2024年国博电子研究报告:TR组件领军者,多维度发力未来可期

  • 来源:国元证券
  • 发布时间:2024/03/19
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国博电子研究报告:TR组件领军者,多维度发力未来可期。国博电子背靠中电科55所,T/R组件技术积累深厚,目前是国内面向各军工集团销量最大的有源相控阵T/R组件研发生产平台,同时公司设计的射频集成电路多项指标达到国际先进水平,在射频芯片新产品上取得突破,是全球范围内具备GaN射频模块批量供货能力的极少数企业之一。近5年,公司的营业收入和净利润持续稳定增长,并积极开展技术研发和市场开拓,募投项目进展顺利,实现军民领域的快速发展。有源相控阵雷达成为主流,公司T/R组件业务有望充分受益有源相控阵雷达在频宽、功率、效率以及冗度设计方面存在巨大优势,目前已逐步成为雷达发展的主流,T/R组件作为相控阵雷达的...

1.T/R 组件领军者,民用射频领域拓展迅速

1.1 背靠中电科 55 所,军民技术协同助推公司快速发展

国博电子是国内面向各军工集团销量最大的有源相控阵 T/R 组件研发生产平台,同 时公司基站射频集成电路技术处于国内领先、国际先进水平。公司主要产品为有源 相控阵 T/R 组件、射频模块和射频芯片。公司产品覆盖防务与民用领域,有源相控阵 T/R 组件主要应用于精确制导、雷达探测领域,系列化射频集成电路产品主要应用于 移动通信基站,并逐步拓展到移动通信终端和无线局域网领域。 深耕射频芯片领域多年,整合 55 所微系统事业部技术实力深厚。2000 年公司成立, 主要针对无线通信等应用领域开发射频芯片产品,公司先后在 2010 年收购五十五所 通信系统和集成电路设计业务,2019 年整合中国电科五十五所微系统事业部有源相 控阵 T/R 组件业务。2020 年,公司完成股改成立“南京国博电子股份有限公司”。 2022 年 7 月 22 日,公司于科创板上市。

国基南方为控股股东,中国电科为实际控制人。公司直接控股股东为国基南方,持有 公司 35.83%的股份,中国电科通过国基南方、中国电科五十五所和中电科投资间接 控制公司 55.45%的股份,为公司实际控制人。中电国基南方集团有限公司是以五十 五所为核心资源组建,以固态器件、微系统、光电显示与探测器件为主业的企业集团, 隶属于中国电子科技集团有限公司。中国电子科技集团有限公司是中央直接管理的 国有重要骨干企业,是我国军工电子主力军、网信事业国家队、国家战略科技力量。

管理团队经验丰富,技术人员专业底蕴深厚。公司的研发管理团队、生产管理团 队、质量管理团队和市场销售团队具有丰富的集成电路行业相关经验,具备扎实的 专业能力和丰富的管理经验。公司核心管理团队构成合理,涵盖经营管理、技术研 发、市场营销、生产运营、质量控制、财务管理等各个方面,互补性强,保证了公 司决策的科学性和有效性。公司核心技术人员技术实力深厚,在射频集成、有源相 控阵 T/R 组件、化合物半导体微波毫米波芯片领域,获得多项国家级、省部级研发 项目和课题。 T/R 组件研发平台先进,射频模块技术指标达国际先进水平。公司主营有源相控阵 T/R 组件,具备 W 波段及以下频段的 T/R 组件产品设计平台、高密度高精度三维集成 工艺平台以及全自动通用测试平台等平台化能力,研制数百款有源相控阵 T/R 组件, 技术水平达到固定状态产品数十项,产品广泛应用于弹载、机载等领域。同时,国博 电子是全球范围内具备 GaN 射频模块批量供货能力的极少数企业之一。新一代金属 陶瓷封装 GaN 射频模块及塑封 PAM 等产品在线性度、效率、可靠性等产品性能与国 际主流产品水平相当,产品覆盖面、种类、技术达到国际先进水平。

T/R 组件和射频模块业务与射频芯片业务相辅相成,相互协同。射频芯片是 T/R 组 件、射频模块的重要组成部分,国博电子在射频芯片领域掌握具有自主知识产权的核 心技术。基于自主核心技术,国博电子形成了系列化的射频芯片产品,应用于移动通 信基站和移动终端等领域,射频放大类芯片产品、射频控制类芯片主要性能指标均处 于国际先进水平。

1.2 业绩持续稳步增长,募投项目稳步推进

营业收入实现稳步增长,利润端表现优异。公司自 2018 年起营业收入及利润持续稳 定增长,2019 年至 2023 年营业收入年均复合增长率 12.52%,归母净利润年均复合 增长率 13.36%。2023 年公司始终聚焦有源相控阵 T/R 组件和系列化射频集成电路产 品等主营业务发展,不断加强公司生产制造能力,持续提高产品质量、提升生产效率, 最大程度推进生产交付,营业收入和净利润均实现增长,总体营收 35.67 亿元,同比 增长 3.08%;实现归母净利润 6.06 亿元,同比增长 16.45%。

T/R 组件和射频模块贡献主要收入,多维度发力保证可持续发展。营业收入由 2018 年的 12.71 亿元增至 2022 年的 31.39 亿元,期间复合增速高达 25.35%,截至 2023H1, T/R 组件和射频模块收入占比增长至 95.84%,贡献公司主要收入来源。随着多重外部因素影响,目前国内 5G 基站市场整体增速放缓,射频芯片产品营收由 2018 年的 3.41 亿元下降至 2023H1 的 0.65 亿元,截至 2023H1 收入占比下降至 3.38%,但公司通过 不断拓展产品领域,加强新产品研发和新客户拓展等措施,努力实现射频集成电路业 务的稳定可持续发展。

毛利率和净利率基本保持稳定,未来盈利能力有望进一步提升。从盈利端看,公司 2018 年至 2022 年销售毛利率保持在 30%左右,净利率约 15%,2023Q1-Q3 毛利率和 净利率分别为 32.25%和 15.93%。其中,T/R 组件和射频模块 2020、2021、2022 毛利 率分别为 30.18%、33.33%、29.21%,射频芯片 2020、2021、2022 毛利率分别为 28.86%、 40.33%、42.52%。射频芯片毛利率较 T/R 组件和射频模块更高,未来随着 T/R 组件和 射频模块规模化的提升和射频芯片多项科研项目的落地,公司盈利能力有望进一步 提升。

研发投入持续增长,期间费用管控效果较好。公司重视研发,2019 年至 2022 年公司 研发费用分别为 1.63 亿元、2.08 亿元、2.44 亿元和 3.45 亿元,占当期收入比例分 别为 7.31%、9.38%、9.73%和 9.97%,呈不断增长趋势。截至 2023 年 6 月 30 日,公 司已取得 69 项专利,其中发明专利 40 项,实用新型专利 29 项,技术优势有望进一步巩固公司市场竞争优势,从而带动业绩持续增长。销售费用率、管理费用率、财务 费用率均保持在较低水平,期间费用率总体保持稳定,管控效果较好。

射频集成电路产业化项目有序推进,引领国内 5G 通信技术发展。公司募集资金总额 28.4 亿元,主要用于射频芯片与组件产业化项目和补充流动资金项目,其中射频芯 片和组件产业化项目在已有的射频芯片、微波毫米波 T/R 组件和射频模块产品的基 础上,进一步升级研发射频芯片、模块和 T/R 组件领域相关技术;补充流动资金项 目主要用于支撑公司核心业务快速发展对流动资金的需要。目前第一期射频集成电 路产业化项目已建成投产,第二期于 2023 年 9 月 10 日在南京市江宁区开工建设, 随着射频集成电路产业化项目的逐步落地达产,公司有望成为国内宽禁带半导体器 件及模块国内最大供应商,5G 通信技术国内发展主要引领者。

员工持股平台南京芯锐总持股比例达 5.73%,激励充分激发公司活力。公司积极实施 员工持股计划,南京芯锐、南京芯枫、南京芯洲、南京芯坛、南京芯熜和南京薪芯为 员工持股平台。其中南京芯锐为公司直接员工持股平台,持有公司 5.73%的股份,其余五个员工持股平台除股权投资国博电子外,尚未经营其他业务,分别持有南京芯锐 17.96%、15.51%、11.64%、9.77%、2.78%的份额。股权激励计划有望激发人才积极性 和创新活力,推动公司向战略和经营目标稳步前进。

2.T/R 组件是相控阵雷达核心器件,多领域应用广泛

2.1 T/R 组件是决定有源相控阵雷达性能关键器件

T/R 组件是有源相控阵雷达的核心组成部分,广泛应用于机载、弹载和星载等领域。 有源相控阵雷达天线辐射单元通过 T/R 组件对发射信号的功率放大和接收信号的低 噪声放大以及幅度和相位的调整,从而完成发射和接收波束的空间合成。T/R 组件包 含微波开关、功率放大器、低噪声放大器、移相器、衰减器和电源及控制等复杂的电 路系统。覆盖了微波集成电路、高速数字电路等技术领域。采用大量 TR 组件的有源 相控阵雷达系统将在机载、弹载和星载等领域应用中发挥越来越重要的作用。

以 T/R 组件为核心的有源相控阵(AESA)技术在多领域应用中占据核心地位。有源 相控阵雷达具有快速电扫描、数字波束形成和空间功率合成等优点,可同时完成预警、 跟踪、制导和火力控制等多种功能,具有非常强的多批目标处理功能,是现代作战体 系依赖的先进装备。迄今为止,各种地面防空、舰船防御、导弹制导、炮位侦察、机 载火控和靶场测量等普遍采用了有源相控阵雷达技术。无论是何种用途的有源相控 阵雷达,其每个或数个辐射单元后均接有一个固态 T/R 组件,一部有源相控阵雷达, 少者需几十数百,多则要成千上万个 T/R 组件,T/R 组件的性能直接决定了雷达整机 的各项指标。

2.2 相控阵雷达成为未来雷达主流路线,配套 T/R 组件需求旺盛

雷达技术经过 70 多年的发展历程,目前仍在高速发展和演变。雷达技术先后经历了 二次世界大战、冷战军备竞赛、新军事革命等不同历史因素的促进并经受了考验。雷 达技术的体制、理论、方法、技术和应用都已得到很大的发展。进入新世纪前后的 10 多年间,雷达技术面临的目标、环境、任务,以及支撑雷达系统研制生产的相关技术, 都发生了深刻的变化。当今雷达技术仍在高速地发展和演变。从而衍生出许多新的概 念、体制和技术,以适应未来全球资源竞争对雷达技术提出的严峻挑战。

相控阵雷达较于机械雷达性能优势明显。从雷达设计原理看,有源相控阵火控雷达的 工作带宽可达 2~4GHz,是机械扫描体制火控雷达的 10 倍,有效提高复杂电磁环境下作战能力。相比机械扫描雷达天线,有源相控阵天线在工作时不做机械转动,敌方 雷达只能在有源相控阵面正前方很小的空间角内收到反射波,还可以通过合适的安 装角度来有效降低其在主要威胁方向的雷达反射面积,从而提高隐身能力。

有源相控阵雷达在频宽、功率、效率以及冗度设计方面存在巨大优势。相控阵雷达是 由大量相同的辐射单元组成的雷达面阵,具有波束切换快、抗干扰能力强等特点,可 同时跟踪多个目标,具备多功能、强机动性、高可靠性,成为当今雷达发展的主流。 相控阵雷达根据天线的不同分为无源相控阵雷达(PESA)和有源相控阵雷达(AESA)。 PESA 仅有一个中央发射机和一个接收机,发射机产生的高频能量,经计算机主动 分配给天线阵的各个单元,目标反射信号也是经各个天线单元送达接收机统一放大; AESA 的每个天线单元都配装有一个发射/接收组件(T/R 组件),每一个 T/R 组件 都能自己发射和接收电磁波。

有源相控阵雷达造价高昂,T/R 组件造价占雷达系统主要部分。根据公司招股书,一 部有源相控阵雷达天线系统成本占雷达总成本的 70%-80%,而 T/R 组件又占据了有 源相控阵雷达天线成本的绝大部分。

机载有源相控阵雷达逐渐成为军用战机必备的标准配置。随着美国军事再平衡、空 海一体战、第三次抵消战略的不断提出,和下一代预警机、下一代轰炸机、下一代隐 身战斗机、传感器飞机、自主无人机等新型装备的不断出现,机载有源相控阵雷达将 会随着新型战机的不断推出进入一个崭新的阶段,伴随相控阵宽带、共形轻薄化、低 功耗技术的发展,作为为武器系统提供态势感知和打击瞄准等情报保障的重要手段, 机载有源相控阵雷达将会越来越普遍地得到应用。

有源相控阵导引头探测能力突出,配套 T/R 组件需求旺盛。精确制导装备是指直接 命中概率大于 50%的制导装备,具有突防能力强、命中精度高、杀伤威力大等优势, 在现代战争中得到了越来越广泛的应用。雷达导引头作为精确制导武器的眼睛,可有 效地把导弹和目标关联起来并输出它们之间的相对运动信息。有源相控阵雷达导引 头凭借灵敏度较高、信号处理能力较强、可靠性较高等特点,成为弹载武器的倍增器。 由于有源相控阵雷达的每个辐射器后端均需配装一个 T/R 组件,该种体制带来 T/R 组件数量级的大幅提升。

相控阵雷达技术发展迅速,加快多领域应用节奏。相控阵雷达具有扫描时间快、抗干 扰能力强、可靠性高等特点。现代军用雷达中最为广泛应用的相控阵雷达已有机载火 控雷达、预警机雷达、陆基防空雷达等多款类型研制成功,有望在数年内大规模列装。 根据《全球军用雷达市场 2015-2025》报告,2025 年机载雷达、舰载雷达市场将占 据全球军用雷达市场的 35.6%和 17.2%,二者合计占全球军用雷达市场的 50%以上。

2.3 有源相控阵天线是实现“星-地”互联的重要手段,T/R 组件占据核心 地位

有源相控阵天线是满足卫星通信数据传输的重要手段。随着航空航天技术的飞速发 展,卫星通信的数据传输需求不断增长,低增益星载天线已不能满足相关需求,在星 上采用有源相控阵天线是重要解决手段之一。当前,相控阵天线以其小型化、快速扫 描、高增益、低旁瓣以及波束赋形等突出优点,已经在欧美发达国家相关卫星及终端 中得到广泛应用。特别是在以“星链”为代表的 NGSO(非静止轨道)卫星和以 Viasat 系列卫星为代表的 GEO(地球同步轨道)卫星系统中,得到了广泛应用。

全球军用卫星通信市场规模逐年增长,我国卫星通信市场空间广阔。根据 Market and Markets 的报告,全球军用通信市场规模预计将从 2018 年的 315 亿美元增长至 2023 年的 377 亿美元,年均复合增长率为 3.6%,其中卫星通信领域的增长或为主要贡献 之一。随着我国低轨卫星发射进入集中发射阶段,将加速推进卫星制造产业规模的发 展速度,未来经济效益可观。

全球低轨星座竞争激烈,多家国际巨头加速入局。由于低空领域有限,只能容纳约 6 万颗卫星,无论是频谱和轨道,国际 ITU 采取“先占先得”的原则,中国、美国、英国、 俄罗斯等主要经济体都在低轨卫星领域开展了一系列布局以 Starlink、OneWeb 等为 代表的国外低轨互联网星座计划层出不穷,成百上千颗甚至上万颗卫星已进入星座 部署阶段。截至 2023 年年末,已有 5650 颗 Starlink 卫星发射升空,并计划到 2027 年,建立含 42000 颗 Starlink 卫星的星座。

我国卫星互联网星座计划主要是 GW 星座和 G60 星链。除了“鸿雁”“虹云”等星座 规划,中国星网规划了规模达 1.3 万颗低轨卫星的“GW”星座,今年有望进入第一阶 段发射阶段。“G60 星链”是目前国内除中国星网公司“GW”星座之外,另一重要的 卫星互联网发射计划,其于 2021 年 11 月 26 日落地上海松江,是上海联合长三角 9 大城市共同打造全国首个卫星互联网产业集群,预计将于 2024 年开始批量发射 G60 星链第一批次卫星,建设周期为 2024 至 2027 年。根据垣信公司发射规划,每次发射 任务将以 1 箭 18 星方式进行,在 2025 年底前完成 648 颗 GEN1 卫星发射任务,在 2026~2027 年完成后续 648 颗 GEN2 卫星发射任务。

T/R 组件价值含量高,成本占比约为 50%。传统的有源相控阵天线中收发组件和结构 件(含连接器、电缆等互联组件)的成本占比最高。控制系统和电源系统的成本占比 次之,天线单元和馈电网络的成本占比最低。根据《低成本毫米波相控阵关键技术研 究》,T/R 组件作为收发组件,占传统有源相控阵成本的 50%左右。

2.4 核心技术业内领先,主要客户合作关系稳定

平台化能力突出,关键核心技术业内领先。国博电子具备 W 波段及以下频段的 T/R 组 件产品设计平台、高密度高精度三维集成工艺平台以及全自动通用测试平台等平台 化能力,T/R 组件产品设计平台积累了高频低损耗传输互连设计、三维立体叠层组件 设计、有源无源器件协同设计、高效率、高线性电路设计、大功率高效散热设计等关 键核心技术。高密度高精度三维集成工艺平台积累多温度梯度钎焊工艺、多层堆叠互 连工艺、大功率模块封测等关键核心技术。全自动通用测试平台积累了可靠性试验分 析测试等关键核心技术。公司通过多年的高研发投入,目前已成长为业内突出的平台 化公司且拥有多项核心技术,未来随着相关方向需求的快速提升,公司有望充分受益。

公司在研项目推进节奏稳定,成果落地有望助推公司高效发展。公司有源相控阵 T/R 组件业务拥有雄厚的技术储备和产品储备,并持续保持研发投入和产品创新,未来随 着进入批产阶段的 T/R 组件产品型号不断增加,核心产品销量也将持续增长。除此 之外,公司在射频芯片领域持续投入,加大对移动终端射频领域的研发力度,未来有 望成为公司业绩新增长点。

主要客户为军工集团下属单位,合作关系稳定。发行人的前五大客户中除 B 公司及 其关联方外,其余均为国内军工集团下属单位,主要包括中国航天科技集团有限公司、 中国航天科工集团有限公司、中国航空工业集团有限公司、中国电子科技集团有限公 司、中国电子信息产业集团有限公司等。发行人与主要客户建立了稳定的合作关系, 报告期各期前五大客户的变化主要系客户需求变化所致。

3.射频模块国产替代前景广阔,终端射频芯片想象空间大

3.1 5G 技术高速发展带动 GaN 射频领域需求量高增

5G 技术大规模应用带动基站建设数量持续增长。从工信部公布的数据来看,2023 年 年底,我国共有 4G 基站 629 万个。4G 频段在 2.3GHz,主流 5G 频段在 3-5GHz 区间,频段越高波长越短,即覆盖半径越小。若要实现 4G 同等覆盖面积,预计 5G 宏基站有望达到 600-800 万座,微基站数量约为宏基站数量的 2 倍,有望达到1,000- 1,400 万座。2021 年末、2022 年末和 2023 年末,国内 5G 基站建成数量分别为 65 万个、88 万个和 106 万个,未来仍有较大增长空间。

高频、高功率的 GaN 技术将为 5G 赋予新的发展和变革。GaN 射频芯片在工作频 率、线性度、接收噪声系数、宽带发射效率等诸多方面具有明显的优势,在 5G 基站 的通信频率、带宽方面都有了明显的提升,目前基于 GaN 的射频器件已逐步成为 5G 基站中射频收发通道的主流应用。据 Yole 预测,预计 2020~2026 年射频 GaN 的市 场总价值将从 8.91 亿美元提高到超过 24 亿美元,复合年增长率达到 18%。

国产厂商渗透率有望加速提升。目前,全球射频集成电路市场前五大厂商均为国外厂 商,近年来,国际贸易摩擦频现,以华为、中兴为代表的中国企业多次受到国外限制, 且国外对高性能化合物半导体器件已实行对华禁运,而国内射频芯片厂商由于起步 较晚,相较于国际领先企业在技术积累、产业环境、人才培养、创新能力等方面仍有 明显滞后,出于军工半导体的核心战略地位和国防安全的考虑,采用自主研发的国产 芯片已成各国共识,国内厂商的渗透率有望进一步提升。

射频器件价值随着通信技术进步不断提升。在 2G 网络基站中,射频器件价值占整个 基站价值的比重约为 4%,随着基站朝着小型化方向发展,3G 和 4G 技术中射频器 件价值比重逐步提升至 6%~8%,部分基站这一比重可达 9%~10%。5G 时代射频 器件的价值占比将会进一步提高,近年是基站射频器件更新换代的高峰,根据工信部 在《“十四五”信息通信行业发展规划》,到 2025 年,我国每万人都将拥有 26 个 5G 基站数,5G 用户普及率将有 2020 年的 15%上升到 2025 年的 56%,我国通信 基站未来仍有较大增长空间,从而带动基站射频器件需求。

3.2 国内 5G 基站射频模块核心供应商,全球极少数 GaN 射频模块供货者

公司射频模块领域主要包括大功率控制模块和大功率放大模块,产品覆盖多个频段, 主要应用于移动通信基站等领域。 公司的大功率控制模块具有高功率、低插损、高隔离、高集成度等特点,可覆盖不同应用场景下的功率容量要求,其关键技术指标,如通过功率、插损、隔离度均处于国 际先进水平。 国博电子作为国内具备基站发射器件自主设计、生产的主要厂商,针对现代基站通信 系统对于功率放大器宽带宽、高线性、高功率、高效率、高可靠性等要求,开发了不 同功率量级的大功率放大模块以满足不同应用场景下发射功率需求,其关键技术指 标,如线性度、效率、可靠性等达到国际先进水平。

公司是国内基站核心供应商。公司作为基站射频器件核心供应商,基站射频集成电路 技术处于国内领先、国际先进水平,在国内主流移动通信设备制造商的供应链平台上 与国际领先企业,如 Skyworks、Qorvo、住友等同台竞争,系列产品在 2、3、4、5 代 移动通信的基站中得到了广泛应用。

国博电子是全球范围内具备 GaN 射频模块批量供货能力的极少数企业之一。GaN 射 频模块为移动通信基站中的核心产品,具有较高的技术壁垒。推出的新一代金属陶瓷 封装 GaN 射频模块及塑封 PAM 等产品在线性度、效率、可靠性等主要产品性能与 国际主流产品水平相当,产品覆盖面、种类、技术达到国际先进厂商水平。公司目前 与国内主流移动通信设备制造商深度合作,未来随着 5G 基站的不断建设,公司的 GaN 射频模块产品有望继续保持良好的发展趋势。

3.3 射频芯片技术积累深厚,新型射频芯片向消费电子拓展

国博电子射频芯片主要包括射频放大类芯片、射频控制类芯片,广泛应用于移动通 信基站等通信系统。 在射频放大类芯片领域,基于基站领域的低噪声放大器、功率放大器主要性能技术指标已处于国际先进水平,广泛应用于 4G、5G 移动通信基站中,基于移动终端领域 的射频芯片目前相关项目研发进展顺利,未来有望取得新突破。 在射频控制类芯片领域,基于基站领域的射频开关、数控衰减器产品广泛应用于 4G、 5G 移动通信基站,移动终端领域的开关、天线调谐器产品已经量产,并相关芯片研 发在有序推进中。

基站射频芯片自主设计,技术积累深厚。针对 5G 基站应用,公司在射频放大类芯片 进行自主研发设计,主要包括低噪声放大器和功率放大器,其部分指标已达到国际先 进水平;在射频控制领域,其射频开关和数控衰减器也已经广泛应用于移动通信基站 等通信系统。目前公司开发的 GaN 射频模块完整产品系列覆盖 DC-10GHz,主要应 用于 4G、5G 基站设备中,并积极布局 6G 移动通信应用。

手机等终端射频芯片研发进展顺利。公司开发完成 WiFi、手机 PA 等产品,性能达 到国内先进水平。同时,正在进行新产品研发,未来有望形成稳定的盈利预期。在射 频控制类芯片领域,应用于终端的开关、天线调谐器产品量产,多个射频开关被客户 引入并批量交付,DiFEM 相关芯片开始量产交付,产品性能达到国内先进水平,未 来相关产品技术的成熟应用及量产,有望为公司带来新的业务增长点。


(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

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