比接近了百分之五十。以三星 為例，2012 年三星 Galaxy SIII 中只有 6%的主要射頻元件集成在模塊中，而 這些元件占射頻前端 BOM 成本的 26%(不包括 RF 收發器)。相比之下，模塊 化組件占三星 Galaxy S8 Plus 中射頻前端 BOM 的 87%。

不 同材料的 模塊化以 及減少射 頻器件 之間的干 擾是難點 。射頻前端器件總 體分為兩種工藝，一種是半導體工藝(PA/LNA/開關)，另一種是 MEMS 工藝(濾波器)。由於 PA 使用 GaAs HBT，LNA 使用 GaAs/SiGe，射頻開關使用 RF SOI 都是屬於半導體工藝，而濾波器採用 MEMS 工藝，因此濾波器的集成 是難點。

3G/4G 會是分立式和模塊式並存，5G 增量部分大部分都是模塊

3G/4G 時代射頻前端集成度取決於設計和性價比，分立式和模塊並存。出 於空間的考慮，4G 高端機需要部分射頻器件採取模塊形式，但是射頻前端模塊 成本相對會高，因此低端機主要是分立式的。一般來說射頻集成度與其他類似 設計和定價的智慧型手機中的射頻部分的成本是直接相關的。

5G 時代新增的大部分是模塊，且集成度將不斷提升。

• 模塊化趨勢，5G 新增大部分是 PAMiD、 PA+FEMiD、DRM 模塊。 由於手機空間有限，而 5G 需要增加大量的射頻前端器件，因此，對 於 5G 頻段新增的射頻前端器件，主要是模塊形式，除了一部分 antenna plexer，小開關，天線調諧開關等之外，大部分的增量都是 模塊。
• 射頻模塊里的集成度也在不斷提升。最開始用於低(大約<1GHz)， 中(~1-2GHz)和高頻(~2-3GHz)頻率的射頻器件被封裝在三個單 獨的模塊中。之後低頻段模塊擴展到 600MHz，中頻和高頻模塊合二 為一。模塊中集成的器件也越來越多，超高頻(~3-6GHz)模塊將會 支持現有的 LTE 頻段和 5G 帶來的新頻段。毫米波將是顛覆性的變化， 將天線和射頻前端集成在一個模塊當中。

PA 模塊 skyworks 占領先，avago 在高端 PA 模塊中保持著強勢地位， 接收分集模塊村田出貨最大。由於 PA 市場主要是由 Qorvo，Avago， skyworks 占據，因此 PA 模塊這三家占比最高，其中 skyworks 中低頻模塊出 貨量較大，而 avago 則在中高頻高端 PA 模塊市場占據強勢地位，而接收分集 模塊村田出貨最大。

三、4G 到 5G 射頻前端空間測算:結構性的增長

1、整體高增長:元件數量+複雜度大增，市場空間翻倍增長

全球射頻前端市場空間到 2022 年將超 300億美元，復合增速高達14%。 正如我們前一章討論的，5G 技術的升級和變化帶來射頻前端行器件數量和價值 量的提升，全球射頻前端市場將由 2017 年的 151 億美元，增加到 2023 年的 352 億美元，年復合增速高達 14%。

2、 結 構 性:濾波器>LNA/開 關 /調諧>PA

射 頻前端價 值量增長 具有結構 性，濾波 器、開關 等未來增 速最快 。射頻前 端器件雖然整 體是高增 長的，但 是不同的 射頻前端 器件增長 也是結構 性的。其 中濾波器由於 跟頻段數 相關，增 加頻段就 要增加濾 波器，因 此濾波器 未來幾年 復合增速高達 19%，而 PA 由於是化合物半導體工藝，帶寬較寬，因此可以多 個頻段共用一個 PA，數量上增速相對緩慢。

(1)濾波器:增速最快，貢獻了射頻前端 70%的增量

聲學濾波器 SAW 和 BAW 濾波器目前是主流，SAW 成本低占據 73%市場， BAW 更高頻率。手機端的濾波器主要以聲學濾波器為主，包括 SAW，TC- SAW(溫度性能改進的 SAW)，BAW/FBAR 等。在 SAW 和 BAW 之間，成本 和高頻性能是兩個主要參考因素， BAW 因為在高頻下具有更好的隔離度和插 損，因此高頻性能較好，SAW 由於成本更低價格更便宜，目前仍然占據濾波器 市場的大部分，根據 Resonant 的預測數據，SAW 濾波器目前占終端濾波器市 場高達 73%。

Avago 等美系廠商占比 90%以上 BAW 的市場，SAW 則由村田為代表的 日系廠商主導。在供應格局方面，BAW 濾波器領域 Avago 是龍頭，市占率 60% 左右，其次是 Qorvo 占比 30%。而 SAW 濾波器領域，村田是龍頭占據了 50% 的份額，另外兩家日本供應商 Taiyo Yuden 和 TDK 緊隨其後。

5G sub 6G增量:sub 6G主要以 LTCC和 BAW為主要的增量。5G新頻 段有兩個特點，一個頻率更高，另一個帶寬更寬，因此對於 5G 新增濾波器， BAW / FBAR 濾波器可以處理高達 6GHz 的頻率，具有低損耗特性，帶外抑制 好，適用於相 鄰的頻譜 之間的濾 波。而傳 統的聲學 濾波器目 前不適應 極寬的帶 寬，需要更寬頻寬的情況下 LTCC 濾波器將會是選擇方案。

核心 驅動:CA+頻 段 增加，濾 波器用量 跟頻段線 性相關， 一個頻段 對應至 少 1-2 個以上的濾波器。濾波器不論從數量和價值量上來看都是增長最快的。1從價值量上 來看，濾 波器增長 強勁，雙 工器和多 工器占比 提升，整 個濾波器 價值量將由 2018 年的 92 億美金增加到 2025 年的 280 億美金，2025 年將占 射頻市場的 70%。2從量上來看，增長也非常快，出貨量將占2025 年射頻市 場的 72%。

5G 毫米波增量: IPD 和陶瓷濾波器將可能會是選擇。Skyworks 在其 5G 白皮書中有提 到類似觀 點，並不 認為聲學 濾波器也 可以解決 毫米波的 問題，將 無源器件集成到矽，玻璃或陶瓷襯底中的 IPD(集成無源器件)濾波器將會是 選擇。

(2)PA:整體增長相對平緩

PA 數量增加有限，價值量有提升。PA 主要是對發射的射頻信號進行功率 放大，因此 5G 增加信號發射鏈路就需要增加 PA，但是因為 PA 帶寬較寬，可 以多個頻段共用，比如採用多模多頻的 PA，因此，1從量上來看，PA 沒有什 麼增長，主要多模多頻 PA 的整合程度提高以及低端手機市場(2G 手機)的減 少。2整體價值量有一定增長，因為多模多頻 PA 價值量更高，PA 的價值量將 由 2018 年的 44.5 億美金增加到 2022 年的 50 億美金。

Skyworks，Avago，Qorvo 是 PA 的三大玩家。PA 是屬於射頻前端中的 有源器件，設計製造難度較大，目前 skyworks 是全球第一大供應商，Avago 和 Qorvo 位列二三，三家公司占據了全球手機 PA 市場的 80-90%，成為寡頭 壟斷。

GaAs 將仍然是高端 PA的首選技術，毫米波可能採用 SOI PA。目前砷化 鎵 PA 依然是主流，隨著 LTE Pro 和 5G Sub 6G 的要求的提升，GaAs 滲透率 也將提升。雖然 CMOS PA 越來越成熟並有集成的優勢但是因為參數性能的影 響，它只適用於低端市場，而毫米波可能會採用SOI PA。

5G 對 PA 提出了新的要求。為了支持 5G Sub 6G 新技術，需要新增超高 頻的 PA，比如 2T4R 中 2x2 的上行 MIMO 就需要增加額外的 PA，5G 更大的 帶寬對 PA 提出了新的功耗要求，同時需要更高的線性度，PA 的功耗控制，結 構封裝中的熱管理也變得更加重要。

(3)開關:快速增長，SOI 是首選技術

手機中天線 開關用量 非常多， 種類也很 多，按結 構可以分 為單刀雙 擲，單 刀多擲，多刀多擲開關，按用途可以分為 Tx-Rx 開關，Atenna Cross 開關， Rx 開關等。

射頻開關將迎來強勁的增長，無論是僅用於 Rx還是用於 Rx / Tx。不論是 價值量和數量，射頻開關都將迎來高增長，全球射頻開關市場空間將由2018 年的 14.5 億美金增加到 2025 年 23 億美金，其中 Rx / Tx 開關的增長將來自 MIMO 的分集天線處的 Tx 使用和由於 CA 和更多頻段帶來的天線切換數增加。

SOI 仍然是射頻開關的首選技術，RF MEMS 技術將進入高端天線開關市 場。從技術上來看，目前 SOI 仍然是射頻開關的首選技術，由於 Bulk-CMOS 為了可能會逐漸退出市場，而 RF MEMS 技術將在 2019 年開始滲透，並在高 端天線開關市場穩步增長。

( 4) 天 線調諧:隨著天線數 量和複雜度提升高速增長

天線設計挑戰增多，天線調諧用量增加。14G 時代由於全面屏的推廣， 攝像頭增多等 ，使得天 線凈空變 小，天線 設計難度 增長效率 變低，需 要越來越 多的調諧開關提升天線性能。25G 給天線設計帶來更多的挑戰，從 4G 開始到 現在的 5G，MIMO 逐漸增加，頻段也越來越多，這就帶來天線的增加，在 Sub-6Ghz 的時候，需要 8 到 10 個天線，但到了毫米波時代，手機天線會增加 到 10 到 12 根甚至更多，在天線數量增加的同時，留給天線的空間卻越來越小， 需要類似孔徑調諧(Aperture Tuning)、阻抗調諧(Impedance Matching)和更 小的天線解決方案和低損耗的調諧來解決。

天線調諧用量快速增長。隨著 5G 4x4 MIMO 和 8x8 MIMO 架構帶來的更 多的天線數量 和天線設 計難度增 加，天線 調諧開關 用量快速 增加，需 要更多的 孔徑調諧提升 天線帶寬 ，更多的 阻抗調諧 提升天線 輻射效率 。天線調 諧開關市 場將從 2018 年的 4.5 億美金增加到 2025 年的 12.3 億美金。目前孔徑調諧器 占總體積的 75%以上，但阻抗調諧市場將迅速增長，2025 年將占整個天線調 諧開關市場的 70%。

天線調諧開關技術路徑 SOI 是主流，RF MEMS 份額也將逐漸提升。SOI 是主流技術，被 Qorvo(Qorvo 占目前調諧市場 70%)和 Skyworks 等大廠商 所使用。Cavendish Kinetics(CK)等廠商的 RF MEMS 工藝損耗非常低，獲 得市場認可，份額也在逐漸提升。

( 5) LNA: 隨 著 接收通路增加穩定增長

LNA 市場將穩步增長，特別是因為新增了接收通路。LNA 主要是用於接收 信號時進行小信號放大，以便降低到收發器的線路上的SNR。3G/4G 時，有部 分 LNA 是集成在射頻收發裡面的，沒有單獨的 LNA，因此 LNA 市場空間較小， 2017 年開始快速增長，由於 LTE Adv Pro 和 5G Sub-6 GHz 更嚴高的要求，主 頻段通信被要求具有 LNA。

LNA 目前以 SiGe 為主，長期來看，特別是毫米波，基於 SOI 的 LNA 將 成為主流。目前 iPhone 等主流手機上的 LNA 主要來自英飛凌和 Skyworks，並 且由 SiGe 製成， SOI LNA 由於良好的性能和更低的成本，並且更好整合，將 有可能成本 LNA 的趨勢，特別是毫米波。SOI LNA 與 SOI 開關的模組已於 2017 年開始使用。

3、5G 手機射頻前端半導體價值量拆分以及測算

5G 射頻端變化

• 5G 新增上行 4X4 的 MIMO 需要增加至少 4 根天線，相應的天線調諧 開關和其他開關數量增加。接收分集模塊會增加。
• 更多的頻段，更多的 CA 需要更多的開關，合路器，多工器(濾波器)。
• 5G Sub 6G 還需要 1 個或 2 個超高頻的 PAMiD 模塊(例如，支持 n77 / n78 和 n79，n41 需要額外的一個)，DRx(接收分集模塊)和 其他一些開關、調諧等在1T4R 的情況下也需要增加。在 2T4R 的情 況下，需要再添加一組 6GHz 以下的超高頻的 PAMiD 模塊。
• 對於毫米波(mmWave)，一般需要 3-4 個 mmWave 模塊。
• 濾波器，開關和天線的數量也將增加。

4G 高端機和旗艦機目前射頻前端價值量是12-20 美元。據 Gartner 的數 據，4G 高端手機射頻前端價值量約 12.5 美元，4G 旗艦級的射頻前端價值量約 為 19.2 美元，LTE 旗艦/高端智慧型手機的 RF 前端美元總內容約為 12-20 美元

5G 智慧型手機的射頻成本最初很高，明年有望降到30 美金以下。5G 射頻 前端初期價格很高，按目前價格，5G sub 6 的 2T4R 旗艦機，射頻前端價值量 將高達 37 美金，根據測算，2020 年年中中高端手機有望降到 28 美金，到 2020 年底或 2021 年，5G 滲透率持續下沉，射頻前端價值量有望降到 20 美元 出頭。

四 、 競 爭格局:海 外寡頭壟斷，國內廠商迎來發展 機會

1、併購不斷:射頻前端模塊化趨勢+基帶廠商向前端延伸

模 塊化趨勢 帶動射頻 前端廠 商產品品 類擴張 。模塊化趨勢下，各射 頻廠商 通過各種收併購完善自己的產品線，比如Murata 收購 Peregrine，Qorvo 由 RFMD 與 TriQuint 合併而成，Skyworks 收購 Panasonic 子公司及韓國 MEMS solution 獲得 TC-SAW 及 FBAR 技術等。

高通、聯發科、展訊等 AP/基帶晶片公司紛紛布局射頻前端。高通 2014 年併購 PA 廠商 Black sand，2016 年與 TDK 成立合資公司 RF360;聯發科早 期曾成立射頻 PA 子公司，2015 投資 PA 公司 Airoha，2019 年入股 vanchip， 並解散 Airoha;展訊與銳迪科合併等。

2、當前競爭格局:美日企業寡頭壟斷，占據 90%份額

射頻前端目前以IDM 為主，美系廠商占據主導。前五大:Murata(IDM)、 Skyworks( ID M)、Qorvo( ID M)、Broadcom/Avago(Fabless，除濾波器外)、Qualcomm/TDK Epcos( Fabless )。

• 第一梯隊:美系廠商為主 Broadcom、Qorvo、Skyworks，村田，中 高端市場;
• 第二梯隊:日系廠商 TDK、Taiyo Yuden;
• 第三梯隊:韓台陸廠，低端市場

3、未來格局判斷:模組優於分立式，毫米波帶來新玩家，國內廠商迎來機會

5G 等技術升級帶來射頻前端難度增加，龍頭廠商整體來說地位相對穩定。 射頻前端模組 化趨勢下 ，多產品 品類布局 廠商將具 有更大優 勢，技術 和客戶壁 壘更高。

• 5G 布局路徑一:從 advanced 4Gà5G sub6Gà5G mmwave;以 Broadcom / Avago，Skyworks，Qorvo 和 Murata 為代表。
• 5G 布局路徑二:直接切入 5G mmwave;以高通為代表。前文我們也討論 了，除了現 在的開關 ，調諧之 外，毫米 波有望使 用更多的 矽基工藝(比如 高端 SOI)，毫米波矽基工藝有望使英特爾，三星和華為(海思)成為射頻 前端新玩家。
• 國內廠商:看好持續國產替代，看好具有模組化能力，或者與模組化能力 的廠商合作廠商。

五、投資建議（略）

附 錄: 國內外射頻 前端公司介紹（略）

……

溫馨提示：如需原文檔，可登陸未來智庫www.vzkoo.com搜索下載本報告。

關注公眾號「未來智庫」，及時獲取最新內容。

（報告來源：國金證券；分析師：樊志遠）