2024年卓胜微研究报告:十年磨剑成就射频龙头,自主可控构建强大内核

  • 来源:东海证券
  • 发布时间:2024/07/01
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卓胜微研究报告:十年磨剑成就射频龙头,自主可控构建强大内核.pdf

卓胜微研究报告:十年磨剑成就射频龙头,自主可控构建强大内核。射频开关业务国内龙头地位稳固,低噪声放大器业务成熟,市场规模扩张推动公司迅速发展。1)全球射频市场高速扩张的背景下,分立器件仍将占据一席之地。据QYResearch数据,2023年全球射频市场规模有望达313.10亿美元,同比增长15.02%;据Yole数据,预计2023年全球射频分立器件占比射频前端市场份额为30.93%。2)公司为国内射频开关龙头企业,2020年公司射频开关业务占全球的5%,排名第五,业务成熟度比肩国际大厂。3)公司低噪声放大器业务实现产品工艺全覆盖,且支持5Gsub-6GHz所有频率范围。公司凭借开关的龙头地位和...

1.国内射频前端龙头企业、厚积薄发促转型

1.1.十余年磨一剑,业务逐步转型产品线全覆盖

公司为国内射频前端领域行业龙头。公司前身为 2006 年创立的卓胜开曼,最初专注于 研发手机电视芯片。2012 年 8 月 10 日,江苏卓胜微电子股份有限公司成立,公司逐步转 型并开始深耕射频前端芯片设计领域。2019 年 6 月 18 日公司于深圳证券交易所创业板上 市。目前公司为国内射频前端芯片龙头企业,专注于射频集成电路领域的 研究、开发、生产与销售,产品线覆盖射频前端分立器件、射频模组、物联网芯片等多类 业务。

主营业务百花齐放,产品线达成射频前端芯片领域全覆盖。公司业务覆盖射频前端芯 片产品与物联网(IoT)芯片产品。1)射频前端芯片产品主要集中于移动通信领域,包括 分立器件(射频开关、低噪声放大器、滤波器、功率放大器)和射频模组(接收模组和收 发模组)的研发生产;2)公司产品还囊括无线连接领域的产品,主要为 WiFi 前端模组和 蓝牙前端模组,WiFi 前端模组的下游应用主要为移动智能终端及网通组网设备,蓝牙前端 模组可适用于物联网及其他通讯系统,如蓝牙耳机等;3)同时公司还对外提供低功耗蓝牙 微控制器芯片,主要应用于智能家居、可穿戴设备和无线充电等,以拓展公司于物联网芯 片领域的版图。

十年磨剑,践行射频分立器件向射频模组“两步走”战略,逐渐打开成长空间。公司 由射频分立器件起家,并逐步开拓射频接收端与发射端模组市场,凭借积累的客户资源与 优秀的研发能力,公司在国产替代和通讯制式升级的双重时代浪潮下乘风直起。

(1)2012-2019 年公司深耕射频前端分立器件领域,射频开关业务居于行业龙头地位, 占公司分立器件业务营收 80%以上。公司避开了技术壁垒较高的射频滤波器(Filter)及功 率放大器(PA)市场,以射频开关(Switch)与低噪声放大器(LNA)为着力点进入射频 前端芯片市场,在此期间不断完善产品线覆盖,并与知名企业达成合作关系,成为三星、 小米等大厂的供应商。公司射频开关业务成熟,位于行业领先地位,2018-2020 年射频开 关业务营收从 4.61 亿元上升至 21.91 亿元,占比公司射频分立器件营收 80%以上。

(2)2019 年至今,业务逐步转型,覆盖滤波器、功率放大器、射频模组等高技术壁 垒领域,经营模式转向 Fab-Lite 模式。基于先前积累的技术经验与客户资源,公司自 2019年起战略重心逐步转向滤波器、功率放大器、射频模组等产品的研发与生产,期间推出了 DiFEM、WiFi PA、WiFi FEM、L-PAMiF、MAX-SAW 滤波器、IPD 滤波器和 L-FEMiD 等 产品,市场竞争力显著提高。此外,公司于 2020 年启动了芯卓半导体产业化项目建设,在 此期间,经营模式由 Fabless 逐步转向 Fab-Lite 模式,自建的滤波器产线已于 2023 年拥有 稳定有序规模量产自有品牌 MAX-SAW 滤波器的能力,目前 6 英寸产线月最高产能已超过 8000 片/月,12 英寸 IPD 产线也已于 2024 年第一季度转量产。

(3)分立器件仍旧占据公司业务主导地位,射频模组营收占比逐年攀升至近 40%。 2018 年至 2023 年,公司业务中分立器件始终占据主导地位。2020 年之后,受公司战略影 响,射频模组业务逐步放量,成为营收的另一大重要贡献力量。2020 公司射频分立器件营 收占比 88.18%,射频模组占比 9.94%;2023 年射频分立器件营收占比 61.99%,射频模组 占比 36.34%,射频模组占比相较往年有显著提升。

供应商主要为晶圆制造商与芯片封测厂,客户群体覆盖多种知名移动终端品牌。作为 射频芯片设计厂商,公司的上游供应商主要为晶圆制造商(TowerJazz、台积电、台联电 等)和芯片封测厂商(苏州日月新、嘉盛、通富微电、长电等),通过多方合作保障芯片交 付的稳定性与高质量。公司芯片产品采用直销和经销两种模式,为下游移动智能终端制造 商等客户提供芯片产品及技术支持。直销模式下,客户直接向公司下订单,公司根据需求 安排生产与销售,或向客户提供 IP 授权业务;经销模式下,公司与经销商之间进行买断式 销售,经销商向公司采购芯片,并向其下游客户销售芯片。直销模式下的公司下游客户群 体主要为各类移动终端厂商,涵盖三星、小米、联想、OPPO 等知名品牌,公司通过直接 服务行业内知名客户从而及时开展产品技术的改进和创新。

公司前五大供应商集中度逐年下降,上游供货风险显著降低。2020 年以来,公司前五 大供应商以及第一大供应商采购金额占比显著降低。2023 年前五大供应商采购金额占比为 54.78%,同比下降 6.3pct;2023 年前五大供应商采购金额占比分别为 26.80%,8.39%, 7.28%,6.73%,5.58%,其中第一大供应商采购金额占比同比微涨 2.21pct。

公司前五大客户集中度近年来维持在 70%以上,2023 年经销模式占营业收入比重上升 16.32 个百分点。2019 年以来,公司前五大客户占比维持在 70%以上水平。2023 年前五大 客户销售金额占比为 76.37%,集中程度较高;2023 年前五大客户销售金额占比分别为 27.87%,17.82%,17.69%,7.03%,5.96%,其中第一大客户销售金额占比同比上升 2.67pct。按照销售模式划分,2023 年公司经销模式占营业收入比重 59.89%,同比上升 16.32 个百分点,而直销模式占比有所下滑,为 40.11%。

1.2.股权结构稳定,管理层技术背景深厚

公司股权结构相对集中,实控人为 FENG CHENHUI(冯晨晖)先生、许志翰先生和 TANG ZHUANG(唐壮)先生,三人共计持股 24.52%。截至 2024 年第一季度,公司的实 际控制人为总经理许志翰、副总经理 FENG CHENHUI(冯晨晖)和副总经理 TANG ZHUANG(唐壮),其中冯晨晖持有 7.59%的股份,许志翰除了个人持有 6.63%的股份之 外,他同时是公司最大股东无锡汇智联合投资企业(持有股份 11.48%)的法定代表人和实 际控制人,间接持有 8.77%股份,所以许志翰先生实际控制及影响的股份表决权共为 15.40%。实控人三人共计持股 24.52%。 2023 年公司新成立控股子公司无锡芯卓湖光半导体有限公司,继续专注 6 英寸与 12 英寸自有滤波器产线。公司于 2023 年 12 月 7 日设立全资子公司无锡芯卓湖光半导体有限 公司,注册资本 1 亿元,均来自于自有资金,设立子公司是基于整体经营规划的考虑,公 司通过进一步整合和优化现有资源,将生产制造和设计研发分开管理,以便于更好开展相 关生产经营活动并提升管理效率和成果。

核心管理团队均为清北系人才,技术背景雄厚,多年来深耕射频相关领域。公司总经 理兼董事长许志翰、副总经理兼董事 TANG ZHUANG(唐壮)和 FENG CHENHUI(冯晨晖)均有清北电子相关专业高等学校学历背景。许志翰先生曾任东芝美国分公司工程师和 美国 ATOGA Systems 公司主任工程师;TANG ZHUANG 先生曾任 WJ Communications, Inc.主任科学家,主持进行了 WiMax 功放设计、基站功放模块设计、线性功放设计、多种 工 艺 下 射 频 器 件 的 开 发 和 技 术 平 台 开 发 , 于 Compound Semiconductor ManTech Conference 任技术评委会委员;FENG CHENHUI 先生曾任美国 Stream Machine Co.系统 软件及验证部门经理,美国 Broadcom Co.主任工程师和美国 Magnum Semiconductor Co. 视频技术总监。

股权激励持续实施,员工与公司利益一体化,有利于公司持续发展。公司最早于 2020 年推出股票激励计划,考核 2020-2023 年四个会计年度,每个会计年度考核一次,以 2019 年的营业收入值(15.12 亿元)为业绩基数,考核各年度的营业收入累计值的均值定比业绩 基数的增长率,该计划首次授予 7.2 万股,占激励计划公布时公司股本总额 1.8 亿股的 0.04%,首次授予价格为 270.4 元/股,激励对象含 44 人,包括中层管理人员及技术(业 务)骨干人员。 2024 年 3 月 29 日,公司发布《2024 年限制性股票激励计划(草案)》,分三个归属期, 分别考察 2024-2026 年公司各年度营业收入值或营业收入累计值,激励对象的绩效考核结 果划分为 A/B+、B、C 三个档次,对应的个人层面归属比例分别为 100%、80%和 0,激励 对象当年实际归属的限制性股票数量=个人当年计划归属的数量×公司层面归属比例×个人 层面归属比例。5 月 31 日,公司向符合授予条件的 233 名激励对象授予了 106.47 万股第 二类限制性股票,首次授予价格为 54 元/股,授予对象包括技术总监 Geng Chunqi(获授 1.5 万股)和其他 232 名中层管理人员及技术(业务)骨干人员(共获授 104.97 万股)。实 施股权激励计划有利于绑定员工个人与公司集体利益,长期来看有益于公司持续发展。

1.3.营收恢复高速增长态势,研发投入持续加码

2024 年第一季度公司营收和归母净利润恢复高速增长态势,业绩显著改善。受射频前 端下游主要行业消费电子需求疲软影响,2022年公司营收36.77亿元,同比下降 20.63%。 截至目前,伴随各科技大厂频频发布新品,国内外消费电子进入复苏周期,终端库存改善, 同时公司产品在客户端出货逐渐放量,2023 年公司营收 43.78 亿元,同比增速由负转正, 为 19.06%,归母净利润为 11.22 亿元,同比转正至 4.97%;2024 年一季度营收同比增速 恢复至 67.16%,已超过 2021 年的同比增速,归母净利润为 1.98 亿元,同比增速恢复至 69.77%。

公司毛利率因竞争加剧、芯卓折旧以及产品结构调整等原因略有下滑,但对比竞争对 手保持行业内较高水准。截至目前,公司毛利率一直维持在 40%以上左右高位。2024 年第 一季度公司毛利率为 42.77%,环比下降 0.21pct;净利率为 16.56%,环比下降 6.55pct, 主要原因包括行业竞争加剧、芯卓产线前期折旧以及公司产品结构改变等,公司模组产品 份额上升,尤其是集成了自产滤波器的 DiFEM、L-DiFEM 等滤波器模组毛利率较低,短期 内导致公司毛利下行,但仍保持在 40%-45%的毛利率目标区间内。横向对比国内其他同类 企业,卓胜微凭借优秀的研发管理能力和积累的客户基础,毛利率一直以来居于行业领先 地位。

销售费率和财务费率较为稳定,受芯卓产线影响,近年来管理费率略有上升。2024 年 第一季度,公司管理费率为 3.44%,同比下降 0.75pct,环比上升 0.63pct;销售费率为 1.09%,同比上升 0.10pct,环比下降 0.55pct;财务费率为 0.11%,同比上升 0.20pct,环 比上升 0.91pct。

持续加码研发投入,研发费率逐年上升,打造行业先进的射频前端芯片企业。公司 2024 年第一季度研发费用为 2.69 亿元,同比增长 118.60%,研发费率为 22.59%,同比上 升 5.31pct。研发人员方面,公司 2023 年研发人员数为 1113 人,同比增长 32.82%,占全 部员工比重 65.36%,同比上升 3.19pct。

库存情况针对市场变化不断调整。公司库存大部分为晶圆,考虑到行业下游需求回暖 等不确定因素,公司相应进行了备货;此外芯卓目前处于满产状态,公司储备了部分针对 芯卓的有关原材料和产成品的存货。2024 年第一季度,公司存货为 18 亿元,环比上升 20.58%。

2.国产替代未来可期、5G 指引射频前端发展“芯” 方向

2.1.千亿射频前端市场,产业高速扩张正当时

射频前端是射频收发器和天线之间的一系列组件,在整个无线通信环节中主要起到接 收和发射信号的作用,并对射频信号进行放大、过滤、降噪等处理。射频前端(RFFE, Radio Frequency Frontend Module)一般由射频功率放大器(PA)、射频滤波器(Filter)、 射频开关(Switch/Tuner)、射频低噪声放大器(LNA)等芯片组成。射频前端与基带、射 频收发芯片和天线共同构成信号的发射和接收通路,分别将二进制信号转变为高频率无线 电磁波信号并发送,以及接收无线电磁波信号并将其转化为二进制信号,以此实现无线通 讯,是行业下游应用领域移动终端设备实现蜂窝网络连接、Wi-Fi、GPS、蓝牙等功能所需 的核心模块。

射频前端市场规模持续扩张,年增长率达 15%以上,发展前景广阔。随着无线通信的 不断演进,射频前端的技术变革也在持续进行。蜂窝移动技术从 2G 发展至目前的 5G,移 动网络速度的不断加快倒逼射频前端芯片的更新换代;智能穿戴设备、智能家居、移动医 疗等的迅猛发展也在加速开拓射频前端市场的繁荣前景。QY Research 的数据表明,全球 射频前端市场规模从 2015 年的 101.28 亿美元预计扩张至 2023 年的 313.10 亿美元,年增 长率均在 15%左右浮动。

受益于通讯制式的迭代更新,射频模组的重要性将日益提升,射频分立器件仍将保有 一席之地,预计 2026 年射频模组占比将达 70%以上。两种或者两种以上功能的射频分立 器件可以集成为一个射频模组。通讯制式的升级促使射频前端模组化程度提升,根据 Yole Development 数据,2021 年全球射频模组市场规模为 116.28 亿美元,占比 67.20%,预计 2026 年射频模组市场规模可达 156.30 亿美元, CAGR 为 6.09%,预计 2026 年射频模组 市场规模占比达 72.13%。

相关产业政策为射频行业的国产替代步伐保驾护航。射频前端是集成电路的一种,而 集成电路行业是我国信息产业的基础和核心组成部分,在目前复杂的地缘政治环境下,关 系到国民经济和社会的持续发展。公司所处行业的主管部门为工信部,近年来,为提高集 成电路行业的战略地位,政府机构持续颁布相关产业政策,规范行业发展秩序,在资金、 税收、人才等领域支持集成电路产业发展。国家相关政策可追溯至 2015 年国务院出台的《中国制造 2025》文件,要求“着力提升集成电路设计水平,不断丰富知识产权(IP)核 和设计工具,突破关系国家信息与网络安全及电子整机产业发展的核心通用芯片,提升国 产芯片的应用适配能力。”近年来,有关 5G 和半导体产业相关政策频出,同样为射频前端 的国产替代步伐保驾护航。

2.2.国内 5G 终端需求强劲,指引射频前端迭代更新

移动智能终端为射频前端行业下游主要应用领域,份额高达 55%,其次为 Wi-Fi 和车 联网。根据全球移动终端射频前端市场占比全球射频前端市场份额粗略计算可得,2022 年 全球移动终端在射频前端芯片行业下游应用领域中占比达 70%以上。根据 XYZ Research 数据,2022 年我国移动智能终端设备占射频前端芯片整体市场约 55%的份额;排在其后的 是 Wi-Fi 及车联网领域,同期市场占比分别为 20%和 10%左右。

各类通讯制式中 5G 是射频前端市场的主力军,占比超过 75%,且市场份额将继续提 升。根据 Yole 数据,全球射频前端市场规模将在 2028 年达到约 269 亿美元,2022-2028年 CAGR 约为 5.8%。其中 2022 年 5G 射频前端市场份额为 147 亿美元,占据总市场的 76.56%,预计 2028 年 5G 射频前端市场份额达到 252 亿美元,占据总市场份额 93.68%。

全球 5G 手机出货量稳步提升,预计 2024 年渗透率可提升至 60%以上。随着通信技术 升级,5G 手机出货量逐年提升。根据 Yole Development 数据,2019 年全球 5G 手机出货 量为 3100 万台,占全部出货量 2.24%;2022 年达到了 6.03 亿台,占比 49.06%;预计 2028 年能达到 11.16 亿台,占比达 82.06%;2022 至 2028 年 5G 手机出货量年复合增长率 为 10.80%。

国内 5G 渗透率超过 80%,显著高于世界水平,国产替代需求正盛。根据中国信通院 统计,自 2023 年 7 月起,我国 5G 手机出货量占比全部移动设备出货量已保持在 80%以 上。根据图 26 中 Yole 的数据,预计 2024 年全球 5G 手机渗透率为 63.68%,我国 5G 手机 渗透率显著高于世界水平,对 5G 相关的射频前端器件需求也更为旺盛。在全球射频前端市场高集中度、国内低自给率的背景下,我国对于 5G 话语权的不断提升让国产替代的需求 也不断上升,带给国内厂商突围破局的机会。

5G 通讯技术的广泛普及使下游移动终端对射频前端芯片的性能要求日益提高。以 4G 至 5G 的变化举例,射频前端需要支持的频率范围扩大,最高频率从 2690MHz 提高至 5000MHz;频段数量大幅增长,新增高频频段 n77/n78/n79 等;频道带宽也在增长,最大 由 20MHz 变为 100MHz。高频段的信号处理难度较高,对射频器件的性能要求也不断提高, 对于射频前端芯片而言,不仅需要引入新工艺、新的封装形式,同时引出了新的产品需求, 给射频模组的设计也带来了新的挑战。

5G 射频前端芯片架构日趋复杂,带动射频前端器件量价齐升。5G 移动终端的发展使 得其对射频前端芯片的要求变高,器件数量和复杂程度都在上升。由 Skyworks 数据可得, 移动终端射频前端的器件种类、数量均在逐代增加。从数量上看,以滤波器为例,数量由 4G 手机的 40 个上升至 5G 手机的 70 个;从价值量上看,价值量也从 4G 的 18 美元上升至 5G 的 25 美元。

通讯制式的更新升级推动射频前端模组化程度提升,细分市场中射频模组市场规模占 比超过 60%,其中发射端模组市场份额近 50%。移动智能终端性能不断提升的同时,内部 留给射频前端芯片的空间却一直在逐渐减少,因此为满足移动智能终端小型化、轻薄化、 功能多样化的需求,射频前端芯片将逐渐从分立器件走向集成模组化。根据 Yole Development 的数据,2022 年,全球范围内应用于移动终端的射频前端市场规模为 192 亿 美元,射频模组占比达 61.46%,其中射频发射端模组市场规模最大,为 87 亿美元,占比 45.31%;其次为接收端模组,为 31 亿美元,占比 16.15%;低噪声放大器市场规模为 7 亿 美元,份额较小,为 3.65%。预计 2028 年全球移动终端射频前端市场规模为 269 亿美元, 射频模组占比 62.08%,上升 0.62pct,其中发射端模组市场规模为 122 亿美元,占比 45.35%,接收端模组市场规模为 45 亿美元,占比 16.73%。

2.3.国际市场美日领跑,国内行业竞争激烈

全球射频前端市场为集中型市场,CR4 高达 65%以上,且均为海外大厂。根据 Yole Development 数据得知,2021 年至 2022 年,全球射频前端市场主要被博通、高通、威讯、 思佳讯、村田等国际大厂瓜分,CR4 分别为 67%和 66%,为高度集中型市场。此外,其他 中小企业也在持续发力,总市场份额占比从 2021 年的 18%上升至 2022 年的 20%,未来有 望形成百花齐放的行业格局。

龙头主要为美日企业,产品线覆盖全面,高端产品全球领先。五大行业龙头企业中, 博通、高通、威讯、思佳讯均为美国企业,村田为日本企业。上述公司不仅在电子行业处 于龙头地位,且产品线覆盖射频前端各细分市场,射频模组产品尤其居于行业领先地位, 为全球范围内射频前端器件主要供应商。

国内市场参与者在分立器件和接收端模组等较成熟领域布局全面,国产替代初具规模, 发射端模组(尤其是 L-PAMiD 产品)方面亟待起飞。国内市场主要竞争企业为唯捷创芯、 麦捷科技、飞骧科技、慧智微等,深耕于射频前端行业,主要产品涵盖射频前端各分立器 件,射频模组等,其射频前端分立器件业务较为成熟,而射频前端模组业务处于起步阶段, 正在探索研发适应行业需求的更高端的分立器件和模组产品。

国内竞争较为激烈,卓胜微领跑国内射频前端市场,且在全球市场初露锋芒。2021- 2022 年,根据上述国内主要行业参与者各自的射频前端业务经营情况,卓胜微分别以 45.53 和 36.10 亿元的业务营收处于国内行业领先地位,唯捷创芯、麦捷科技、飞骧科技和 慧智微紧随其后,行业竞争较为激烈。2022 年全球射频前端市场规模 192 亿美元,按照 2022 年美元兑人民币平均汇率 6.73 可折算为 1292.16 亿人民币,依据这五家企业 2022 年 在射频业务方面的营收占比全球射频前端市场规模测算可得,卓胜微全球市场份额近 3%, 其余四家企业在 2022 年全球射频前端市场规模中占比分别为 1.77%、1.12%、0.79%和 0.28%,总计达 5%以上,我国射频前端行业发展未来可期。

3.分立器件与模组业务双管齐下、助力打开成长新 空间

3.1.射频开关和低噪声放大器业务成熟,国内龙头地位稳固

射频开关对信号传输路径上(接收或发射)不同频率或不同通信制式下的信号进行切 换,广泛应用于智能手机等移动终端。按用途划分,射频开关可分为移动通信传导开关、 Wi-Fi 开关、天线调谐开关、天线交换开关等;按刀数和掷数划分,又可分为单刀单掷、单 刀双掷、单刀多掷和多刀多掷开关。

射频开关分为传导开关和天线开关,SOI 为主流工艺,占比 90%以上。 (1)传导开关(Switch)可以将多路射频信号中的任一路或几路通过控制逻辑连接, 以实现不同信号路径的切换,如接收与发射的切换、不同频段间的切换等,主要包括移动 通信传导开关和 Wi-Fi 开关;天线开关(Tuner)与天线直接连接,用于调谐天线信号的传 输性能使其在任何频率上均达到最优效率,抑或交换选择性能最优的天线信道,主要包括 天线调谐开关、天线调谐器和天线交换开关。天线开关的技术难度高于传导开关,因其耐 压要求高,导通电阻和关断电容对性能影响极大,因此有更高的设计和工艺要求。 (2)射频开关的主流工艺为 SOI。根据 Yole Development 数据预测,2015 至 2026 年,传导开关市场和天线开关市场规模均在稳步上升,其中 2021-2026 年 CAGR 均为 4%。 其中按照技术划分,SOI 工艺制成的开关占据绝对主导地位,占比维持在 90%以上。目前 公司的射频开关业务也主要采用 SOI 工艺,即绝缘衬底上的硅,该技术是在顶层硅和背衬 底之间引入了一层埋氧化层。相比其他工艺,SOI 开关具有低阻抗和低电容,可以减少 RF 路径中的信号衰减和功耗;能够支持多种标准和频段;此外 SOI 开关可以与 CMOS 逻辑电 路轻松集成,并由正电压信号控制,这简化了设计并降低成本。

公司为射频开关领域全球第五大厂商,份额达 5%,处于国内龙头地位。根据锐观咨询 数据,2020 年全球射频开关市场中,前五大厂商为思佳讯、威讯、村田、博通和卓胜微, 市占率分别为 33%、20%、14%、10%和 5%,其产品覆盖高端机型,如苹果、三星 Galaxy 系列、华为 Mate 系列等。卓胜微射频开关业务历史悠久、技术成熟,处于国内龙 头地位,但放眼全球市场仍有较大的成长空间。

公司不断拓展射频开关下游应用领域,产品已覆盖 5G sub-6GHz 频段全部需求。射频 开关作为公司占比最高、最重要的射频分立器件产品,为顺应 5G 带来的新应用需求,公司 开发了一系列支持sub-6GHz的高频新产品,包含低插损高隔离的接收端开关、支持HPUE 高功率的发射端开关以及高耐压低寄生的天线调谐开关,形成了完整的射频开关产品系列, 达成了 sub-6GHz 频段开关需求的全覆盖。后续公司进一步完善了天线开关系列产品,已 成为公司重要的拳头产品之一。同时,公司不断向新的应用领域拓展,推出覆盖通信基站 和汽车电子领域应用场景的射频开关产品。未来公司将继续引领国内射频开关行业发展, 不断稳固龙头地位,实现稳定增长。

射频低噪声放大器市场未来年复合增长率有望达 4%以上,其中 SOI 工艺占比过半。 射频低噪声放大器的功能是把天线接收到的微弱射频信号放大,尽量减少噪声的引入,在 移动智能终端上实现信号更好、通话质量和数据传输率更高的效果。在低噪声放大器内部, 输入的射频信号被输入匹配网络转化为电压,经过放大器对电压进行放大,同时在放大过 程中最大程度降低自身噪声的引入,最后经过输出匹配网络转化为放大后功率信号输出。 根据 Yole 数据,2019-2026 年射频低噪声放大器市场从 8.39 亿美元有望上升至 19.8 亿美 元,预计 2021-2026 年 CAGR 为 4.91%。其中 SOI 为主流技术工艺,占比最大且逐年上 升,2021年占比 54.36%,SiGe 和 CMOS次之,2026 年 SOI工艺份额有望达到 64.44%。

市场竞争较为激烈,全球范围内 CR5 约为 50%。在全球市场中,射频低噪声放大器生 产商主要有博通、安森美、英飞凌、德国仪器、恩智浦、高通、威讯、思佳讯、村田等, 均为国际大厂。新思界产业研究中心报告显示,2020 年全球排名前五的低噪声放大器厂商 合计市场占有率在 50%左右,相比射频开关,低噪声放大器全球市场格局较为分散,竞争 更为激烈。 公司低噪声放大器已实现产品工艺全覆盖,且支持 sub-6GHz 所有频率范围。公司的 射频低噪声放大器产品,根据适用频率的不同,分为全球卫星定位系统射频低噪声放大器、 移动通信信号射频低噪声放大器、电视信号射频低噪声放大器、调频信号射频低噪声放大 器等,主要应用于智能手机等移动智能终端。公司不断巩固提升射频低噪声放大器产品的 竞争力,产品全面覆盖 CMOS、SiGe、SOI、GaAs 等工艺,并能完全支持 5G sub-6GHz 频段应用需求,未来公司将根据行业变化不断进行产品的迭代更新,维持行业领先地位。

3.2.滤波器与功率放大器业务持续拓宽,国产“卡脖子”突 破在即

滤波器可以保留特定频段内的信号,将特定频段外的信号滤除,从而提高信号的抗干 扰性及信噪比。在射频通信系统中,“频谱”是一种宝贵且拥挤的资源,除了 5G、4G、 Wi-Fi、GPS 及蓝牙信号外,还有通信卫星、军用卫星以及气象监测等信号。需要射频滤波 器将无用信号处理干净。在射频前端发射端中,滤波器将有用信号从众多噪声信号中过滤 出来;在接收端中,滤波器将有用信号之外的干扰信号过滤干净。

国内 5G 大规模商用的频段包括 Sub-3GHz 与 Sub-6GHz 两部分,前者需要滤波器对 信号进行精准过滤,后者基本无干扰频段,可以减轻对滤波器带外抑制的需求。Sub3GHz 频率位于 3GHz 频率以下,是原来 4G LTE 的频段的升级重新使用,又叫重耕(Refarming)频段。这部分频段频谱众多、带宽较窄、较多 FDD频段,需要对信号进行精准过 滤才能够满足正常通信需求。5G Sub-6GHz 一般指 6GHz 以下、3GHz 以上的新频段的部 分,目前最主要的频段有 n77(包含 n78)、n79 两个频段,这部分频段带宽宽、旁边基本无干扰频段,并且是 TDD 频段,不需要考虑发射及接收之间的干扰,可以减轻对滤波器带 外抑制的需求。

根据工艺技术的不同,滤波器主要分为压电滤波器和 LC(无源)滤波器,前者适用于 Sub-3GHz 频段,后者适用于 Sub-6GHz 频段。(1)压电滤波器包括 SAW 和 BAW 滤波 器,主要用于 5G sub-3GHz 频段。其中 SAW 滤波器为声表面波滤波器,声表面波是一种 沿固体表面传播的声波,一个基本的 SAW 滤波器由压电材料和 2 个 IDT(叉指换能器)组 成,主要适用于 1.9GHz 以下的中低频段,技术发展成熟且成本较低,SAW 滤波器又分为 Normal-SAW 滤波器、TC-SAW 滤波器和 TF-SAW 滤波器等;BAW 滤波器是一种体声波滤 波器,声波在介质内部传播,BAW 滤波器又分为 SMR-BAW 滤波器和 FBAR 滤波器等,相 较 SAW 滤波器,BAW 滤波器更适合高频段,且具备对温度变化不敏感、插入损耗小等优 势,但其高成本和对技术的高要求使其普及性低于 SAW 滤波器。(2)LC 滤波器(无源滤 波器)包括 IPD(集成无源器件)滤波器和 LTCC(低温共烧陶瓷)滤波器,两者可处理高 频信号,但选频能力较差,所以在干扰频段较少的 5G sub-6GHz 频段(目前主要为 n77、 n78、n79)有不俗的发挥。

滤波器是射频前端中技术壁垒高、工艺难度大的器件,价值量占比 50%以上。根据 Yole 数据,滤波器在射频前端价值量占比最大,为 53%。LC滤波器和压电滤波器都与射频 前端中的开关、LNA 和 PA 设计中的 GaAs、SOI、CMOS 等半导体工艺不兼容,在模组设 计中,需要采用系统级封装(SiP)方式来集成实现模组集成,除了对滤波器的主要衡量指 标有要求外,还对滤波器尺寸、二次封装能力等有更高要求。由于封装进模组后无法进行 二次调试和替换,5G 集成模组中滤波器还要求有高的一致性和可靠性。目前,滤波器也是 国内射频前端行业中亟待突破的最重要的一环,技术难度高,自主化程度低,国产替代空 间广阔。

滤波器市场扩张潜力大,预计未来年复合增长率超过 5%,压电滤波器成主流趋势。根 据 Yole Development 数据,2022 年全球射频滤波器市场为 73.46 亿美元,其中压电滤波器 占比 95.27%,该市场有望在 2028 年达到 99.13 亿美元,预计 CAGR 为 5.12%,占比预计 为 93.41%。

美日企业垄断 95%以上的压电滤波器市场,国内高端滤波器的研发有待突破且自主化 程度亟待提高。根据前瞻产业研究院数据,2020 年 SAW 滤波器市场主要由村田、东京电 子、太阳诱电、思佳讯和威讯瓜分,其中村田占比 47%,CR5 高达 96%;2020 年 BAW 滤 波器市场主要的参与者为博通、威讯和太阳诱电,其中博通占据 87%的市场份额,CR3 高 达 98%,市场集中度比 SAW 滤波器更高。由于国内滤波器产业起步较晚,且高端滤波器 的技术壁垒较高,作为国内射频前端行业中急需突破的最重要的一环,目前国产滤波器主 要集中于 Normal-SAW、TC-SAW 滤波器、IPD 滤波器等技术较为成熟的领域,且自产比 例极低,多为外采,而 TF-SAW、BAW 滤波器主要由国际大厂所垄断,研发进程有待突破。

经营模式转向 Fab-Lite,公司自建的滤波器产线(芯卓产线)已具备稳定有序规模量 产高端 MAX-SAW 滤波器的能力,自主可控能力不断提高。目前国际滤波器厂商大多采取 IDM 生产模式,因此主要晶圆制造商虽具备先进成熟的生产技术,但在滤波器晶圆代工领 域的技术经验相对有限。而 Fab-Lite 模式是介于 Fabless 模式与 IDM 模式之间的经营模式, 即在晶圆制造、封装及测试环节采用自行建厂和委外加工相结合的方式。公司于 2020 年正 式启动芯卓半导体产业化项目建设,意在打造射频滤波器晶圆生产线,实现对关键制造环 节的灵活控制和自主供给,以此减少产品在研发环节对供应商的依赖程度,使设计研发与工艺技术研发高度适配并快速把握达成市场需求。2022 年公司经营模式已由 Fabless 模式 转向 Fab-Lite 模式。截至目前,公司自建产线已具备稳定、规模量产自有品牌的 MAXSAW 滤波器的能力。公司是本土率先量产高端 SAW 滤波器的厂家,并通过与上游供应链 的紧密合作,大幅度降低了 MAX-SAW 的成本结构。

SAW 和 IPD 滤波器业务齐头并进,MAX-SAW 技术路径对标日系大厂,成本端更具优 势,替代潜力巨大。公司滤波器产品根据应用场景的不同,分为用于卫星定位系统的 GPS 滤波器、用于无线连接系统前端的 Wi-Fi 滤波器、适用于移动通信的滤波器等,公司现阶 段主要采用 SAW、IPD 等工艺,产品主要应用于智能手机等移动智能终端。 2022 年公司 6 英寸 SAW 滤波器产线以超预期速度进入规模量产阶段,截至目前,一 期规划产能 1w 片/月,二期预期增加 6k 片/月,2023 年一期最高月产能已达 8k 片,后续产 能将继续爬坡。除去生产 Normal-SAW 和 TC-SAW 滤波器,公司自有品牌 MAX-SAW 高端 滤波器同样进入量产,MAX-SAW 滤波器采用 POI 衬底,产品性能在 sub-3GHz 以下频段 可比肩BAW滤波器,技术路径对标村田的HP-SAW滤波器(欧美大厂多用BAW滤波器), 且自产所带来的成本优化更有利于推动国产替代进程。在 6 英寸滤波器产线的基础上,公 司逐步推进打造 12 英寸 IPD 滤波器产品的生产制造能力,已于 2022 年完成工艺通线及产 品级验证,目前正处于小批量量产阶段。此外,对于设计难度高于普通滤波器的双工器、 四工器等多工器(常由两个或两个以上的带通滤波器并联而成),公司相关产品正处于市场 推广阶段,已在个别客户实现放量,未来有望进一步向高端应用拓进,将设计研发与工艺 制造高度融合并以更精准的方式适配市场需求。

射频功率放大器将射频信号放大,决定信号的强弱、稳定性和功耗等,主要以集成的 形态存在于射频模组中。射频功率放大器位于发射通道的前端,作用是从直流榨取出尽量 多的射频信号,把射频信号放大并馈送到天线发射出去,从而实现无线通信功能,功率放 大器的核心参数包括增益、带宽、效率、线性度、最大输出功率等,性能直接决定信号的 强弱、稳定性、功耗等重要因素,决定用户体验。功率放大器很少以分立器件的形式存在, 主要集成于射频发射端模组中。

按照技术划分,功率放大器的制造工艺主要有 CMOS、E-PHEMT bipolar、HBT 和 HEMT,分别使用不同的半导体材料。(1)CMOS(互补金属氧化物半导体)主要使用硅 作为材料,为第一代半导体材料,电子迁移率和饱和漂移速度较低,适用频率范围较低; (2)E-PHEMT bipolar(增强型假晶高电子迁移率晶体管)和 HBT(异质结双极型晶体管) 的工艺材料为砷化镓(GaAs),为第二代半导体材料,具备带隙能量较大、电子迁移率高 的特性,且为直接带隙,发光效率高,可以作为适用高频率的器件材料;(3)HEMT(高 电子迁移率晶体管)的主要材料氮化镓(GaN)作为第三代半导体材料的典型代表,相较 于前两代半导体材料,带隙能量更高,具有更高的临界击穿电场和更高的饱和漂移速度, 能够承受更高的工作电压,适合更高频率,可实现更高的功率密度,同时耐高温、耐腐蚀、 抗辐射等性能优异。

移动终端主流工艺采用 GaAs 材料,占比达 95%以上,GaN 为原材料的高端工艺主要 应用于电信基础设施、国防建设和卫星通信应用中。根据 Yole 数据,2021年全球射频功率 放大器市场规模为 15.29 亿美元,采用 GaAs 材料及相应工艺的占比 99.80%,其中 HBT 为 主流工艺,占比 90.58%。预计至 2026 年功率放大器市场规模将达 16.59 亿美元,CAGR 为 1.65%,采用 GaAs 材料及相应工艺的占比 97.17%,由于其工艺较为成熟,且可以满足 高频段的一定要求,所以仍将处于主导地位,同时,使用 GaN 的 HEMT 工艺有望持续渗 透,市场规模将由 0 突破至 460 万美元。

美国大厂领跑 PA 市场,CR3 超过 90%。根据华经产业研究院,2019 年占据全球射频 功率放大器市场份额前三的企业分别为思佳讯(37%)、威讯(29%)和博通(26%), CR3 高达 92%。功率放大器的技术门槛虽不及滤波器,且国内企业已有相关技术和产品放 量,但对比国际大厂仍有较大成长空间,未来国产替代空间广阔。

公司以 GaAs 工艺为基础积极布局功率放大器业务。作为射频前端中价值量排名第二 的器件,随着通信制式的迅速发展,更大的频率范围和频段数量使功率放大器设计难度不 断提高。同时,功率放大器主要以集成于射频模组中的形态存在,考验模组封装能力,国 产化空间仍然很大。公司射频功率放大器产品以集成化为主要方向,采用 GaAs 材料及相 应工艺实现,与行业发展主流的工艺相匹配,公司在此工艺上深耕细作,通过迭代升级持 续优化产品性能。

3.3.接收端向发射端推进全品类覆盖,专注提升核心自主可 控能力

射频模组主要分为主集收发模组和分集接收模组,其中主集模组制作难度更高。射频 前端模组将射频开关、低噪声放大器、滤波器、双工器、功率放大器等两种或者两种以上 功能的分立器件集成为一个模组,从而提高集成度与性能并使体积小型化。射频模组主要 分为主集收发模组和分集接收模组。主集收发模组拥有发射和接收通路(xTxR),而分集 接收模组只拥有接收通路(xR)。发射通路中通常将功率放大器、滤波器和射频开关等集 合成为模组;接收通路中通常将射频开关,低噪声放大器和滤波器等集合成为模组。总体 而言,由于发射通路中集成了功率放大器且对于滤波器的要求较高,其模组化制作难度高 于接收通路。

平台厂商、终端厂商和器件厂商共同参与 Phase 系列架构的定义,分别代表不同集成 度的射频前端架构。过去 40 年,通信协议 10 年一个大节点演进,完成了从 2G 到 5G 的跨 越变革。与之同时,射频前端方案也相应不断演进,共同推动无线通信业务的普及与发展。 进入 4G 时代,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 MTK 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。Phase 系列射频前端从 2014 年开始定义,目 前已经有 Phase2、Phase3、Phase5、Phase6、Phase6L、Phase7、Phase7L、 Phase7LE 等多个版本,每个版本都根据不同的通信协议、载波聚合(CA)能力、集成度 等因素进行了优化和创新。

目前 5G 通信制式下较为普及的射频前端架构分为分立方案的 Phase5N(非官方定义) 和集成度较高的 Phase7 系列,主要区别为 sub-3GHz 频段方案的集成度高低。4G 通讯制 式下,MTK 平台、国内头部手机厂商及 Skyworks/Qorvo 射频前端厂商联合发起 Phase6 系 列射频前端集成方案定义。Phase6 方案集成度较高,Low Band (包括 2G) 与 Mid/High Band 两颗 PAMiD 构成完整发射方案,在对于性能及集成度有高要求的高端手机中得到使 用。4G 下的分立方案使用 Phase2,Phase2 将 Phase1 的 2G PA,与 ASM(天线开关模 组 )整合,形成 TxM(发射模组);将 4G 频段的 PA 整合,形成完整的 4G MMMB PA(多 模多频 PA 模组)。 2020 年 5G 到来之后,手机终端需要支持更多的频段。并且 5G 定义了 3GHz 以上, 6GHz 以下的超高频(UHB)频段,对射频前端性能提出了更高要求。目前主流的射频方 案主要分为 Phase7 系列及 Phase5N 两种方案。两种方案在 sub-6GHz UHB 新频段部分方 案相同,均为 L-PAMiF 集成模组方案;在 sub-3GHz 频段分别为 PAMiD 模组方案和 Phase5N分立方案。Phase5N的接收链路以LNA Bank和DiFEM为主,发射链路以MMMB PA 为主;而对集成度要求更高的高端旗舰机主要采用 Phase 7/7L/7LE 的架构,接收链路 主要采用 LFEM 模组,发射链路主要采用 L-PAMiD 模组,集成度更高。未来,射频前端模 组将会向更高集成度的 Phase8 系列架构发展,即将 Low Band 和 Mid/High Band L-PAMiD 集成至同一个模组中。

L-PAMiD 模组是目前国内厂商关键的 “卡脖子”难题,是亟待突破的“明珠型”产品。 相比于sub-6GHz,虽然sub-3GHz模组频率更低、功率更低,不需要复杂的SRS开关等, 但由于 sub-3GHz 频段较多,需要集成的滤波器及双工器更多,并且是 SAW、BAW 及 FBAR 等压电滤波器,对滤波器资源的获取、多频段的系统设计能力提出了高的要求。对 于集成度更高的 L-PAMiD 模组,主要挑战包括全模块子电路的设计和量产能力、强大的系 统设计能力和小型化滤波器资源。全模块子电路的设计和量产能力指射频前端厂商具备模 块内每个主要电路的成熟设计及产品化能力,如各频段的 PA、LNA 及开关等,并且各子模 块无性能短板;强大的系统设计能力指厂商有强大的系统分析与设计能力,处理好模块内 部发射与接收之间隔离、各频段之间的抑制及载波聚合的通路设计等问题;小型化滤波器 资源指拥有 WLP(晶圆级封装,区别于 CSP 芯片级封装)滤波器,不仅拥有优秀的滤波 器产品,还要求较高的封装工艺,实现多滤波器的晶圆整合。目前,国内仅有极个别厂商 有 L-PAMiD 模组相关工艺技术,且其中的滤波器多数依靠外采,国产替代空间广阔。 公司持续加码射频模组投入,射频模组产品收入占比 2023 年已达 36.34%,毛利率稳 定至 40%-45%左右。2019 年以前,公司仍然主攻射频前端分立器件的研究和产出,2019 年公司射频分立器件业务营收占比高达 96.73%,之后随着下游应用对射频模组化要求的不 断提升,公司开始着手相应高端模组产品的布局和投资,以更精准的方式适配市场需求。 目前公司模组产品主要包括 LNA BANK、LFEM、DiFEM、L-DiFEM 以及少量的 L-PAMiF 等,2023 年,公司射频模组业务占比已达 36.34%,在公司战略布局中占据重要地位,由 于L-DiFEM和DiFEM迅速放量,目前在模组中占比较高,且 L-DiFEM集成自产 MAX-SAW 滤波器,DiFEM(集成 Normal-SAW 滤波器)面向低端价位手机,叠加芯卓前期折旧影响, 模组毛利率目前维持在 40%-45%左右的水平,但也和国际 IDM 大厂毛利率较为一致。

公司模组产品以接收端模组为主,集成的分立器件均为自研,其中最为重要的滤波器 大部分使用自产滤波器,并逐步探索发射端模组市场(尤其是 L-PAMiD),有望依靠自主 可控能力进一步打开国产替代空间。(1)接收端模组方面,经过几年的持续投入,目前公 司的接收端模组产品已囊括 DiFEM、LFEM、LNA BANK、L-DiFEM。目前,公司集成自产 SAW 滤波器的 DiFEM、L-DiFEM 等模组产品已量产出货,集成自产 IPD 滤波器的 LFEM 等模组产品已在多家客户端完成验证并实现量产出货。(2)发射端模组方面,由于其技术 难度更高,且市场空间更为广阔,公司凭借积累的技术经验和合作资源不断拓宽发射端模 组产品线,于 2021 年成功推出主集收发模组产品 L-PAMiF,适用于 sub-6GHz 频段,截至 目前,集成自产 IPD 滤波器的 L-PAMiF 等相关模组产品,已在多家客户端完成验证并实现 量产出货。此外,公司成功研发出 L-FEMiD 模组产品,是介于 L-PAMiD 和分立产品的中间 形态,为后续研发更高端的模组产品奠定基础;公司的 MMMB PA 模组产品也已处于客户 送样推广阶段。集成公司自产 MAX-SAW 的 L-PAMiD 产品实现从“0”到“1”的重大突破,已处于工程样品阶段。未来,随着 L-DiFEM 和 DiFEM 进一步放量,且 L-PAMiD 面世后凭 借优秀的产业链自主可控能力率先抢占国内市场空白,实现国产替代。


(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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