射频芯片龙头卓胜微深度研究报告
（报告出品方/作者：国海证券，吴吉森）
1、 5G 时代射频前端量价齐升，行业景气度持续上行
1.1、 射频系统：高壁垒的无线通信核心关键
射频子系统（RFIC+射频前端）与基带是构成终端通信系统的核心关键。在无线 通信中，最重要的核心就是射频芯片和基带芯片，其中射频芯片负责射频收发、 频率合成、功率放大，能够将无线通信基带信号转换成一定的无线电射频信号波 形并通过天线谐振发送出去，基带芯片则是负责信号处理和协议处理。
射频信号（Radio Frequency）是一种高频交流变化电磁波，表示可以辐射到空 间的电磁频率，范围在 300KHz～300GHz 之间，其相应的射频技术广泛应用于 无线通信领域。目前无线通信主要应用于手机领域，手机射频模块主要包括天线、 射频前端和射频芯片，其在无线通信中扮演着两个重要的角色：首先是在发射信 号的过程中，能将二进制信号转换成高频率的无线电磁波信号；其次是在接收信 号的过程中，能将收到的电磁波信号转换成二进制数字信号。在此之中，射频前 端芯片发挥着无线通讯系统“接收机”和“发射机”的作用，通过对通讯信号进 行转换、合路、过滤、消除干扰、放大，最终实现无线信号接收和发射。射频前 端芯片的性能直接决定了终端可以支持的通信模式，以及接收信号强度、通话稳 定性、发射功率等重要性能指标，直接影响终端的通信质量。
射频芯片领域技术壁垒高，依靠经验需长期积累。射频芯片设计是集成电路领 域中相对难度较高的技术方向，其面临的难题包括设计者理论及经验方面的主观 因素以及工艺及封装的客观限制因素。射频芯片设计涉及的理论知识繁多复杂， 由于其主要用于处理物理层面的连续高频信号，过程中需要满足各种物理指标的 折中均衡，多取决于产品的实际应用要求，没有定论，因此相关设计经验的累积 至关重要。同时，很多射频芯片的指标要求都是要挑战工艺极限，需要很多创新 性的电路结构，例如噪声抵消、交调分量抵消以及为了提高功放效率采用的动态 偏置和为了降低功耗进行的电流复用。此外，关键的还是工艺及封装的物理限制 或者模型的不准确性导致的难题，例如射频芯片中最重要的两个指标噪声系数和 线性度，其和工艺完全相关，存在较多不确定性。
1.2、 百亿美金赛道，射频前端细分领域众多
射频前端是电子设备信号收发的核心器件。射频前端芯片由滤波器、低噪声放大 器、功率放大器、射频开关等元器件构成。其中，射频开关（RF Switch）用于 实现射频信号接收与发射的切换、不同频段间的切换；双工器（Duplexer（由两 个滤波器组成））用于将发射和接收信号通路进行隔离，从而保证接收和发射在 共用同一天线的情况下能正常工作；滤波器（Filter）用于保留特定频段内的信 号，而将特定频段外的信号滤除；低噪声放大器（LNA）用于实现将接收通道的 射频信号放大；功率放大器（PA）用于实现将发射通道的射频信号放大。
射频前端芯片架构包括接收通道和发射通道两大部分。当射频部分处于接收状 态时，开关的接收支路打开、发射通道关闭，功率放大器关闭，从天线接收到的 电磁波信号转换为二进制数字信号，通过开关的接收支路到双工器，经过滤波后 传递给低噪声放大器放大，放大后传递给收发机进行信号处理，完成信号接收； 当射频部分处于发射状态时，开关的接收支路关闭、发射支路打开，低噪声放大 器处于关闭状态，从收发机发出的二进制信号转换成高频率的无线电磁波信号， 经过功率放大器放大，再通过滤波器滤除杂波，通过双工器后连接到开关的发射 支路，将信号通过天线发射出去。
1.2.1、 射频开关
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 现包括接收与发射的切换、不同频段间的切换等在内的不同信号路径的切换， 从而达到共用天线、节省终端产品成本的目的。射频开关的主要产品种类包括 移动通信传导开关、WiFi 开关、天线调谐开关等，广泛应用于智能手机等移动 智能终端。
RF SOI 是射频开关的主流工艺，它能够在提供射频开关优良性能的同时保证低 成本，将长期占据绝对的市场份额。RF CMOS 工艺也将占有少量市场份额，而 基于 GaAs-PHEMT 工艺的开关目前已面临淘汰。此外，相较普通开关，天线开关有着极高的耐压要求，同时导通电阻和关断电容对性能影响极大，由此对产品 提出了极高的设计和工艺要求。RF SOI 工艺可以满足当下的频段及性能的要求， 是实现天线开关的主要技术，市场占有率将维持在 92%以上。
1.2.2、 射频滤波器：射频前端份额占比最大的器件
射频滤波器是射频前端中最重要的分立器件，其作用是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。以声表面波滤 波器（SAW）为例，其工作原理为：输入电信号被输入叉指换能器转换成同频 率声波，经过输出叉指能换器转换成电信号，实现频率选择。
目前在手机射频市场中主要采用声学滤波技术，根据制造工艺的不同，市面上的 声学滤波器可分为表面声波滤波器（Surface Acoustic Wave，SAW）和体声波 滤波器（Bulk Acoustic Wave，BAW）两大类。其中 SAW 滤波器制作工艺简单， 性价比高，主要应用于 3 GHz 以下的低频滤波，而 BAW 滤波器插损低，性能优 秀，可以适用于高频滤波，但工艺复杂，价格较高。
声表面波滤波器（SAW）凭借其成熟且低成本的优势，仍是占据射频滤波器市 场份额最大的类型。随着智能手机频带间距逐渐缩小，频带隔离难度日益提升， 在高频化的趋势下，带宽要求也进一步提高，滤波器的尺寸和插入损耗都尤为关 键，这些都使得射频滤波器需达到更高的性能要求。由于 IPD 滤波器在高频下 具有更小尺寸、更易集成、结构简单、加工成本低等优点，未来它将在高频段的 应用有显著增长。LTCC 滤波器具有小型化、易集成、高稳定性、设计灵活等优 点，其市场占有率也将进一步提升。2015-2025 年，IPD 和 LTCC 工艺的滤波器 年均复合增长率将分别达到 19%和 13%。
1.2.3、 双工器
双工器是由两组不同频率的带阻滤波器组成，利用高通、低通或带通滤波器的分 频功能，使得同一天线或传输线可对两条信号路径进行使用，从而实现同一天线 对两种多种不同频率信号的接收和发送。其主要负责 FDD 系统的双工切换及接 收/发送通道的射频信号滤波，当发射机和接收机的频率不同时（FDD 通信）， 它可以用两个滤波器组合在一起，其中一个滤波器为接收器调谐，另一个为发射 器调谐。
1.2.4、 射频功率放大器 PA：射频前端的核心部件
射频功率放大器是射频前端的核心部件，主要用于发射链路，通过把发射通道 的微弱射频信号放大，使信号成功获得足够高的功率，从而实现更高通信质量、 更强电池续航能力、更远通信距离，其性能可以直接决定通信信号的稳定性和 强弱。射频功率放大器的工作原理是利用三极管的电流控制作用或场效应管的电 压控制作用将电源的功率转换为按照输入信号变化的电流，经过不断的电流/电 压放大，从而完成功率的放大。
GaAs 工艺能为 PA 提供最佳的应用性能，是 PA 的主流工艺。与此同时，WiFi 连接模组的存在推动了基于 SiGe 工艺的 PA 的进一步发展与应用。
1.2.5、 射频低噪声放大器 LNA
射频低噪声放大器是噪声系数很小的放大器，主要用于接收链路，将天线接收 到的微弱射频信号放大，同时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。LNA 能够能有效提高接收机的接 收灵敏度，进而提高收发机的传输距离，因此其设计是否良好，关系到整个通信 系统的通信质量。射频低噪声放大器的工作原理是将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。
RF CMOS、SiGe 和 RF SOI 工艺都是 LNA 的主流工艺。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，其增益和噪声 系数都需要提升以满足应用的要求。RF CMOS 是目前市场上非常成熟的一种工 艺，具有非常好的成本优势，但性能优势不明显，只适合于低频段应用；SiGe 工艺可以使 LNA 在高频段实现更好的增益和噪声系数性能的基础上拥有较小的 尺寸并且有较低的功耗；RF SOI 工艺不仅可以提高 LNA 的高频性能，可以集成LNA 和开关功能，从而在智能手机射频前端模块实现中发挥重要作用，该工艺 的 LNA 将实现最快的增长速度。2020-2025 年，RF CMOS、RF SOI 和 SiGe 工艺的年均复合增长率将分别达到 5%、19%和 8%。
1.3、 需求增加与价值提升共振，市场规模持续增长
5G 加速落地打开射频行业天花板，射频前端芯片产业链将迎来量价齐升。在过 去的十余年间，移动通信行业经历了从 2G（GSM/CDMA/Edge）到 3G （WCDMA/CDMA2000/TD-SCDMA），再到 4G（FDD-LTE/TD-LTE）和 5G NR 的三次重大产业升级，支持频段数目持续增加，双 4G/全网通、五模/七模、十 三频/十七频/三十频、载波聚合、MIMO、全面屏成为智能手机标配，导致包括 射频开关、射频低噪声放大器、射频功率放大器、双工器、射频滤波器在内的射 频前端器件数量和价值急剧增加。举个例子来说，2G 时代手机频段数是 4 个， 单机总价值是 0.8 美元；3G 时代手机频段数上升到 6 个，单机总价值 3.25 美元； 然而到了 4G 时代，千元机频段数就达到了 8-20 个，旗舰机频段数在 17-30 个， 需要 20-40 个滤波器，10 个开关，单机总价值 16-20 美元；而到了 5G 手机， 频段数将达到 50 个，需要 80 个滤波器和 15 个开关，单机总价值达 25-40 美元。 也就是说，相比于 4G 时代，5G 时代的单机射频前端价值量可以实现翻倍。
受 5G 通信下移动终端需求增加和单机射频芯片价值增长的双重驱动，射频前端 芯片行业的市场规模持续快速增长。当前通信行业正在经历从 4G 到 5G 的产业 升级，随着 5G 手机带来技术创新和全新用户体验，叠加品牌智能手机厂商大力 推出 5G 新机型，有望重振消费者参与度，赋能手机行业新的增长点。与此同时， 受疫情影响，“宅家防疫”成为人们的生活常态，消费形态随之逐渐改变，从而再 次促进了消费者对电子终端产品的消费热情。根据 Yole Development 的预测， 2020-2025 年 5G 智能手机的年均复合增长率将高达 30%，整体手机市场将因 为 5G 手机的强势渗透而逐步恢复。与此同时，5G 手机出货量的快速增长以及 5G 通信复杂技术和应用所带来的价值量提升将带动射频前端市场规模迅速提升。 根据 Yole Development 的统计与预测，2019 年射频前端市场为 152 亿美元， 到 2025 年有望达到 254 亿美元，2020-2025 年年均复合增长率将达到 11％。
2、 射频前端模组化趋势显著，国产替代前景广阔
射频前端模组化趋势显著。5G 通信技术引入新的频段应用，同时复杂技术和新 应用的不断出现，导致了射频前端器件数量大幅增加。为了适应智能手机轻薄化 和降低成本的需求，射频前端的集成度也将会逐渐增加，模组化的趋势越来越明 显。
射频模组与分立器件将会长期共存，共享整个射频前端市场。射频前端器件以 各种形式出现在手机中，其中集成架构可实现最佳性能和电路板优化，并简化 OEM 的组装，而分立器件则是在物料选择和供应链灵活性方面更具优势。根据 Yole Development 的统计与预测，未来射频模组将占据较大的市场，2025 年将 达到 177 亿美元，约占射频前端市场总容量的 69%，但同时分立器件市场也将 继续维持增长趋势。
2.1、 多频段+多技术推动射频前端模组化发展
众所周知，在 4G LTE 时代，射频前端市场的增长主要来自于载波聚合和 MIMO 技术。而 5G 在此基础上，将通过更多额外的频段、实现双重连接、下行方向过 渡到 4x4 MIMO、上行方向发展到 2x2 MIMO，来进一步推动射频前端市场的增 长。
2.1.1、 通信频段逐年增加，NSA 与 SA 模式将长期共存
无线通信频段逐年增加，高低频段呈现整合趋势。5G 网络的部署采用 FR1 和 FR2 两种频段，其中 FR1 是低频段 Sub-6GHz（频率范围 450MHz-6GHz）, FR2 是高频段 mmWave（频率范围 24.25GHz-52.60GHz）。相比于 4G，5G NR 除 了包含部分 LTE 频段外，同时新增部分频段，而随着移动通信制式的增加以及 频率不断提升，这意味着滤波器、PA 等器件的数量要持续增加。与此同时，高 低频段之间呈现整合模块化的趋势。最开始用于低（大约<1.5GHz）、中 （1.5-2GHz）和高频（2-3GHz）频率的射频器件被封装在三个单独的模块中， 之后低频段模块扩展到 600MHz，中频和高频模块合二为一。当前，超高频 （3-6GHz）模块将会支持现有的 LTE 频段和 5G 带来的新频段，毫米波则将 会是颠覆性的变化，与天线和射频前端集成在一个模块当中。
5G NR NSA增加了射频前端的复杂程度。5G独立组网(SA)就是建立包括基站、 回程链路和核心网在内的端到端的 5G 网络，非独立组网(NSA)则利用现有 4G 基础设施对 5G 网络进行部署。目前认为，SA 模式的确是 5G 的未来发展方向 和最终形态，但由于建设成本颇高，所以在未来相当长的一段时间里，NSA 会 作为过渡方案与 SA 共存，这也给终端射频设计带来挑战。5G NSA 是依靠 LTE 作为核心网，射频前端比 SA 架构更为复杂，需要 4G LTE 和 5G 双连接，采用 主从结构，所有的语音通信层面、控制层都是都是 LTE 上完成，而数据层面走 的则是 5G NR，即以 4G 节点为主结构，5G 接入节点为从结构。这意味着在射 频前端，必须首先要有一个支持 LTE 的通道，此外，无论是在哪一个频段，还 必须要有一个 5G 的通道在同时上下行工作，否则会存在频率互相干扰的问题。
2.1.2、 多技术驱动射频前端复杂度提升
多天线收发（MIMO）和载波聚合（CA）技术在 5G 时代继续延续，使得射频 前端复杂度大大上升。CA 和 MIMO 技术常被用来提高容量和数据下行/上行速 度。其中 MIMO 技术可以使用多个收发天线来提高手机的传输速度、提升手机 信号质量，同时天线数量的增加要求射频前端增加信号通路数量和提高通路复用 能力。从系统架构的角度看，因为 5G需要更快速的速率，那就需要更多的 MIMO， 在 4G LTE 时代，已经做到了 4 个下行链路，也就是 4×4 的 MIMO，而到 5G 阶段，4×4 下行 MIMO 或者是上行 2×10 的 MIMO 可能会成为一个标准，即必 须要支持四个下行链路的和两个上行链路，这对射频前端的设计也是一种挑战。 与此同时，在 5G 时代为了实现高带宽，载波聚合技术的路数必须上升。载波聚 合技术是指使用多个不相邻的载波频段，每个频段各承载一部分的带宽，这样总 带宽就是多个载波带宽之和。载波聚合路数的上升也意味着频带数量的上升，从 而催生出对更多滤波器的需求。
5G 时代使用 FDD/TDD 双工方式全面提升网络性能，而在现网 2G、3G 和 4G 网络中每个网络只使用一种双工模式。频分双工（FDD）和时分双工（TDD） 是两种不同的双工方式，其中 TDD 模式的移动通信系统中接收和传送是在同一频率信道即载波的不同时隙，用保证时间来分离接收与传送信道，FDD 模式的 移动通信系统的接收和传送是在分离的两个对称频率信道上，用保证频段来分离 接收与传送信道。相较而言，FDD 频段频率较低，覆盖能力强，传输时无额外 等待时延，但带宽通常较小；TDD 频段带宽大，而且上下行均成熟应用 MIMO 技术，但覆盖和时延方面相对弱。5G 网络中，通过上下行通道的 TDD（时分双 工）与 FDD（频分双工）协同，高频和低频互补、时域和频域聚合，充分发挥 3.5G 大带宽能力和 FDD 频段低、穿透能力强的特点，既提升了上行带宽，又提 升了上行覆盖。正是由于对两类双工方式的同步支持，射频前端发射端的复杂程 度再度提高。
2.2、 逐级演进，射频模组的集成化之路
射频前端模组是将射频开关、低噪声放大器、滤波器、双工器、功率放大器等两 种或者两种以上的分立器件集成为一个模组，从而提高集成度和性能，并使体积 小型化。根据应用路径不同，目前可分为应用于主集天线射频链路模组、用于分 集天线射频链路模组和用于 WIFI 端射频模组。
主集天线射频链路负责射频信号的发射与接收。根据集成方式的不同，主集天 线射频链路可分为：FEMiD（集成射频开关、滤波器和双工器）、PAMiD（集成 多模式多频带PA和FEMiD）和LPAMiD（LNA、集成多模式多频带PA和FEMiD）。
主集射频发射模组的五重山：
1) 发射端 Level 1：PA 与 IPD/LTCC 滤波器集成，主要应用于 3GHz~6GHz 的新增 5G 频段，例如 n77 和 n79。这些新增频段对 5G PA 的设计非常有 挑战，但由于新频段频谱相对比较“干净”，所以对滤波器的要求不高，因此 LC 型的滤波器(IPD、LTCC)就能胜任。综合来看，这类模组属于有挑战但 不复杂的产品，其技术和成本均由 PA 绝对掌控，单颗价值在 0.4 美金左右。
2) 发射端 Level 2：PA 与 BAW（或高性能 SAW）滤波器集成，主要应用于 n41 频段和 WIFI 端，频段在 2.4GHz 附近。这类产品的频段属于常见频段， 对 PA 部分的技术规格有一定挑战但并不高。但由于工作在了 2.4GHz 附近， 距离 4G 较近，频段非常拥挤，需要集成高性能的 BAW 滤波器来实现共存。 这类产品中滤波器的功能并不复杂，PA 仍有技术控制力，但在成本方面， 滤波器可能超过了 PA。综合来讲，这类模组属于有挑战但不复杂的产品， PA 有一定的控制力，单颗价值在 0.6 美金左右。
3) 发射端 Level 3：LowBand 发射模组（LB (L)PAMiD），通常集成了 1GHz 以下的 4G/5G 频段(例如 B5、B8、B26、B20、B28 等等)，包括高性能功 率 放大器 以及若 干低频的 双工器 ，在不 同的方案 里，还 可能集 成 GSM850/900 及 DCS/PCS 的 2G PA，以进一步提高集成度。低频的双工 器通常需要使用 TC-SAW 技术来实现，以达到最佳的系统指标。根据系统 方案的需要，如果在 LB PAMiD 的基础上再集成 LNA，这类产品就叫做 LB LPAMiD，可以看到，这类产品的复杂度已经比较高：PA 方面，需要集成 高性能的 4G/5G PA，有时候还需要集成大功率的 2G PA Core；滤波器方 面，通常需要 3~5 颗使用晶圆级封装的 TC-SAW 双工器。总成本的角度来 看(假设需要集成 2GPA)，PA/LNA 部分和滤波器部分占比基本相当，单颗 价值在 1.5 美金左右。
4) 发射端 Level 4：FEMiD，通常包含从低频到高频的各类滤波器（LTCC、 SAW、TC-SAW、BAW 或性能相当的 I.H.PSAW）/双工器/多工器，以及主 通路的 SOI 天线开关，但并不集成 PA。村田公司定义了这类产品，并且过 去近 8 年的时间内，占据了该市场的绝对主导权。出于供应链多样化的考虑， 一些出货量非常大的手机型号，就可能考虑使用 MMMB(Multi-Mode Multi-Band) PA 加 FEMiD 的架构。FEMiD 单颗价值在 2.5 美金左右。
5) 发射端 Level 5：M/H (L)PAMiD，射频前端最高市场价值也是综合难度最大 的领域，是射频前端细分市场的巅峰。M/H 通常覆盖的频率范围是 1.5GHz~3.0GHz，这是移动通信的黄金频段。最早的 4 个 FDD LTE 频段 Band1/2/3/4 在这个范围内，最早的 4 个 TDD LTE 频段 B34/39/40/41 在这 个范围内，TDS-CDMA 的全部商用频段在这个范围内，最早商用的载波聚 合方案也出现在这个范围(由 B1+B3 四工器实现)，GPS、Wi-Fi 2.4G、 Bluetooth 等重要的非蜂窝网通信也都工作在这个范围。这段频率范围最大 的特点就是“拥挤”和“干扰”，所以高性能的 BAW 滤波器将得到广泛应用。由 于这个频率范围商用时间较长，该频率范围内的 PA 技术相对比较成熟，整 个模组核心的挑战来自于滤波器件，产品单颗价格将达到 4 美金以上。
分集天线射频链路负责射频信号的接收。根据集成方式不同，分集天线射频链路 可分为：DiFEM（集成射频开关和滤波器）和 LFEM(集成射频开关、低噪声放 大器和滤波器)。
分集射频接收模组的五重山：
1） 接收端 Level 1：使用 RF-SOI 工艺在单颗 die 上实现了射频开关和 LNA。 虽然仅仅是单颗 die，但从功能上也属于复合功能的射频模组芯片。这类产 品主要的技术是 RF-SOI，在 4G 和 5G 都有一些应用，单颗价值 0.15-0.3 美金。
2） 接收端 Level 2：使用 RF-SOI 工艺实现 LNA 和射频开关的功能，再与一颗 LC 型(IPD 或者 LTCC)的滤波器芯片实现封装集成。LC 型滤波器适合 3~6GHz 大带宽、低抑制的要求，适用于 5G NR 部分的 n77/n79 频段。这 类产品也是 SOI 技术主导，主要应用在 5G，单颗价值在 0.3 美金左右。
3） 接收端 Level 3：Level 3 以上，通常需要集成单刀多掷(SPnT)或者双刀多 掷(DPnT)的 SOI 开关，以及若干通路支持载波聚合的 SAW 滤波器。封装 方式上，由于 Level 3 的集成程度还不极限，因此有多种可能的路径，其中 国际厂商的产品主要以晶圆级封装技术为主，除了在可靠度及产品厚度方面 有优势，主要还是可以在更高集成度的其他产品中进行复用。该类产品单颗 价值 0.3-0.7 美金。
4） 接收端 Level 4：这类产品叫做 MIMO M/H LFEM。主要是针对 M/H Band 的频段(例如 B1/3/39/40/41/7)应用了 MIMO 技术，增加通信速率，在一些 中高端手机是属于入网强制要求。技术角度出发，这类产品以 RF-SOI 技术 实现的 LNA 加射频开关为基础，再集成 4~6 个通路的 M/H 高性能 SAW 滤 波器。国际厂商在这些频段已经开始普遍使用 TC-SAW 的技术，以达到最 好的整体性能。
5） 接收端 Level 5：接收端的最高复杂度，就是 H/M/L 的 LFEM。这类产品以 非常小的尺寸实现了 10~15 路频段的滤波(SAW Filter)、通路切换 (RF-Switch)以及信号增强(LNA)，在 5G 项目上能帮助客户极大地压缩 Rx 部分占用的 PCB 面积，把宝贵的面积用在发射/天线等部分，提升整体性能。 这类产品需要的综合技能最高，也基本必须要用晶圆级封装形式的先进封装 方式才能满足尺寸、可靠度、良率的要求，单颗价值在 1.3-1.8 美金左右。
2.3、 美日厂商把控全球市场，国产迎来黄金机遇期
全球射频前端芯片市场被美日厂商长期占据，市场集中度较高。射频前端领域 设计及制造工艺复杂、门槛极高，现阶段主要被 Murata、Skyworks、Broadcom、 Qorvo、Qualcomm 等国外领先企业长期占据。一方面，国际领先企业起步较早， 底蕴深厚，在技术、专利、工艺等方面具有较强的领先性，同时通过一系列产业 整合拥有完善齐全的产品线，并在高端产品的研发实力雄厚。另一方面，大部分 国际企业以 IDM 模式经营，拥有设计、制造和封测的全产业链能力，综合实力 强劲。
国产射频前端芯片迎来发展机会，国内厂商有望挤进第一梯队，替代前景广阔。 Skyworks、Qorvo、Broadcom、Murata 四大巨头通过并购延伸不断扩张，长期垄断全球射频前端芯片市场的第一梯队。我国射频前端芯片厂商依然在起步阶段， 市场话语权有限，但在中美贸易战后国产自制芯片的政策鼎力支持和国内手机品 牌占有率持续增长的背景下，国内供应链厂商有望迎来重大发展机遇。其中卓胜 微在射频开关领域已经达到国际先进水平，在 LNA 和接收端射频模组产品上也 具备一定实力，唯捷创芯在射频 PA 领域表现出色，目前已经占据全球 4G 中低 端PA市场的三成以上，紫光展锐和韦尔股份同样在细分领域具备一定技术实力， 国内厂商未来有望上升至第一梯队，扩大市场份额，成长空间广阔。
2.3.1、 Murata： 全球 SAW 滤波器领域绝对龙头
Murata（株式会社村田制作所）是全球射频前端芯片领域市占率最高的公司， 成立于 1950 年，总部位于日本，于东京证券交易所、新加坡证券交易所上市。 公司主营业务为先进的电子元器件及多功能高密度模块的设计和制造，其中包括 SAW 滤波器、独石陶瓷电容器、压电传感器和陶瓷滤波器等产品。公司于 2014 年 8 月收购无晶圆厂 RF IC 制造商 Peregrine，在取得先进 RF-SOI 制程技术的 同时，迈出其进一步扩展 RF 元件与无线业务之路上的重要一步。
公司在 SAW 滤波器领域占据绝对龙头地位，全球市场占有率 47%左右。Murata 在 SAW 专利申请方面处于领导地位，持续推出 TC-SAW 和 IHP-SAW 等产品以 适应 5G 需求。公司拥有面向移动电话的滤波器和收发双工器等高性能的 SAW 的 RF 元件，通过一站式服务为 RF 技术者提供广泛的基于 SAW 的 RF 元件， 在尺寸、性能、成本、市场投入、交货期等方面获得业界超高水平的评价。此外， 公司还拥有集成双工器的低频功率放大器（PAMiD）、分集接收器等产品。
2015-2020 财年，Murata 营业收入从 87.11 亿美元增长至 141.91 亿美元，CAGR 为 10.25%，净利润从 14.00 亿美元增长至 16.93 亿美元。Murata 毛利率稳定， 近 6 年始终维持在 40%上下，2020 财年公司净利率为 11.93%。
2.3.2、 Skywork：全球射频元器件巨头
Skywork（思佳讯）是全球射频元器件巨头，成立于 1962 年，总部位于美国 马塞诸塞州，于纳斯达克上市。公司致力于开发用于射频和移动通信系统的半导 体器件，主营业务为提供无线集成电路解决方案及放大器、衰减器、前端模块等 产品。
公司在 SAW 滤波器、射频功率放大器、射频开关等产品上都有完善的产品覆盖， 拥有较强的芯片集成模组能力。完善的产品线布局为 Skyworks 的成长打下了良 好的基础，公司作为老牌射频巨头，在射频开关和射频 PA 领域均具备深厚的技 术积累。公司在保持产品线的高效运营和内生增长的同时，进一步开展并购之路， 2007 年并购飞思卡尔的 PA 业务，2011 年并购 SiGe Semiconductor 以完善在 射频前端业务的布局，2014 年与松下成立了合资公司布局 SAW 滤波器业务，2021 年收购 Silicon Labs 的基础设施和汽车业务。
2015-2020 财年，Skywork 营收状况保持稳定，2020 财年营业收入为 33.56 亿 美元，净利润为 8.15 亿美元。公司毛利率维持高水平，近 6 年始终维持在 47%-51% 的区间，2020 财年公司净利率为 24.28%。
2.3.3、 Qorvo：全球领先的 RF 设计厂商
Qorvo 是全球领先的 RF 设计厂商，总部位于美国北卡罗莱纳州，由 TriQuint Semiconductor 和 RF Micro Devices（RFMD）于 2015 年合并成立。其中 RFMD 曾经是全球领先的高性能射频元件和化合物半导体技术的设计者和制造商，其产 品可实现全球移动性、蜂窝手机、无线基础设施、无线局域网络（WLAN）、CATV/ 宽频及航空航天和国防市场提供增强的连接，并支持先进的功能。TriQuint 公司 的产品组合包括开关和放大器产品，以及适用于各种无线与网路基础设备应用的 射频滤波器，如表面声波(SAW)、温度补偿表面声波(TC-SAW)和体声波(BAW) 滤波器。
公司业务布局基本覆盖射频前端全产业链。Qorvo 凭借技术优势和模组化布局长 期在射频产品领域提供商中占据领导地位，公司通过收购获得应用于天线以及射 频 PA 器件中的 GaN、GaAs 以及 SOI 技术，并继续收购 Cavendish 等 RF MEMS 工艺厂商进一步升级其射频前端器件的生产工艺，通过模组化集成形成全业务先 进布局。公司在 2020Q1 完成了对 Custom MMIC 和 Decawave 的收购，进一 步布局低功耗 IoT 以及 UWB 技术，结合此前物联网相关技术的收购，在物联网、 5G 领域形成更多影响力。
2015-2021 财年，Qorvo 营业收入从 17.11 亿美元增长至 40.15 亿美元，CAGR 为 15.28%，净利润从 1.96 亿美元增长至 7.34 亿美元，CAGR 达 24.62%。公 司毛利率保持稳定，近 6 年始终维持在 40%左右，2020 财年公司净利率为 10.32%。
3、 卓胜微：国内射频芯片龙头，拉开射频模组国产化序幕
3.1、 构建完整产品矩阵，射频模组助推业绩爆发
卓胜微电子股份有限公司成立于 2012 年 8 月，总部位于无锡，是江苏省重点高 新技术企业。公司前身为成立于 2006 年的卓胜开曼，早期技术产品主要包括数 字电视和移动数字电视芯片。自 2011 年开始公司逐渐向射频前端芯片领域转型， 起初以 GPS LNA 产品为契机成功进入主流手机供应商，而后公司把握住通信技 术由 3G 向 4G 演变的机遇，通过射频开关和低噪声放大器产品迅速打开射频前 端细分领域市场并逐步建立龙头地位。2019 年公司成功登录深圳证券交易所创 业版，随着自身产品线的拓展与 5G 时代的来临，叠加国产替代进程加速，公司 迈入成长新阶段，迎来新的发展机遇。
公司持续完善产品形态战略部署，构建完整产品矩阵。作为国内射频前端领域 的龙头厂商，公司持续拓展自身产品结构，已经成功实现从分立器件产品向射频 模组产品的延伸。截至当前，公司能够向市场提供射频开关、射频低噪声放大器、 射频滤波器、射频功率放大器等射频前端分立器件及各类模组产品，同时公司还 积极布局物联网领域的低功耗蓝牙微控制器芯片。从下游应用来看，公司射频前 端分立器件和射频模组产品主要应用于智能手机等移动智能终端产品，客户已覆 盖全球主要安卓手机厂商，同时还可应用于智能穿戴、通信基站、汽车电子、无人飞机、蓝牙耳机及网通组网设备等需要无线连接的领域。公司的低功耗蓝牙微 控制器芯片则主要应用于智能家居、可穿戴设备等电子产品。
公司主要拥有五家控股子公司和一家参股公司。目前公司拥有卓胜香港、卓胜 上海、卓胜成都、卓胜美国和芯卓投资五家控股子公司，其中卓胜香港为公司的 境外贸易平台，主要负责从公司采购制成品后进行销售，或采购原材料委托加工 厂进行加工后销售给境内外客户。芯卓投资则为公司 2020 年新设立的全资子公 司，主要负责对外投资，目前拥有常州承芯半导体有限公司 8.23%的股权。此 外，公司参股投资山景股份，拥有其 15%的股权，公司意在借此实现其蓝牙芯 片领域和山景股份微控制器领域在技术和市场的协同效应。
公司业绩持续高增，2021Q1 表现再度亮眼。公司自 2014 年开始，除 2018 年 出现小幅下滑以外，其余年份均实现营业收入及净利润的高速增长。2014-2019 年，公司营业收入年均复合增长为 103%，2015-2019 年，公司净利润年均复合 增长率达到 159%。2020 年公司业绩再度实现大幅增长，全年实现营业收入 27.92 亿元，同比增长 84.62%，实现归母净利润 10.73 亿元，同比增长 115.78%。按季 度拆分，公司在 2020Q3、Q4 表现亮眼，共计贡献归母净利润 7.19 亿元，占全 年总额的 67.0%，值得注意的是，在华为受到制裁出货明显下降的情况下，公司 Q4 业绩依旧保持强劲，足以彰显其业绩韧性之强，竞争壁垒之高。公司业绩能 够持续高增的原因主要系其受益于 5G 和国产替代的发展机遇，叠加自身产品结 构升级以及客户需求回暖，其主营业务收入实现大幅增长。
公司毛利率维持高水平，净利率实现持续增长，期间费用把控能力大幅提升。 公司自2014年以来毛利率始终保持在50%之上的高水平，2020年达到52.84%， 同比增长 0.37pct，细分产品来看，射频分立器件毛利率为 51.22%，新推出的射 频模组凭借先发优势实现 67.24%的高毛利率，其中接收端模组的毛利率达到 67.44%。随着高毛利率射频模组在 2021 年公司业务中的占比不断提升，带动公 司毛利率水平再上一层新台阶，2021Q1 公司整体毛利率高达 57.81%，盈利能力 出色。此外，公司净利率呈持续增长态势，2020 年公司净利率达到 38.34%，较 2019 年增长 5.65pct，2021 年 Q1 提升至 41.58%。期间费用方面，公司把控能 力大幅提升，表现优异。2020 年公司期间费用率 9.57%，同比减少 3.72pct，其 中销售，管理费用率分别为 1.23%和 7.67%，分别同比减少 1.60pct 和 3.60pct， 公司财务费用率同比增加 1.48pct 达 0.67%，增加原因主要系汇率降低导致汇兑 损失增加所致。
射频分立器件业务收入持续高速增长，公司前期布局的模组产品成功放量。公 司早期产品全部为射频分立器件，其中射频开关和射频低噪声放大器为公司的两 款拳头型产品，是公司业绩增长的主要驱动力。受益于市场占有率的不断提升， 2020 年两款产品交出表现优异表现，其中射频开关产品全年营收达到 21.91 亿 元，同比增长 81.45%，低噪声放大器产品实现营收 2.7 亿元，同比增长 5.86%。 公司在 2019 年正式切入射频模组产品领域并成功推出接收端模组系列产品，受 益于 5G 手机带来的前端器件模组化浪潮，公司接收端模组产品在 2020 年实现 营收 2.69 亿元，成功放量，正式进入应用市场。纵观公司整体业务结构，模组 产品在 2020 年实现突破后，目前在整体业务中占比达到 9.93%，射频分立器件 产品则受此影响，占比由 2019 年的 96.74%下降至 88.19%。
公司营收主要来自境外地区。自公司成立以来其每年主要收入中境外收入占比均 高于境内收入，主要原因系一方面存在部分境外客户，要求在其境外所在地交货， 另一方面根据半导体行业商业模式特点，终端客户通常要求将香港作为交货地。 数据来看，2020 年公司境内收入占比为 34.37%，境外收入占比为 65.63%，相 较于 2019 年境内外收入占比差距有所收窄。
3.2、 自主研发实力强大，拳头型产品打造优势地位
研发与技术创新是引领公司发展的源动力。公司高度重视技术创新，研发投入持 续增长，2018-2020 年公司研发投入分别达到 0.68 亿元、1.38 亿元和 1.82 亿 元，年均复合增长率达到 63.60%。公司在射频领域具备丰富的技术储备，已在 射频开关、射频低噪声放大器、射频滤波器、WiFi 蓝牙产品等领域形成了多项 发明专利和实用新型专利，这些专利是公司产品竞争优势的有力保障，同时也为 公司保持产品创新奠定了技术基础。截至目前公司共计取得 63 项专利，其中国 内专利 62 项（包含发明专利 51 项）、国际专利 1 项（该项为发明专利），此外 公司还拥有 10 项集成电路布图设计专利。与此同时，公司高度注重人才的发掘 和培养，积极推进人才引进工作，研发人员数量快速增长。截至 2020 年底公司 共计拥有研发人员 202 人，相较上一年同期增长 38.36%，研发人员占比达到 73.19%，研发人员学历中，博士学历占比研发人员数量的 4.46%，硕士占比 33.66%，本科占比 56.93%。
公司是国内最大射频开关供应商，在射频开关和射频低噪声放大器领域拥有多 项核心技术。天线开关是公司重要的拳头产品之一，累计销售接近 28 亿颗。公 司天线开关主要采用 12 寸 65nm RF SOI 晶圆制造工艺及低介电常数树脂技术 的先进封装工艺，具有最优的低插损特性、良好的电压承载能力、更小的封装尺 寸，并能承载更宽的频率范围, 使得天线调谐范围极大提升。公司天线开关产品 的部分技术指标可比肩国际领先企业产品，同时大大降低了终端手机厂商的购置 和生产成本，其产品竞争力目前处于国际先进、国内领先地位。与此同时，公司 开发新推出多增益低噪声放大器系列产品，采用 RF SOI 工艺，支持最新的 5G 平台，覆盖所有 sub-6GHz 频率范围。其具有的超低噪声、超高增益、超高动态 范围等特性，显著提高了系统的接收灵敏度，抗干扰能力，为复杂应用场景提供 了优秀的接收性能，目前已受到知名手机厂商的高度认可并量产导入，有望在 2021 年进入批量生产和供货。
成功抢位射频模组国产化发展先机，深入拓展接收端射频模组产品布局。公司 基于其在射频领域的深刻积累和认知，提前对射频模组产品的新形态进行了前瞻 性布局，于 2019 年顺利推出了包括 DiFEM、LFEM 和 LNA bank 在内的数个类 型的接收端模组产品。值得一提的是，公司在上述模组产品中的数款适用于 5G 通信制式 sub-6GHz 频段的产品与国际头部企业于同一时间段推出，打破了国际 头部企业在射频模组领域寡头垄断的竞争格局，成功抢位国产化发展先机，进一 步提升了公司在射频前端市场的竞争力。未来随着分集接收端模组市场规模进一 步提升，公司相关业务有望实现持续增长。
LFEM 产品有望成为公司另一款拳头型产品，LNA Bank 产品具有市场创新性。 公司的 LFEM 产品工艺推陈出新，其基于多年在新材料方面的深入研究和持续 投入，通过采用优化设计的 IPD 滤波器实现了 sub-6GHz 的超高频段滤波需求。 正是由于 IPD 滤波器具有设计堆叠体积小、调试灵活、成本低、产能充足等多 重优势，同时在插入损耗、带外衰减、温度漂移、功率容量特性等性能方面均有 较好表现，公司的 LFEM 产品整体性能指标可比肩国际先进水平,一经推出受到 市场的广泛关注和高度认可，目前该类型产品在终端客户已实现规模出货。此外， 公司采用先进的 SOI 工艺，设计并推出配合载波聚合以及 MIMO 技术应用需求 的，适用于 5G 通信制式 sub-6GHz 频段的创新型产品 LNA bank。该产品主要 是通过提高射频低噪声放大器产品的通道数量，提高射频低噪声放大器产品的支 持频率跨度。由此公司进一步丰富了自身射频低噪声放大器产品线，扩大了产品 应用范围，在技术演进和需求变动中保持市场领先地位。
公司成功推出满足 WIFI 6 标准的连接模组。公司基于前期在射频及 WiFi 领域的 技术积累，于 2020 年上半年推出满足 WiFi 5 连接标准的 WiFi FEM 产品，主要 应用于移动智能终端及网通组网设备，目前已在移动智能终端及网通组网设备客 户实现量产出货。同时，公司持续跟进新技术的发展，在 WiFi 6 技术不断渗透 和普及的背景下，推出满足 WiFi6 标准的连接模组产品，并开始向客户送样。 WiFi 连接模组产品是公司在射频领域的技术延伸，公司将通过持续投入资源对 该领域进行研究探索，充分发挥在射频领域的优势，加速培育其在射频领域的全 面发展。
3.3、 供应链管理能力突出，品牌客户渗透提升可期
公司拥有长期稳定的供应链管理经验和产能供给资源。公司作为 fabless 模式厂 商，与全球顶级的晶圆制造商、芯片封测厂商形成紧密合作，其中晶圆制造商包 括 Tower、台积电、台联电、华虹宏力、和舰等，芯片封测厂商包括苏州日月新、 嘉盛、通富微电、长电科技、华天科技等，同时公司积极参与并推进国内供应链 的建设。公司在历史经营过程中，与上述晶圆制造商、封测厂商形成了稳定的合 作机制，建立了稳固、良好的合作关系，在产能供应链管理方面积累了丰富的经 验。同时，由于公司销量逐年快速增长，已成为各上游外协厂商重要客户，良好 的供应商管理有效地稳定了公司的大规模交付供给；另一方面，公司通过与上述 知名厂商规划并制订长期产能规划、建设专线、协商保障产能供应等机制确保产 能需求，降低了行业产能波动对公司产品产量、供货周期的影响。
公司产品已覆盖国内外知名移动智能终端客户，市场规模有望受益于国内厂商 份额提升再度提高。公司通过直销和经销等渠道，产品已覆盖三星、华为、小米、 vivo、 oppo 等国内外知名移动智能终端厂商，并在持续拓展国内外其他智能手机厂商的潜在合作机会。与此同时，国内手机品牌的崛起以及 5G 通信技术的发 展将为本土供应链打造快速成长的优质土壤。根据市场调研公司 Canalys 于 2020 年 9 月的预测，中国将成为 5G 智能手机出货量最多且市场占有率最大的 国家，2020 年全球 5G 出货量预计为 2.78 亿部，其中在中国市场的出货量预计 可达到 1.72 亿部，占全球 5G 智能手机出货量的 62%。另一方面，国内手机品 牌在移动互联网跳跃式发展的背景下强势崛起，市场占有率呈现逐年上升的趋势。
公司产品主要应用于 MTK 平台手机，品牌渗透率有望受益于 MTK 市场份额增 加实现持续增长。目前安卓手机终端厂商的主芯片平台一般选用高通或 MTK， 其中高通通常会将整套端到端的射频解决方案打包出售给下游客户，且高通平台 与其它厂商的射频前端芯片无法兼容，所以公司产品将更多的应用于采用 MTK 主芯片的手机产品中。根据研究机构 Counterpoint 对 2021 年智能手机芯片市 场的预测，MTK 将在 2021 年继续保持在智能手机 SoC 芯片市场的领导地位， 占比由 2020 年的 32%提升至 37%。其中在 5G 手机中，苹果、高通和 MTK 的 市场份额将十分相近，其中高通占比最高，达到 30%，MTK 占比将大幅提升至 28%。受益于 MTK 主芯片市占率逐步提升，公司产品在品牌客户渗透率有望再 次提高。
3.4、 加码滤波器制造及模组封测，建立 IDM 模式未来 可期
公司开展多项募投及产业投资项目。截至目前，公司正在进行的建设项目包括： 射频滤波器芯片及模组研发及产业化项目、射频功率放大器芯片及模组研发及产 业化项目、射频开关和 LNA 技术升级及产业化项目、高端射频滤波器芯片及模 组研发和产业化项目、5G 通信基站射频器件研发及产业化项目和芯卓半导体产 业化建设项目。
3.4.1、 布局高端滤波器及功率放大器，有望切入主集射频产品领域
公司积极布局高端滤波器及射频功率放大器产业。公司通过募投项目加码包括 RX SAW、TX SAW 在内的高端滤波器产品以及 4G、5G PA 产品的研发，持续 扩张产业布局补足自身射频分立器件领域产品线。公司预计上述项目建设期在 2019-2021 年之间。
公司有望切入主集射频模组领域，发展脉络清晰。随着公司在 SAW 高端滤波器 和手机端 PA 的逐步布局，有望在未来切入主集射频链路领域，实现射频前端模 组全覆盖，公司预计将在 2022-2023 年完成该项目建设。相较于分集产品，主集 模组拥有更高的技术壁垒和更大的价值量，其中集成度最高的 LPAMiD 是由射 频开关、滤波器、双工器、PA、LNA 多种分立器件排列组合构成，其内含器件 数量和设计复杂度远高于分集 LFEM。根据 Yole Development 的统计与预测， 2025 年射频前端市场规模有望达到 254 亿美元，其中射频模组市场规模将达到 177 亿美元，在这之中含 PA 的主集模组将占据 89.31 亿美元的市场规模，成为 整个射频前端产品中占比最大的部分。
3.4.2、 加码滤波器晶圆制造及射频模组封装测试，IDM 模式雏形初现
公司于 2020 年 11 月与江苏省无锡蠡园经济开发区管理委员会签署《战略合作 协议书》，在无锡市滨湖区胡埭东区投资 8 亿元建设半导体产业化生产基地（芯 卓半导体），用于建设滤波器生产和射频模组封装测试生产线，及厂房的配套设 施建设及软硬件设备购置，开展关键技术和工艺的研发及产品的产业化生产。 2021 年 3 月公司发布公告，将对该项目追加投资 27 亿元，用以扩充 SAW 滤波 器晶圆制造和射频模组封装测试产能及厂房、配套设施建设。
加码滤波器晶圆制造及射频模组封装测试，未来成长动能充足。国际龙头射频 厂商普遍采用 IDM 模式，公司通过此次芯卓半导体项目投资，在射频滤波器细 分领域构建 IDM 形态，有望突破高端滤波器产能紧缺的瓶颈，提升公司在射频 滤波器领域的整体工艺技术能力和模组量产能力，实现射频滤波器芯片和射频模 组的全产业链布局，提升公司的自主研发创新能力和市场竞争力，最终实现射频 滤波器芯片和射频模组的国产替代。
4、 风险提示
1）下游需求不及预期风险；
2）行业竞争加剧风险；
3）原材料供应及外协加工风险；
4）募投项目及对外投资项目建设进度不及预期风险；
5）相关产品国产化替代进程不及预期的风险；
6）公司与 Murata、Skywork、Qorvo 等公司并不具有完全可比性，相关数据仅 供参考
（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。）
精选报告来源：【未来智库官网】。
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