新基建迸发中5G射频芯片

昨日主板和创业板均大涨3%，要不是某不良报的假消息，创业板尾盘也不会回落太多，整个盘面就是新老基建争雄，老基建大多属于夕阳行业，无论是盈利的持续性还是未来的发展潜力都不如新基建，这里主要说说新基建中的5G射频芯片。之所以今天说是因为昨日美股暴涨，由疫情带来的系统现风险在逐步降低。

一、射频芯片是什么？

射频/RF（Radio Frequency ）是高频交流变化电磁波的简称。每秒变化小于1000次的交流电称为低频电流，大于10000次的称为高频电流，射频的频率通常在3 MHz-300GHz。

射频技术在无线通信领域具有广泛的、不可替代的作用，可实现射频信号的传输、转换和处理功能，是移动终端通信的核心组件。

射频芯片/RFIC是处理高频无线讯号所有芯片的总称，包括功率放大器（PA：Power Amplifier），天线开关（Switch）、滤波器（Filter）、双工器（Duplexer 和Diplexer）和低噪声放大器（LNA：Low Noise Amplifier）等。

手机通信系统结构大致上可以分为通信收发芯片，射频前端芯片。

手机通信的原理是（上传路径）：先由基频芯片（BB）处理数码语音讯号，再经由调变器（Modulator）转换成高频类比讯号，由混频器（Mixer）转换成所需要的频率，由带通滤波器（BPF）得到特定频率范围（频带）的高频类比讯号（电磁波），由功率放大器（PA）增强讯号，最后由传送接收器（Tx）传送到天线输出。

以下为手机通信系统结构示意图：

这里重点介绍一下射频前端芯片：其是由射频开关（Switch）、射频滤波器(Filter)、射频功率放大器(PA)、双工器(Duplexers)、射频低噪声放大器(LNA)等五大器件组成

1、射频开关（Switch）

射频开关的作用是将多路射频信号中的任一路或几路通过控制逻辑连通，以实现不同信号路径的切换，包括接收与发射的切换、不同频段间的切换等，以达到共用天线、节省终端产品成本的目的。射频开关70%以上采用RF-SOI工艺，部分采用GaAs工艺。LTE LNA主要采用RF-SOI和CMOS工艺。国内射频开关封测厂主要是嘉盛、日月新和通富微电。目前，国内做RF -SOI射频开关的公司已有20-30家，价格战进入白热化。适用于5G的高频RF开关，是国产厂商极力攻破的方向。

2、滤波器Filter

滤波器：顾名思义，只让特定频率范围的高频类比讯号（电磁波）通过，将不需要的频率范围过滤除去。

目前手机中使用的主流滤波器主要有声表面波滤波器（Surface Acoustic Wave，SAW）和体声波滤波器（Bulk Acoustic Wave，BAW）

由于成本的限制，SAW与BAW将在近几年内仍将保持共存。2GHz以下SAW的市场占有率较高，2GHz以上BAW的市场占有率较高。

不过随着未来5G高频通信的普及，BAW将占据主导地位。

全球SAW滤波器市场占有率排名前五的厂商，分别为村田(47%)、TDK(21%)、太阳诱电(14%)、Skyworks(9%) 、Qorvo(4%)，合计占比达95%。

全球BAW滤波器市场占有率TOP3分别是博通(87%)、Qorvo(8%)、太阳诱电(3%)，合计占比达98%。其中，博通一家独占87%，“寡头”局面初显。

3、功率放大器Power amplifier

功率放大器（PA）：高频类比讯号（电磁波）传送出去之前，必须先经由功率放大器（PA）放大，增强讯号才能传送到够远的地方。

功率放大器是无线通信设备射频前端最核心的组成部分， 其性能直接决定了手机等无线终端的通讯距离、信号质量和待机时间。

工作原理简单总结：主要运用三极管的放大作用，因为声音是不同振幅和不同频率的波，即交流信号电流，三极管的集电极电流永远是基极电流的β倍，β是三极管的交流放大倍数。

应用这一点，若将小信号注入基极，则集电极流过的电流会等于基极电流的β倍，就得到了电流（或电压）是原先的β倍的大信号，这现象成为三极管的放大作用。经过不断的电流放大，就完成了功率放大过程。

在终端市场，全球PA绝大部分市场占有率被Skyworks、Qorvo、Broadcom、Murata占据，四家厂商合计占比达97%，其中前三家合计占比达到92%。有必要注意一下的是，Qorvo、Skyworks和Broadcom都完成了PA、Switch、Duplexer、Filter全产品线布局，拥有专用的制造厂和封装厂。

4、双工器Duplexer 和Diplexer

双工器的作用是将发射和接收讯号相隔离，保证接收和发射都能同时正常工作。它是由两组不同频率的带阻滤波器组成，避免本机发射信号传输到接收机。

5、射频低噪声放大器(LNA)

低噪声放大器，一般用作各类无线电接收机的高频或中频前置放大器，以及高灵敏度电子探测设备的放大电路。

接收讯号时使用，天线接收进来的高频类比讯号（电磁波）很微弱，放大器自身的噪声对信号的干扰可能很严重，必须先经由低杂讯放大器（LNA）放大讯号，才能做处理。

在射频前端五大器件里面，滤波器、功率放大器的营收占比是比较高的，因此重点介绍了。

二、射频芯片各器件占比情况

将射频前端行业按照市场规模来划分，滤波器是射频前端市场中最大的业务板块，占比约54%，并且随着通信频段的增加，其份额将进一步提升，到2021年将达到66%。功率放大器是射频前端市场中的第二大业务板块，占比约34%；射频开关占比约7%，天线调谐器及其他占比约5%。

三、4G升级至5G带来的射频机会

在过去的十年间，手机通信行业经历了从2G,3G,4G到现在的5G，伴随手机使用频段的增加，射频芯片也呈指数级增长。

通常来说，4G 手机必须兼容2G 和3G，同时，由于全球分配的LTE频谱众多而且离散，为满足国际漫游的需求，手机终端需要支持更多的频段，手机芯片向多模方向发展以及支持频段数量指数型增加，这也是手机射频前端模块数量快速增长的主要驱动因素。

4G通讯中使用的频率大多为700MHz-2.6GHz之间，5G使用的频率在此之上乃至100GHz的一个巨大频段之中。

总结来说，5G通信网络的技术特点为：更高的数据传输速率、更低的数据传输延时、更高的数据传输密度和更好的高速通信能力。

下图整理了2G至4G 射频前端解决方案中部分器件的数量变化，4G 方案的射频前端芯片数量相比 2G 方案和 3G 方案有了明显的增长，因此随着5G的发展，射频芯片将随着支持频段数量的增加而指数级递增。

通信技术革新在促进了射频前端芯片数量不断增长的同时，芯片的复杂度也在逐步的提升。直接带来的便是芯片制造成本和利润率的提升。

目前，高端4G智能手机中射频前端模块的价格合计已达到16.25美元，中高端4G产品也有7.25美元。相比2G手机的0.80美元和3G手机的3.25美元，射频前端模块的单位产值有了几倍、几十倍的提高，并且，随着4G通信网络渗透率的逐步的提升，高端4G手机的出货量依然在不断攀升中。未来5G的想象空间会更加大。

整体市场空间情况—市场规模翻番，空间巨大

根据Navian的预测，2015年至2019年，用于移动通信终端的射频前端模块总市场规模将会从119.4亿美元增长至212.1亿美元，复合年增长率达到15.4%，如图所示。

5G频段在手机射频市场中比例迅速提高。根据Qorvo预测，2019-2022年，手机射频前端市场中，5G频段的市场占比将从1%提升到24%。

对于这个市场，总的来说：

(1)射频前端市场前景可观

手机每增加一个频段，大约需要增加2个滤波器、1个功率放大器和1个天线开关。目前， 智能手机支持30多个频段，预计5G时代全球2G/3G/4G/5G网络合计支持的频段将达到91个以上。随着5G普及商用，射频前端的需求量将呈暴发式增长。

(2)模块“集成化”大势所趋

在射频前端“模块集成”上，发展更快的厂商有望成为市场的主导者。射频前端集成存在单片集成(片上SoC系统)和混合集成(SiP封装)两个发展趋势。目前通过SiP的形式更易实现，也是各大厂商重点着力的方向。

这个领域的投资机会重点是滤波器和功率放大器。国内功率放大器设计公司主要有中科汉天下、唯捷创芯、紫光展锐、慧智微、飞骧科技、中普微(韦尔股份控股)等。大部分都是没有上市的，滤波器这一块，核心的公司有世嘉科技，大富科技以及武汉凡谷，昨天全部涨停了。这三个炮哥都还没上车，看好的可以择机进场，此外炮哥也非常看好5G光模块领域，在今年也会迎来大爆发，具体周末在细说。

目前就说这么多了，坚定看好5G射频芯片的黄金机会。以上都是个人看法，不作任何投资依据，股市有风险，投资需谨慎，盈亏自负，风险自担。

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