射频芯片专题报告：WiFi6注入还新活力，协同5G射频厂商成长

一、WiFi通信持续升级迭代，新时代大幕快速拉开

WiFi通信是家庭场景重要的通讯方式之一，如同传统蜂窝通信持续从2G、3G、 4G到5G的升级来提升通信速度，WiFi通信及相应芯片也持续升级以达到更高的网速。 自1997年WiFi首次向消费者发布，WiFi标准一致在升级迭代，其升级的方向主要围 绕三个维度，即频段数目增多、带宽增大和吞吐量增大，基本上每间隔5-6年，最大 吞吐量都会实现一次较大幅度的提升，来实现网络通信速度的提升。

WiFi通信作为目前通信速率最快且通信成本最低的通信方式，其用量广泛且应 用场景多样。根据TSR统计，WiFi芯片2020年受到疫情影响，出货量略有下滑，预 计出货量约为32.9亿颗，2021年后重归成长。同时从下游应用场景来看，WiFi芯片 出货量基本跟下游场景的出货量正相关，即手机、平板、笔记本、路由器为主要的 应用场景。

二、从下游市场看，WiFi-FEM的旺盛需求

（一）智能手机：WiFi-FEM 高弹性增量市场，量价齐升迎来成长好光景

WiFi无线连接方式是智能手机在室内场景最核心的无线连接方式，WiFi芯片是 智能手机的标配芯片。智能手机是一个具备多个无线连接方式的终端系统，主要包 括蜂窝通讯（5G、4G）、WiFi芯片、蓝牙芯片和GPS芯片等。同时从智能手机用 户的用户习惯来看，往往在户外场景以4G、5G蜂窝通信方式为主，在家庭室内以及 办公场所，WiFi通信依然是智能手机最主流的无线连接方式。

WiFi6通信在智能手机中渗透率逐渐提升。从品牌手机端我们也看到了旺盛的需 求趋势，首先苹果是行业WiFi6加速渗透的重要推动者，自2019年的IPhone11之后 苹果便积极把WiFi6作为智能手机的标配WiFi连接趋势，逐渐培养着消费者的消费习 惯。同时智能手机逐渐走向存量市场，差异化较小的安卓厂商竞争逐渐激烈，网络 连接作为手机重要的日常功能成为智能手机性能升级的关键指标，因此WiFi在高端 安卓手机甚至是中低端机型当中均呈现加速渗透的趋势，目前小米11青春版、红米 K40和Reno5等2000-3000元价位的手机已经逐渐配置WiFi6通信方式。

智能手机中通讯连接方案主要分为两种，一种是蜂窝通信方式（5G通讯主要变 革模块），包括5G、4G LTE、3G WCDMA、2G GSM通信方式等，第二种是WiFi、 蓝牙、GPS通信方式，以满足不同场景下的应用需求。其中针对蜂窝通信方式，智 能手机里有单独的信号链路和射频前端，针对WiFi通信方式，也有单独的信号链路 和射频前端，即WiFi通信的射频前端市场在手机中是区别于蜂窝通信的另一个市场。

同时WiFi通信区别于蓝牙通信和GPS通信，GPS通信以接收信号为主，因此不 需要功率放大器，仅仅需要低价量的开关和LNA，协议更新换代逐渐停滞，蓝牙通 信以短距离为主，因此仅仅需要低功率增益CMOS工艺的LNA和PA为主，往往直接 与数字电路集成，因此并没有给予射频前端厂商布局的机会。

早期在WiFi4时代中（仅2.4GHz频段），功率放大器（PA）和低噪声放大器（LNA） 主要采用CMOS工艺设计，直接集成在WiFi的收发机芯片电路当中，因此2.4GHz频 段不需要外置的PA、LNA和FEM电路。来到WiFi5时代，由于高频的5GHz信号衰减 较高，因此往往外挂FEM电路来提高发射的信号增益，保证远距离通信的效率。因 此在WiFi5时代的智能手机中，WiFi-FEM逐渐成为智能手机中的增量芯片，逐渐成 为传统射频前端芯片厂商的新增市场。

WiFi6渗透将持续提升智能手机WiFi-FEM市场空间。智能手机中的WiFi6需要同 时覆盖2.4GHz和5GHz频段，且以2×2 MIMO方式为主，即2.4GHz有两路发射和接 收，5.0GHz有两路发射和接收。5GHz频段信号衰减快，5GHz FEM产品基本成为 标配，2.4GHz出于提高发射功率或者线性度需求，2.4GHz FEM渗透率逐渐提升。 同时由于智能手机出货量更大，智能手机的WiFi-FEM相比于路由器市场市场空间更 大，基于原有的客户群，传统的射频前端厂商更容易实现快速渗透。

（二）路由器：WiFi-FEM 最基础战场，量价齐升迎来成长好光景

路由器是连接两个或多个网络的硬件设备，在网络间起基础网关的作用，是读 取每一个数据包中的地址然后决定如何传送的专用智能性的网络设备。类似于家庭 里面的“小基站”功能，可以为家庭内的联网设备提供无线连接的功能，同时正如 户外通信基站正在经历从4G到5G以及Massive MIMO的变革，家庭内的路由器也逐 渐从原来的WiFi4升级到WiFi6同时进行着通道数目和天线数目的MIMO升级。

路由器中的核心无线连接芯片组成包括Tx/Rx收发机芯片、射频前端芯片，伴随 着WiFi6对于发射功率以及线性度性能指标要求更高，WiFi-FEM单价呈现翻倍式提 升，同时伴随着多天线MIMO的应用，单路由器使用的WiFi-FEM用量也提升显著。 因此路由器作为WiFi-FEM应用的最基础场景，正在经历量价齐升的成长好光景。

路由器是家庭、工作和工业场景最核心最基本的网关设备，正如没有5G基站建 设基础，配置5G芯片的智能手机无法进行5G通信一样，路由器的通讯方式的升级是 手机WiFi可以实现更高网速的基础。因此各家路由器供应商的新品路由器也逐渐配 置WiFi6通信能力，且天线数目逐渐提升。目前WiFi6功能的路由器的价位也逐渐下 滑至200元价位，预计后续价位会持续下探，加速家庭WiFi6通讯场景的落地。

路由器作为家庭和办公场景重要的网关和通信信号源，其通信制式变革的速度 会优先于智能手机，因此WiFi6在智能手机中的渗透率会更为快速。

家庭和工业路由器产品的生命周期较长，一般家庭主动购置和更换家庭路由器 的意愿相对较低，往往家庭路由器购置和更换是由供应商推动的，因此整个WiFi6路 由器的渗透率推动以及品牌和上游芯片格局会受到运营商的影响，因此竞争格局往 往更为稳定。同时整个路由器全球全年出货量相比手机量级要小很多，因此对于上 游芯片厂商的晶圆代工产能和封测产能的需求压力不大，对于早期没有产能优势的 中小型企业更为友好。

三、WiFi-FEM 的产品形式以及竞争格局

WiFi-FEM指的是用于WiFi通信将一系列射频前端电路例如功率放大器（PA）、 射频开关、低噪声放大器（LNA）、滤波器和双工器集成在一起的小模组。根据行 业市占率领先者Qorvo官网披露的产品形式，我们可以看出当前阶段针对于WiFi通信 的2.4GHz以及5.8GHz频段，集成功率放大器、射频开关以及低噪声放大器依然为 WiFi-FEM产品主流的产品集成方式。

竞争格局以海外龙头企业为主，国产替代空间广阔。根据产品集成的方式，因 此我们可以判断WiFi-FEM的设计核心主要为PA（功率放大器）和低噪声放大器 （LNA），因此行业早期主要玩家以Skyworks和Qorvo等海外主流射频前端设计企 业为主，根据立积电子法说会预计市占率在40-50%与30-40%之间。同时在国产替 代趋势之下，国内路由器客户、运营商客户对非美供应商采取积极态度，因此中国台湾 立积电子在国产路由器客户拓展顺利，预计全球市占率在15%左右。

同时我们看好短期行业产能紧缺情况下，国内Fabless射频前端IC设计厂商基 于第三方Foundry代工产能与原有下游客户群的WiFi-FEM国产替代的新机遇下的表 现。射频前端芯片不同于数字芯片以及模拟芯片，其工艺制程的使用较为特殊以及 分散，不同射频芯片所需要的设计和代工制程不同。因此对于射频前端芯片厂商需 要具备多种工艺代工资源，以保证自身产品性能验证通过后在客户端实现稳定的供 给。

以WiFi-FEM集成的功率放大器、低噪声放大器和射频开关为主，射频功率放大 器的主要技术指标就是输出功率、线性度与效率。GaAs工艺能为PA提供最佳的应 用性能，是PA的主流工艺，WiFi连接模组推动了基于SiGe工艺的PA进一步发展与 应用。无论是分立器件还是集成在射频模组中，5G的高频段应用都对LNA提出了新 的要求。LNA的增益和噪声系数都需要提升以满足应用的要求，RF CMOS、SiGe 和RF SOI工艺都是LNA的主流工艺。射频开关的重要指标是可靠性，RF SOI是射频 开关的主流工艺，将长期占绝对的市场份额。

5G与WiFi6赛道齐同高景气，赋予IDM模式海外巨头较大产能压力，国内厂商 国产替代机遇明显。由于智能手机5G PA模组与WiFi-FEM均需要用到GaAs工艺的 功率放大器电路，因此在5G手机加速渗透以及WiFi6加速渗透（尤其是出货量较大 的手机市场WiFi6渗透）的双重作用下，给了海外射频前端龙头厂商较大的产能压力。 （Skyworks和Qorvo均为IDM厂商，其GaAs部分产能利用自己的自有工厂进行代工， 考虑到正常的建厂扩产周期，短期内扩张弹性较小）因此预计Skyworks和Qorvo会 讲主要产品重心布局于高毛利率的5G移动通信发射模组，因此WiFi-FEM市场有望 给予国内射频前端厂商“弯道超车”机会。

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