当前时点下 5G 进程接近半数,5.5G 蓄势待发,AI 浪潮来势汹汹,在此大背景下从量增、价增和国产替代三个角度探索射频前端市场未来或有的变化趋势。
1. 量端:手机销售量预计回暖,汽车智能化成长迅速
当前时点全球换机率处于低点,预计未来有望回弹。据 TechInsights 的统计数据, 当前 2024 年全球智能手机换机率为 23.8%,换机周期约为 51 个月。分地区看,2025 年至 2026 年中美洲和拉丁美洲的换机率最高,从 2027 年开始,预计中欧和东欧的换机 率将超过中美和拉美,并将持续上升至 33.8%。

换机率的提升或将带动手机出货量走出低谷,逐渐进入平台期。据 Canalys 2024 年 10 月的统计数据,24Q3 全球手机出货量超过 3 亿部,YoY 达 5%,伴随新产品的不断 推出以及宏观经济修复下消费电子需求的复苏,智能手机市场连续四个季度实现增长。 Canalys 预测认为 2024 年全年全球智能手机出货量将达到 12 亿部,同比增长 5%,并 且在 2024 至 2028 年期间将达到约 2%的 CAGR。 我们认为在多重因素推动下,智能手机市场回暖有较高的确定性。智能机市场走出 拐点的判断因素如下:①AI 加持下用户换机意愿提升,未来五年内或将成为 AI 手机的 快速渗透期;②新兴市场成为助力智能机复苏的重要推手,5G、折叠机等机型在中东欧、 拉美等地区仍有较大的渗透空间;③全球宏观经济修复有望拉动消费热情回暖,叠加 2020 年至 2021 年期间手机的高出货量行至换机节点。
新出货 5G 手机市占过半,预计将持续提升。据 Canalys 数据,2023 年全球 5G 手 机市占率达 59%,预计 2024 年市占率将达到 67%,至 2028 年将进一步提升至 87%。 支持不同通信标准的手机中的射频前端芯片价值具有较大的差别,5G 手机中的单机价 值量显著高于 4G 手机,5G 手机渗透率持续提升下射频前端市场规模将维持增长。
分品牌和分地区来看,5G 手机渗透空间仍存。分品牌看:据 Canalys 数据, 24Q1 全球 5G 手机品牌出货量上,苹果和三星手机出货量排名位居第一第二,出货量 均超过 4000 万部。我们根据苹果和三星 Q1 的全部手机出货量测算,苹果 5G 手机渗 透率超 90%,三星 5G 手机渗透率也超过了 65%。然而与此对应的则是,国产手机品 牌的 5G 渗透率普遍较低,根据我们的测算,OPPO、小米和 vivo 的 5G 渗透率分别约 为 40%/60%/60%左右,距苹果、三星这类广泛覆盖全球市场的头部手机厂商还有一定 距离。 分地区看:据 Canalys 数据,大中华地区、北美地区和西欧地区的 5G 渗透率居 高,分别达 92%/90%/78%。可以看出,渗透率较高的地区具有以下特点:①经济总量 水平较高,当地居民可支配收入水平较高;②多数地区具有知名度高、销量可观的本土 手机厂商;③通信业相对较发达,5G 基站建设规模和速度较快。然而随着全球范围内 5G 基站的持续建设,中东欧、拉美等地区成为 5G 未来加码渗透的主要贡献力量,这 与我们在前文中对未来 3-5 年期间手机换机的判断也相契合。
汽车网联化和智能化趋势下,汽车市场提供射频前端的增量。现代汽车作为集成了 复杂电子系统的平台,具备自动驾驶、网络通信、辅助驾驶以及多样化娱乐服务功能。 在这一转变中,车载无线通信技术起到了关键作用,而这离不开射频前端技术的支持。 在汽车端射频前端主要应用于卫星通信、信息娱乐、车对万物通信(V2X,Vehicle-toEverything)以及定位等功能。 伴随 RedCap 的引入升级,汽车有望广泛接入 5G 通信。5G RedCap 裁剪了终端 支持带宽、接收天线数量、降低调制阶数等方式,大幅降低终端成本和功耗,接入汽车电子架构升级顺理成章。据 IDC 数据预测,至 2025 年全球网联车规模将达到 7830 万 辆,5 年 CAGR 预计将达到 11.5%。在汽车网联化的大趋势的带动下,据 UK Goldman Sachs 数据预计,至 2025 年全球车载射频市场规模将达 9.87 亿美元,成为拉动射频前 端市场增长的第二动能。
2. 价端:高端化有望维持,模组化趋势明确
高端机市占率逐渐加大,通常搭载射频前端价值量更高。智能手机市场的消费者愿 意花更多的钱来获得可以更长时间使用的高质量设备,旗舰产品也已成为许多消费者的 身份象征,尤其是在新兴市场,高档价位段的手机渗透率越来越高。据 Counterpoint 数 据, 预计 2023 年全球单价高于 600 美元的智能手机市场份额达到了 24%。同时,IDC 的数据表明,2023 年中国高端机型的市占率达 27.4%,中国市场呈现高端机和低端机份 额挤压中间价位段的趋势,也说明了高端路线和性价比路线是未来一段时间内更易受消 费者欢迎的选择。而通常高端机为符合其产品定位,通常会搭载价值更高的各类配置, 包括价值量更高的射频前端,有望从价格角度拉升射频前端市场。
支持5G的集成模组仍将在未来1-2年内作为射频前端的主流选择。在仅支持2G/3G 的智能手机市场上,分立方案更受欢迎,这主要是源于早期遗留下来的设计习惯,手机 平台方案并不像当前这么集中,同时射频前端的设计难度相对较小,因此采用分立器件 的方案就足以满足各方面需求;而在 4G 手机之中,分立方案与集成方案早期相差不大, 但是随着集成模组的发展,两者所占市场份额逐渐扩大,集成方案的受众愈发增多。 到了 5G 时代,以下几方面原因的作用下导致集成方案几乎全方面胜出:
①需要支持的频段及频段组合也在 4G 的基础上显著增加,射频元器件的数目出现 了急剧地增长。 ②手机功能的愈发复杂使得 PCB 面积成为了最宝贵的资源之一,而分立方案的面 积大大超过了可用的 PCB 面积。 ③随着 5G 射频复杂度的显著提升,分立方案的调试时间会大幅增加;同时从成本 上来讲,还需要消耗更贵的 5G 测试设备、熟悉 5G 测试的工程师资源。而集成方案中 大部分的调试已经在模组设计过程中内部实现,调试工作量将更多地移到软件端,因此 调试效率大大提升。
Phase 系列在 4G 时代成为射频前端的主流设计方案。为了应对 4G 时代射频前端 的复杂性和多样性,为了满足全球不同运营商、终端厂商、器件厂商的需求,作为芯片 平台厂商的联发科联合终端厂商、器件厂商共同发起定义了规范化、兼容化的 4G 射频 前端方案。 分立方案在 5G 时代虽仍在发展,但缺乏官方定义。 Phase2:联发科在 2014 年定义了第一代归一化 4G 射频前端方案——Phase2, Phase2方案的定义不仅仅考虑到了当前方案的统一,还考虑到了方案生态的可达成性、 未来协议的演进、4G 三模/五模的共存等。 Phase3/5:随着载波聚合(CA,Carrier Aggregation)技术得到关注,Phase3 及 Phase5 被定义来支持不同的 CA 场景。Phase3 可以支持到 2 下行 CA 及带内上行 CA; Phase5 利用多工器的引入 ,又将 CA 能力提升到了 3 下行 CA 及带间上行 CA,不过 PA 后端插损增加,对 PA 输出功率的要求提升。 Phase5N:5G 到来之后,头部终端厂商主导将 Phase5 MMMB PA(Multi-Mode, Multi Band Power Amplifier Module)增加了支持 5G NR 信号的定义,被业界称之为 Phase5N(“N”代表支持 5G NR)PA,基于这颗 MMMB PA 所构建起来的 5G 方案也 称之为“Phase5N 方案”,然而这一方案并非由联发科所定义,联发科也暂时并未继续 拓展分立器件的方案。
集成方案持续演进,Phase8 集成度进一步提升。 Phase6/6L:该时点 PA 和滤波器厂商开始整合,PAMiD 得到深度布局。联发科在 2016 年推出 PAMiD 方案 Phase6 定义,随后又进行成本优化,去掉冗余载波和滤波器, 升级到更贴合中国市场的 Phase6L(Phase6 Lite),Phase6L 也在公开市场的 PAMiD 方 案中取得成功。 Phase7/7L/7LE:5G 的到来使得市场亟需新的集成方案,联发科在此时定义了 Phase7 方案。Phase7 方案的 Sub-3GHz 部分主要由 Phase6/Phase6L 继承而来。在 5G 新增加的 Sub-6GHz UHB 部分,重点定义了支持 n77/78/79 频段、集成 SRS 开关 的双频高集成模组。此后联发科又快速定义了 Phase7L(Phase7 Lite)、Phase7L 增强 版(Phase7LE,Phase7L Enhancement),以适应 5G 市场的快速变化需求。 Phase8:联发科于 2021 年开始联合器件厂商、终端厂商共同梳理定义新的 5G 集 成方案。优化了以下内容:重新定义 Pin 脚、尺寸,重新梳理芯片方案;针对 5G 需求 优化内部拓扑,将 5G 系统中所需要的 EN-DC、SRS 开关方案考虑进来;针对 5G 应用 场景,定义全新的通路隔离度、控制时序、开关架构;去掉 4G 时代的冗余功能;针对 不同终端应用场景,定义 Phase8/8M/8L 方案,摆脱之前方案中的“一刀切”。
对于不同机型而言,5G 时代的需求差异主要来源于性能,集成度方面逐渐达成共 识。在 5G 时代之前,高端机型通常采用集成方案以实现更强的射频性能,而中低端机 型则普遍倾向于采取分立方案牺牲掉一定的性能以降低成本。然而由于我们在前文中提 到的器件数量、PCB 面积、调试时间三个主要约束,使得在 5G 时代的射频前端对高集 成度的追求是天然的。诚然分立方案仍然具有较低成本和较高灵活度的优势,但是为实 现支持 4G/5G 双连接、海外 CA 等功能时射频前端的架构将会大大复杂,而过高的复杂 性、PCB 的更大面积占用和更多的调试时间带来的成本劣势足以抹平分立器件的低价优 势,因此中低端机型也就倾向于转向集成方案。 Phase8L 兼顾成本与性能,或将成为中端手机的主流方案。Phase8L 具有以下几 个特点: ①All-in-one 一颗全覆盖:进入 5G 时代后,更多 5G 新频谱被开辟出来,比如 n77 频段(3.3GHz-4.2GHz),拥有大带宽的新频段资源后,移动终端对于频谱需求也从 4G 时代碎片化频谱 CA 需求中解脱出来,转向对重点 5G 频段,以及重点 4G/5G EN-DC 支 持上,因此 Phase8L 采用 All-in-one 的方式进行设计,仅用一颗进行 Sub-3GHz 全频段 覆盖; ②针对 5G 需求进行了架构优化:支持 Mid Band 与 High Band、Low Band 与 High Band 的两通道同时发射,同一模组可支持国内的 B3 与 n41、B39 与 n41 的 EN-DC 组 合; ③有望在未来实现 3.4V 低压:目前 Phase7 系列射频前端均需要升压电路,完成 PC2 的功率支持,部分产品甚至 PC3 功率也需要提升电源电压。而在最新的 5G Phase8L 设计中,终端厂商倾向于模组芯片全频支持 3.4V 低压电源,以达到整体方案的最优设 计。
随集成化趋势演进,射频前端单机价值量有望进一步提升。尽管随着 Phase 系列的 发展,集成模组的成本有望得到控制,然而基于以下原因,从分立器件转向集成模组仍 将带来射频前端价的提升: ①分立方案可能采用更低成本的工艺来制造。比如部分分立方案采用低成本的 GaAs HBT 晶圆来制造,而集成模组在设计之初,会选择采用较为成熟的工艺来进行设 计; ②可提供分立方案的厂商较多,竞争充分且激烈,近期甚至出现不健康竞争。造成 分立方案售价过低; ③集成模组芯片中有功能冗余,因此无法像分立方案快速针对应用减少冗余模块使 用。

5.5G/6G 指日可待,射频前端新技术蓄势待发,或进一步拉升价值量。2024 年 6 月 18 日, 3GPP R18 标准正式冻结,R18 不仅是 5G 标准的第四版,更是面向 5.5G(5GA,5G-Advanced)的第一个版本,因此 R18 的冻结也标志着 5G 技术迈入新的阶段。 在 3GPP 规划的 5G 技术标准中,R18-R20 的阶段为第二阶段,3GPP 将其定义为 5GAdvanced 阶段,即俗称的 5.5G。我们认为 5.5G 时代射频前端价值量有望进一步提升, 原因如下: ①5.5G 终端的连接速率必须达到下行 10Gbps 以上,上行 1Gbps 以上,而在当前技术水平下,单位频谱资源的速率已经接近极限,因此需要更强的 CA 能力以提升频谱 资源的管理调度能力; ②5G 基带和射频系统需要同时支持 Sub-6GHz 和毫米波频段,而为了节省终端设 备的 PCB 面积资源,将毫米波以及 Sub-6GHz 频段支持功能融入到同一个射频收发器 的方案会带来更多优势,有望成为主流; ③5.5G 时代调制解调器及射频系统有望引入 AI 处理器以实现增强的全球导航卫星 系统定位和辅助毫米波波束管理。
3. 国产替代:手机带动国产导入,替代条件逐渐成熟
华为重返高端手机市场,国产手机份额趋势回升。全球角度看,小米、OPPO、vivo 三家 24Q3 合计全球市占率达 32%,连续 2 个月站在 30%之上,2023 年华为发布 Mate60 系列重返高端手机市场,同时期,国产品牌知名度进一步提升,纷纷扩展海外市场使国 产品牌市占率止跌回升。国内角度看,“华米 OV 耀”五家 24Q2 合计中国市占率超 80%, 华为的回归一定程度上拉动了国产品牌的认可度。
国产射频终端厂商有望受益于国产手机市占率提升。不同于苹果手机所使用的射频 前端主要来源于 Skyworks、博通等海外大厂,国产手机品牌及 ODM 厂商出于供应链安 全及器件成本等问题考虑,相对会更倾向于国产供应商。我们在统计国内的主要射频前 端厂商的客户导入情况后,可以看到目前国内的主要射频前端厂商已纷纷导入到市场份额较大的手机品牌商的供应链中,伴随终端手机厂商的成长,射频前端厂商有望在此过 程持续受益。
当前国产射频前端市场份额不足 20%,但正处于奋力追赶期。据 Yole 数据,2022 年全球射频前端市场主要由博通、高通、Skyworks、Qorvo、Murata 五家瓜分,欧美日 大厂通过不断地并购,使射频前端的市场达成了寡头垄断的竞争格局,合计市占率达 80%。然而我们判断国内厂商的份额将会逐渐突破,原因在于: ①中美竞争下,我国手机和 ODM 厂商等具有供应链风险高的被动限制,以及追求 成本高效和国产替代的主观能动性,有望积极导入国产射频前端厂商; ②生产难度最大且壁垒最高的滤波器行业的技术工艺不断突破,在生产环节具有了 脱钩海外大厂的前置条件。
海外大厂的中国大陆营收逐渐减少,国产厂商的替代空间广阔。仅考虑业务主要集 中于射频前端的企业来看,我们统计了海外射频前端大厂 Skyworks 及 Qorvo 的分地区 营收变化情况,可以明显观察到以下两个趋势:①海外大厂在中国大陆的营收逐渐缩减; ②中国大陆的营收缩减成为总体营收降低的重要因素。Skyworks 2023 财年的营收为 47.72 亿美元,中国大陆地区营收 3.58 亿美元;Qorvo 2024 财年的营收为 37.70 亿美 元,中国大陆地区营收 7.27 亿美元。与此同时,2023 年卓胜微/唯捷创芯/慧智微的营收 则分别仅为 43.78/29.82/5.52 亿元,因此国产替代的空间仍十分充裕。