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文档简介
1、行业年度报告内容目录 HYPERLINK l _TOC_250036 一、5G 渐行渐近,看好基站与智能终端变化带来的新机会8 HYPERLINK l _TOC_250035 基站端:看好 PCB、滤波器、PA、连接器带来的增量8 HYPERLINK l _TOC_250034 终端:看好天线、射频前端机会14 HYPERLINK l _TOC_250033 5G 来临,AR/VR 设备迎来发展良机22 HYPERLINK l _TOC_250032 二、产业转移、需求驱动、集中度提升,PCB产业有望稳健增长24 HYPERLINK l _TOC_250031 全球 PCB产业继续向中国大陆转
2、移24 HYPERLINK l _TOC_250030 新兴产业需求保持快速增长26 HYPERLINK l _TOC_250029 市场集中度进一步提升,大鱼吃小鱼,大者恒大35 HYPERLINK l _TOC_250028 三、智能手机创新技术机会仍可期38 HYPERLINK l _TOC_250027 折叠,智能手机“杀手级”创新蓄势待发38 HYPERLINK l _TOC_250026 三摄渗透、四摄开启、潜望式突破,迎接手机摄像头新一轮发展良机41 HYPERLINK l _TOC_250025 四、功率半导体:需求增长+国产替代,中国有望乘势而上52 HYPERLINK l
3、_TOC_250024 多点开花,功率半导体器件稳健成长52 HYPERLINK l _TOC_250023 全球功率半导体器件发展稳健52 HYPERLINK l _TOC_250022 中国功率器件市场规模全球首位,国产替代空间大53 HYPERLINK l _TOC_250021 汽车电动化和智能化为功率器件行业的核心驱动力54 HYPERLINK l _TOC_250020 新能源发电/储能、家电领域功率器件稳定增长56 HYPERLINK l _TOC_250019 光伏风力发电量快速增长,工业功率器件迎新增长动力56 HYPERLINK l _TOC_250018 全球家用电器变频
4、化,是家电功率器件的主要驱动力58 HYPERLINK l _TOC_250017 MOSFETs 和IGBT 齐头并进,第三代半导体功率器件放量在即59 HYPERLINK l _TOC_250016 汽车和工控领域需求旺盛,17-21 年 MOSFETs 复合增速 5.23%59 HYPERLINK l _TOC_250015 汽车电动化推动 IGBT 高增长,预测 16-22 年复合增速 15.7%60 HYPERLINK l _TOC_250014 功率半导体器件由海外巨头统治,国内企业开启国产替代之路60 HYPERLINK l _TOC_250013 全球功率半导体呈现欧美日三足鼎
5、立之势60 HYPERLINK l _TOC_250012 国内功率半导体突围,迎来发展良机62 HYPERLINK l _TOC_250011 五、汽车电子:汽车智能化和电动化下的发展机遇64 HYPERLINK l _TOC_250010 智能化-中高端车型快速渗透64 HYPERLINK l _TOC_250009 看好智能化下的传感器模块产业链65 HYPERLINK l _TOC_250008 电动化-快速发展中的电子部件69 HYPERLINK l _TOC_250007 高压连接器70 HYPERLINK l _TOC_250006 车载充电机71 HYPERLINK l _TO
6、C_250005 高压直流继电器73 HYPERLINK l _TOC_250004 薄膜电容75 HYPERLINK l _TOC_250003 六、激光:行业持续增长,国产化迎来发展新机会76 HYPERLINK l _TOC_250002 激光器和激光系统渗透率低、增速快76 HYPERLINK l _TOC_250001 下游应用:汽车和 3C 电子创新等新应用不断拓展80 HYPERLINK l _TOC_250000 中国是全球激光最大市场,高端原料依赖进口,看好国产化81- 2 -行业年度报告七、投资建议84八、风险提示84图表目录图表 1:4G 与 5G 基站结构对比8图表 2
7、:按用途划分的基站市场容量预测(百万个)9图表 3:PCB在基站通信设备中的应用9图表 4:100G 通信骨干网传输用高速系统板9图表 5:PCB 下游应用市场增长率及预测10图表 6:全球 PCB和 IC 载板市场预测(十亿)10图表 7:高频覆铜板材料的选择10图表 8:金属腔体滤波器11图表 9:陶瓷介质滤波器11图表 10:不同滤波器性能比较11图表 11:介质滤波器市场规模及占比12图表 12:主要半导体材料的关键性能12图表 13:各材料体系的射频器件工作区间13图表 14:不同技术路线的基站 PA 占比变化13图表 15:5G 基站 RF 半导体市场机会13图表 16:4G LT
8、E 与 5G NR 频段组合数量比较14图表 17:2015-2025 年按用途划分的射频前端器件市场规模(亿美元)15图表 18:全球手机不同无线制成的演进(百万部、%)16图表 19:单部手机射频器件价值量演变(美元)16图表 20:高于 1.5GHz 时,BAW 滤波器非常具有性能优势17图表 21:2020 年无线频段数量的演变预测18图表 22:5G 手机滤波器价值量估计(美元)18图表 23:全球移动终端射频滤波器市场预测(亿美元)18图表 24:通讯射频模组示意图19图表 25:5G 手机单机使用 PA 数量预测(颗)19图表 26:5G 手机单机使用 PA 价值量预测(美元)1
9、9图表 27:iPhone 手机天线变化情况20图表 28:iPhoneX 中的 LCP 以及两个 LCP 的 wifi 天线21图表 29:LCP、MPI、PI 优势综合对比22图表 30:AR/VR 头盔出货量预测23图表 31:微软 Hololens 眼镜23图表 32:Hololens 开发者版成本结构23图表 33:2018 年全球 AR/VR 全产业链企业24图表 34:全球 PCB行业稳健增长25图表 35:全球各区域 PCB增长情况25- 3 -行业年度报告图表 36:全球各区域 2017-2022 年 PCB增长情况26图表 37:2022 年各应用领域增长情况26图表 38
10、:2017 年 PCB各应用领域分布27图表 39:2022 年 PCB各应用领域分布27图表 40:PCB 在汽车中的应用27图表 41:车用电路板种类分布27图表 42:RPCB 在汽车电子中的应用28图表 43:全球汽车电子市场空间不断增加28图表 44:中国汽车 PCB市场规模(亿美元)29图表 45:2022 年中国新能源汽车产量预测(万辆)29图表 46:汽车各系统 PCB价值分布30图表 47:不同车型 PCB需求量30图表 48:新能源汽车带动 PCB需求增加(元)30图表 49:全球 ADAS 市场空间31图表 50:汽车毫米波雷达市场空间31图表 51:FPC 应用于汽车电
11、子32图表 52:iPhone XS MAX 电路板使用数量33图表 53:华为 P20 Pro 拆解图33图表 54:OPPO Find X 拆解图33图表 55:VIVO NEX 拆解图34图表 56:Google Pixel 3 拆解图34图表 57:Apple Watch Series4 电路板使用数量34图表 58:AirPods 电路板使用数量34图表 59:Apple Pencil 235图表 60:iPad Air 使用电路板数量35图表 61:Microsoft Surface Pro 6 使用电路板数量35图表 62:2011-2017 年全球 PCB厂商排名(百万美元)3
12、6图表 63:2011-2017 年全球TOP30 PCB 公司合计全球占比37图表 64:鹏鼎控股 2011-2017 年全球市占率37图表 65:深南电路 2011-2017 年全球市占率37图表 66:景旺电子 2011-2017 年全球市占率38图表 67:联想可折叠手机 Folio 打开状态39图表 68:联想可折叠手机 Folio 折叠状态39图表 69:联想可折叠手机 Folio 可分屏操作界面39图表 70:柔宇折叠手机柔派 140图表 71:柔宇折叠手机柔派 240图表 72:三星 7.3 寸折叠手机40图表 73:华为可折叠手机示意图41图表 74:京东方柔性可折叠 AMO
13、LED 面板41- 4 -行业年度报告图表 75:智能手机出货量42图表 76:手机摄像头未来发展方向42图表 77:华为 Mate 20“浴霸”三摄43图表 78:三星 A9 四摄手机43图表 79:双/多摄像头分类43图表 80:2018 年 1-9 月国内 3000 元以上手机销量44图表 81:2018 年 1-9 月国产 3000 元以上手机销量占比44图表 82:国内智能手机后置摄像头模组市场空间预测45图表 83:2016-2020 年手机摄像头市场规模预测45图表 84:2016-2020 年手机摄像头出货量预测45图表 85:iPhoneX 前置结构光 3D 摄像头46图表
14、86:OPPO R17 Pro 后置 TOF 3D 摄像头46图表 87:3D 摄像头市场空间预测46图表 88:智能手机 3D 摄像头模组出货量预测47图表 89:智能手机 3D 摄像头市场空间47图表 90:OPPO 潜望式摄像头结构47图表 91:光线转向单元结构47图表 92:模组和设备企业在潜望式摄像头的专利布局48图表 93:潜望式摄像头专利申请时间分布48图表 94:舜宇光学潜望式摄像头模组结构48图表 95:舜宇光学潜望式双摄模组结构48图表 96:信利光电“1+1”潜望式双摄模组结构49图表 97:信利光电潜望式双摄模组结构49图表 98:华为潜望式摄像头模组结构49图表 9
15、9:亚洲光学潜望式镜头结构49图表 100:中短期智能手机摄像头 5 倍“光学变焦”方案预测50图表 101:Zenfone Zoom 真光学变焦摄像头内部结构50图表 102:2019-2020 年潜望式摄像头市场规模预测及敏感性分析51图表 103:2019 年潜望式摄像头智能手机出货量占比51图表 104:2020 年潜望式摄像头智能手机出货量占比51图表 105:全球功率半导体器件市场规模52图表 106:2023 年全球功率半导体分立器件市场增长预测(百万美元)53图表 107:MOSFET、TGBT 和 BJT 性能对比53图表 108:2017 年功率器件细分占比53图表 109
16、:中国功率器件市场规模54图表 110:功率器件全球各地区市场占比54图表 111:功率器件各产品中国市场占比54图表 112:2018M5 不同电动化汽车车用半导体价值量55图表 113:2020 年全球各类轻型车销量预测55- 5 -行业年度报告图表 114:功率器件在汽车中的应用56图表 115:新能源车电力驱动系统功能模块56图表 116:全球发电量57图表 117:全球可再生能源发电量57图表 118:风电和光伏增长情况(百万欧元)57图表 119:可再生能源发电方案58图表 120:全球储能累计装机量58图表 121:全球储能每年新增装机量58图表 122:全球储能装置每年功率器件
17、市场空间58图表 123:可变频家电和不可变频家电销量趋势59图表 124:2023 年 MOSFET 市场规模预测60图表 125:2022 年 MOSFETs 各应用领域市场占比预测60图表 126:不同应用 IGBT 市场规模(含模组)60图表 127:IGBT 技术发展历程60图表 128:2017 年全球功率分立器件和模组市场格局61图表 129:2017 年 MOSFET 全球各公司占比61图表 130:2017 年 MOSFET 全球前十大公司市占率61图表 131:2017 年分立 IGBT 全球市场竞争格局62图表 132:2017 年分立 IGBT 全球前十大公司市占率62
18、图表 133:2017 年 IPMs 全球竞争格局62图表 134:2017 年 IPMs 全球前十大公司市占率62图表 135:2017 年 IGBT 模组全球竞争格局62图表 136:2017 年 IGBT 全球前十大公司市占率62图表 137:2017 年功率半导体 12 英寸制程占比63图表 138:2020 年 ADL2 单车半导体价值量预测(美元)65图表 139:2025 年 ADL3 单车半导体价值量预测(美元)65图表 140:2030 年 ADL4/L5 单车半导体价值量预测(美元)65图表 141:2022 年单车自动驾驶电子部件价值量预测66图表 142:2018-20
19、25 年全球主要主机厂自动驾驶发展67图表 143:2018-2025 年全球主要系统集成商自动驾驶发展68图表 144:自动驾驶汽车传感器市场预测69图表 145:全球电动汽车销量预测69图表 146:48V 轻混系统到 2025 年将超过 1200 万个70图表 147:新能源汽车连接器应用位置70图表 148:2020 年新能源汽车市场规模预测(亿元)71图表 149:新能源车 HV 电气系统及 CAN 网络连接图72图表 150:2020 年中国车载充电机市场规模(亿元)72图表 151:部分车载充电机企业及配套情况73图表 152:高压直流继电器在电动汽车中的应用74- 6 -行业年
20、度报告图表 153:2020 年中国新能源汽车用高压继电器市场规模预测(亿元)74图表 154:电容器在电动汽车驱动系统中的应用75图表 155:使电容更精密、更稳定、更可靠。75图表 156:2020 年新能源汽车薄膜电容市场规模预测(亿元)76图表 157:2012-2018E 年全球激光器销售收入及预测(单位:亿美元)76图表 158: 2017 全球激光器下游分布77图表 159:2013 年-2017 年全球工业激光器市场规模77图表 160:2009-2017 全球激光系统市场空间78图表 161:材料加工激光系统市场 VS 机床市场(市场空间&增速&占比)79图表 162: 20
21、17 全球加工激光系统市场地区分布(总 169 亿美元)80图表 163: 2017 全球工业激光器应用分类占比80图表 164:激光加工在汽车中的应用81图表 165:全球工业领域光纤激光器市场空间(亿美元)81图表 166:激光器和激光设备全球和中国主要竞争格局82图表 167:2011-2018E 年中国激光设备市场销售收入及预测(单位:亿元) .82图表 168:2010-2017 年中国的激光元器件进出口金额(单位: 百万美元)83图表 169:2010-2017 我国激光元件进出口 ASP(美元)83图表 170:2013-2018E 年我国不同功率光纤激光器国产化率84- 7 -
22、行业年度报告一、5G 渐行渐近,看好基站与智能终端变化带来的新机会基站端:看好PCB、滤波器、PA、连接器带来的增量(1)基站端 PCB/覆铜板有望量价齐升基站结构:由 4G 时代的 BBU+RRU,升级为 DU+CU+AAU 三级结构4G 基站构成:BBU(Base Band Unit)+RRU(RemoteRadio Unit)+天馈系统。4G 时代,标准宏基站由基带处理单位 BBU、射频处理单元 RRU 和天线三部分构成,RRU 通过馈线与天线相连。5G 基站构成:DU+CU+AAU。随着 5G 网络容量的提升,以及 Massive MIMO 的应用,5G 基站将 RRU 和天馈系统合并
23、成 AAU(Active Antenna Unit),由于 5G 天线数量多,这从性能上可以减少馈线对信号造成的损耗,同时也能一定程度降低成本。5G 基站将 BBU 拆解分 DU(Distributed Unit)和 CU(Centralized Unit)。图表 1:4G 与 5G 基站结构对比来源:中国电信、国金证券研究所5G 带动基站数量大幅增加。根据 Yole 的数据,5G 的毫米波段和 sub-6 频段,将搭建大量的 5G 宏基站、毫米波微基站、sub-6 微基站。总的基站数将由 2017 年的 375 万个,增加到 2025 年的 1442 万,符合增速 18.33%。- 8 -行
24、业年度报告图表 2:按用途划分的基站市场容量预测(百万个)来源:Yole、国金证券研究所PCB变化:5G 时代,PCB将迎来量价齐升AAU、BBU 上 PCB 层数和面积增加。随着 5G 频段增多,频率升高使得射频前端元件数量大幅增加,以及 Massive MIMO 集合到 AAU 上,AAU 上PCB使用面积大幅增加,层数增多,天线 AAU 的附加值向 PCB 板及覆铜板转移;随着 5G 传输数据大幅增加,对于基站 BBU 的数据处理能力有更高的要求,BBU 将采用更大面积,更高层数的 PCB。图表 3:PCB 在基站通信设备中的应用图表 4:100G 通信骨干网传输用高速系统板来源:中国产
25、业信息网、国金证券研究所来源:中国产业信息网、国金证券研究所5G 基站 PCB 价值量更高。随着频段增多,频率升高,5G 基站对高频高速材料需求增加;同时,对于 PCB 的加工难度和工艺也提出了更高的要求,PCB的价值量提升。5G 将驱动通信 PCB 行业持续增长通信(基站)用 PCB 需求增速最快。据 Prismark 统计,全球 PCB 下游应用增长率情况,通信(基站)2017-2021 年复合增速将达到 6.9%,远高于其他行业增速。- 9 -行业年度报告图表 5:PCB 下游应用市场增长率及预测图表 6:全球 PCB 和 IC 载板市场预测(十亿)来源:Prismark、国金证券研究所
26、来源:Prismark、国金证券研究所 覆铜板变化:高频高速基材将迎来高增长5G 的频谱和关键技术:5G 频谱可分为:Sub-6 GHz、20 to 40 GHz、+60GHz。5G 关键技术:Massive MIMO 天线、更复杂的 MLB结构。 5G 对覆铜板材料的要求:短期:20GHz(mmWave);超薄低损耗电介质,适用于高达 77 GHz 频段的光滑铜缆;适用于有源器件集成的机械特性。传统 4G 基站中,主要是 RRU 中的功率放大器部分采用的高频覆铜板,其余大部分采用的是 FR-4 覆铜板,而 5G 将由于传输数据量大幅增加,以及对射频要求更高,将采用更多的高频高速覆铜板。图表
27、7:高频覆铜板材料的选择来源:Rogers、国金证券研究所我们认为,随着 5G 基站结构升级,数量增加,基站 PCB 作为下游增速最高的行业,将迎来量价齐升。看好:生益科技,深南电路,东山精密,沪电股份。- 10 -行业年度报告(2)5G 陶瓷介质滤波器迎来发展新机遇滤波器是基站射频系统关键部件。基站滤波器是射频系统的关键部件,通过对不同频率的信号进行滤波,保障信号能在特定的频段内有效传输,提高信号的有效性和可靠性。基站滤波器主要分为两大类:腔体滤波器和介质滤波器。3G/4G 时代,金属腔体滤波器是主流。3G/4G 时代,金属同轴腔体滤波器是主流,其工作原理是通过不同频率的电磁波在腔体滤波器中
28、振荡,保留达到滤波器谐振频率的电磁波,而其他频率的电磁波在振荡中耗散掉,从而实现滤波的功能。由于同轴腔体滤波器工艺成熟,成本低,因此在3G/4G 时代成为主流。图表 8:金属腔体滤波器来源:微波射频网、国金证券研究所 5G 时代,陶瓷介质滤波器将成为主流。5G 时代,元器件的增加,滤波器 需要更加小型化和集成化。陶瓷介质滤波器没有金属腔体,体积小。此外, 利用介质陶瓷材料的低损耗、高介电常数、频率温度系数和热膨胀系数小、可承受高功率等特点设计制作的。通常的介质滤波器为方形截面波长一体化谐振子,通过在陶瓷体中间的方形孔使两个谐振子得到最佳藕合。其特点是体积小、插入损耗小、耐功率性好、带宽窄,具有
29、良好的选频作用。图表 9:陶瓷介质滤波器来源:国华新材料、国金证券研究所图表 10:不同滤波器性能比较种类体制无载 Q 值插入损耗成本同轴腔体滤波器大中等大低介质谐振滤波器较大大较大较高介质滤波器小大较小高- 11 -行业年度报告来源:电子元器件网、国金证券研究所陶瓷介质滤波器大概率用在基站 AAU 部分。介质滤波器主要使用陶瓷材料,相比传统滤波器可以做到更小的尺寸,比如:全陶瓷的波导滤波器可以做到两个火柴盒的大小。在 5G 密集组网情况下,使用基站内部介质滤波器可使 AAU 小型化,进而显著降低运营商基站选址成本,大概率将被广泛用在 AAU 部分。陶瓷介质滤波器增长潜力巨大。根据 IHS 的
30、数据,预计 2020 年用于 5G 基站的介质滤波器的市场规模将超过 15.6 亿美金,年复合增长率达到 143.9%。图表 11:介质滤波器市场规模及占比来源:IHS、国金证券研究所5G 基站功率放大器有望大幅增长,GaN 有望成为主流技术。3G/4GRF 单元,有源模拟 RF 通道有 2T2R/4T4R/8T8R 类型,其中 4T4R 为主流,5G 时代,64T64R 有望成为主流,所需 PA 有望大幅增长。GaN HEMT 已经成为 5G 宏基站功率放大器的主流候选技术。GaN 高电子迁移率晶体管(HEMT)凭借其固有的高击穿电压、高功率密度、大带宽和高效率,已成为基站 PA 的有力候选
31、技术。GaN 是极稳定的化合物,具有强的原子键、高的热导率、在-族化合物中电离度是最高的、化学稳定性好,使得 GaN 器件比 Si 和 GaAs 有更强抗辐照能力,同时 GaN 又是高熔点材料,热传导率高,GaN 功率器件通常采用热传导率更优的 SiC 做衬底,因此 GaN 功率器件具有较高的结温,能在高温环境下工作。根据 IHS 的数据,预计 2020 年用于 5G 基站的介质滤波器的市场规模将超过 15.6 亿美金,年复合增长率达到 143.9%。图表 12:主要半导体材料的关键性能来源:材料深一度、国金证券研究所GaN 将在高功率,高频率射频市场优势明显。相比于 4G,5G 的通信频段往
32、高频波段迁移。目前我国 4G 网络通信频段以 2.6GHz 为主,2017 年工信- 12 -行业年度报告部发布了 5G 系统在 3-5GHz 频段(中频段)内的频率使用规划,后期会逐步增补 6GHz 以上的高频段作为容量覆盖。相较于基于 Si 的横向扩散金属氧 化 物 半 导 体 ( Si LDMOS , Lateral Double-diffused Metal-oxide Semiconductor)和 GaAs,在基站端 GaN 射频器件更能有效满足 5G 的高功率、高通信频段和高效率等要求。目前针对 3G 和 LTE 基站市场的功率放大器主要有 Si LDMOS 和 GaAs 两种,
33、但 LDMOS 功率放大器的带宽会随着频率的增加而大幅减少,仅在不超过约 3.5GHz 的频率范围内有效,而GaAs 功率放大器虽然能满足高频通信的需求,但其输出功率比 GaN 器件逊色很多。然而,在移动终端领域 GaN 射频器件尚未开始规模应用,原因在于较高的生产成本和供电电压。GaN 将在高功率,高频率射频市场发挥重要作用。 预计到 2025 年 GaN 将主导 RF 功率器件市场,抢占基于硅 LDMOS 技术的基站 PA 市场。根据 yole 的数据,2014 年基站 RF 功率器件市场规模为11 亿美元,其中 GaN 占比 11% ,而横向双扩散金属氧化物半导体技术(LDMOS)占比
34、88%。2017 年,GaN 市场份额预估增长到了 25%,并且预计将继续保持增长。预计到 2025 年 GaN 将主导 RF 功率器件市场,抢占基于硅 LDMOS 技术的基站 PA 市场。图表 13:各材料体系的射频器件工作区间图表 14:不同技术路线的基站 PA 占比变化来源:材料深一度、国金证券研究所来源:材料深一度、国金证券研究所 预计 2022 年,4G/ 5G 基础设施用 RF 半导体的市场规模将达到 16 亿美元, 其中,MIMO PA 年复合增长率将达到 135%,射频前端模块的年复合增长率将达到 119%。图表 15:5G 基站 RF 半导体市场机会来源:Qorvo、国金证券
35、研究所- 13 -行业年度报告我们认为,随着 5G 基站建设进程的加快,5G 基站滤波器和功率放大器将迎来发展良机,使用量大幅增加,建议重点关注受益公司:立讯精密、东山精密、Qorvo、ADI、Infineon。终端:看好天线、射频前端机会(1)5G 手机登场倒计时,射频前端将实现快速增长Sub-6GHz 与毫米波手机面临的挑战5G 真正挑战将来自于射频前端设计,射频前端将迎来高增长。各大芯片设计企业均已提出 5G 基频芯片解决方案,随着 5G 通信带来的更大载波、更多频段、更高频段(毫米波) 等技术,真正的挑战将来自射频前端(RFFE)设计。射频前端天线和基带芯片之间的通信元件,包括:功率放
36、大器、滤波器、双工器、天线开关(switch)、天线调谐、低噪放等。随着智能手机轻薄化设计与成本控制需求,近年来逐渐朝 SiP 模块化发展。手机频段数不断增加,射频前端模块化设计的难度是新的挑战。至 2018 年6 月,3GPP 定义的 4G LTE 频段已达 66 个,加上载波聚合的频段组合数量超过 1,500 个,而 5G 通讯频段组合变化将超过上万个,这对于射频前端模块化设计的难度与成本控制都形成新的挑战。图表 16:4G LTE 与 5G NR 频段组合数量比较来源:digitimes、国金证券研究所手机射频前端市场规模随 5G 实现快速增长。射频前端使用的元件数量更多,也意谓其市场规
37、模成长的前景更大,占整机的成本比重亦逐步提升。根据 Yole 的数据,5G Sub-6G 和毫米波将直接带动射频前端市场规模由2017 年的 128 亿美元增长到 2025 年的 396 亿美元,年均复合增长率达15.2%。- 14 -行业年度报告图表 17:2015-2025 年按用途划分的射频前端器件市场规模(亿美元)来源:Yole、国金证券研究所预期 5G 商用初期,智能型手机仍将以支持 Sub-6GHz 频段为主,5G 毫米波手机则可能由电信营运商客制新的款式,并仅在特定市场销售,2021 年以后放量增长。在营运商网络部署初期,28GHz 的毫米波手机难有实质使用效益,加上成本与体积问
38、题依旧存在, 5G 智能型手机前期将以支持Sub-6GHz 频段为主。根据 yole 预测,预计在 2025 年销售的所有手机中有 34将连接到 5G-Sub6GHz 网络,20将连接到 5G mmWave 网络。2025 年将有 5.64 亿的手机将能连接 5G mmwave 波段的网络。- 15 -行业年度报告图表 18:全球手机不同无线制成的演进(百万部、%)来源:Yole、国金证券研究所 5G 手机射频滤波器-多频段的饕餮盛宴。在手机射频模块中,射频滤波器可以将带外干扰和噪声滤除,以满足射频系统和通讯协议对于信噪比的需求,在射频模块中发挥至关重要的作用。通信技术的不断升级以及载波聚合技
39、术的快速渗透,通信频段不断增加, 手机射频滤波器呈现爆发式增长态势,典型 3G 手机射频滤波器的单机价值量仅为 1.25 美元,而全球漫游 LTE 手机,射频滤波器的单机价值量增长至 7.5 美元。2016 年在智能手机增长萎靡的情况下,射频前端模块的增长率仍达到了 17%。而在射频前端模块中,发展最快的,也最关键的模块就是射频滤波器模块。图表 19:单部手机射频器件价值量演变(美元)序号类别典型 3G 设备区域性LTE 设备全球漫游LTE 设备1SAW 滤波器1.2522.252TC-SAW 滤波器00.51.53BAW 滤波器01.53.5总滤波器金额1.2547.25来源:中国产业信息网
40、、国金证券研究所- 16 -行业年度报告手机射频滤波器主要分为声表面(SAW)滤波器、体声波(BAW)滤波器和薄膜体 声波 ( FBAR ) 滤 波器。 SAW 滤波器 使用上 限频 率为2.5GHz3GHz,BAW 滤波器使用频率在 2.0GHz 以上。图表 20:高于 1.5GHz 时,BAW 滤波器非常具有性能优势来源:滤波器、国金证券研究所4G 手机中滤波器用量在 30 个左右,每增加一个频段,需要增加 2 个滤波器,预计 5G 通信及载波聚合技术的采用,2020 年全球将新增 50 个频段, 全球 2G/3G/4G/5G 网络合计支持的频段将达到 91 个以上,对射频滤波器的需求将大
41、幅增加,预计至 2020 年,手机射频滤波器的市场规模将从2015 年的 50 亿美元增加至 130 亿美元。SAW 滤波是-2-4G 通信技术的主力军,5G 向高频方向发展,BAW 滤波器将大显身手。5G 频段大幅增加,将推动射频滤波器迅猛增长。促使射频滤波器市场爆炸性增长的因素有:日益拥挤的频谱、频段的激增、载波聚合(多个载波频段同时传输以提高数据速率)以及 2G/3G/4G 的向后兼容性。由于大多数无线通信都使用低频段,因此 SAW(表面声波)滤波器在未来一段时间仍将主导整个市场。但随着高频网络(如 TDD-LTE) 的不断部署,BAW(体声波)滤波器将不断扩展其市场份额。多模多频手机、
42、特别是多载波聚合技术,对于滤波器与开关器件的需求增量最多。对于多载波聚合,每一个频谱两端都需要一个滤波器,也就是每增加一个频谱,需要增加两个滤波器。并且,上面还需要增加一个开关器件。多载波聚合,对于基站厂商来说,它的频谱利用率非常高。但是对于手机厂商来讲的话,就要加很多的滤波器和开关。5G 网络需要增加多达几十个频谱,所以对射频滤波器有着强劲的需求,2016 年 7 月,美国政府正式为 5G 网络分配了大量频谱,美国也成为全球首个为“5G”应用确定并开放大量高频频谱的国家。预计到 2020 年,5G 应用支持的频段数量将实现翻番,新增 50 个以上通信频段,全球 2G/3G/4G/5G 网络合
43、计支持的频段将达到 91 个以上。对于一个频段而言,一般至少需要两个滤波器,因此手机频段数上升的直接结果就是手机中使用的射频滤波器数量上升,而手机中滤波器的成本也在日渐上升。- 17 -行业年度报告图表 21:2020 年无线频段数量的演变预测来源:公开资料、国金证券研究所综合分析,在 5G 新增多个频段及载波聚合(CA)技术快速渗透的推动下, 射频滤波器将出现迅猛增长,预计单机使用的射频滤波器数量将达到 50 个以上,单机价值量达到 12 美元以上。2015 年,手机射频滤波器市场规模达到 50 亿美元,高通预测 2020 年将达到 130 亿美金,年复合增速高达 21%。图表 22:5G
44、手机滤波器价值量估计(美元)图表 23:全球移动终端射频滤波器市场预测(亿美元)来源:中国产业信息网、国金证券研究所来源:高通半导体、国金证券研究所建议重点关注产业链核心公司:卓胜微、信维通信、无锡好达、麦捷科技、Qorvo、Avago。5G 手机射频功率放大器有望增加功率放大器(PA)用于将收发器输出的射频信号放大。功率放大器领域是一个有门槛的独立的领域,也是手机里无法集成化的元件,同时这也是手机中最重要的元件,手机性能、占位面积、通话质量、手机强度、电池续航能力都由功率放大器决定。功率放大器(PA)主要应用于需要频宽的电子产品或设备上,例如手机、平板电脑等,其中手机为最大的应用市场。随着大
45、量传输数据稳定与快速的诉求,需要用到的功率放大器数量也越多,而不管是 2G、3G、4G 还是未来的 5G,要有好的通讯能力,就是要靠功率放大器。- 18 -行业年度报告图表 24:通讯射频模组示意图来源:射频百花潭、国金证券研究所一部智能手机的主要芯片包含基带芯片、Application Processor、射频芯片、连接芯片和存储芯片。手机中的射频芯片主要用来接受信号和发送信号, 而功率放大器(PA)则是射频芯片中重要的组成部分。PA 的主要功能是将发射信号放大,让基站能够接收到手机的输出讯号。智能手机越来越复杂, 需要提供多频段,多模式支持,具有蓝牙个人区域网络,GPS 定位,WLAN 等
46、功能,因此对 PA 的需求量也相应增加。5G 通讯将会成为 PA 需求重要的成长动能。同时,PA 的单价也有显著提高,2G 手机用 PA 平均单价为 0.3 美金,3G 手机用 PA 上升到 1.25 美金,而全模 4G 手机 PA 的消耗则高达 3.25 美金。载波聚合与 Massivie MIMO 的必要性催生了对射频前端设计更加复杂的需求。一般情况下,2G 只需非常简单的发射模块,3G 需要有 3G 的功率放大器,4G 要求更多滤波器和双工器载波器,载波聚合则需要有与前端配合的多工器,上行载波器的功率放大器又必须重新设计来满足线性化的要求。5G 无线通信前端将用到几十甚至上百个通道,要求
47、网络设备或者器件供应商能够提供全集成化的解决方案,这大大增加产品设计的复杂度,无论对器件解决方案还是设备解决方案提供商都提出了很大技术挑战。Strategy Analytics 预测 5G 单机需 16 颗 PA,价值量达到 7.5 美元以上。图表 25:5G 手机单机使用 PA 数量预测(颗)图表 26:5G 手机单机使用 PA 价值量预测(美元)来源:Strategy Analytics、国金证券研究所来源:Strategy Analytics、国金证券研究所建议关注产业链重点公司:Skyworks、Qorvo、Avago。(2)终端天线,变化中的机会- 19 -行业年度报告天线(Ante
48、nna)在通信系统中扮演者重要角色,连接射频前端,身兼发射端最后一级和接收端第一级。移动天线设计复杂,需要考虑诸多因素:材料:天线辐射体和支架材料需要具备低损耗特性(低介电常+低损耗正切角)。结构:目前手机天线是全向天线,需要净空区域,结构设计需要考虑天线净空区域要求。电气:天线设计技巧和制备工艺对天线的效率影响也较大,辅助电路元件则可以对天线进行电调谐。环境:天线旁边不能存在吸收能量或者移动的物体。随着通讯技术的发展,无线网络频段增多,频率升高,天线数量不断增加, 为了实现无线信号高速、多频传输,过去十年以 iPhone 为代表的智能手机天线经历了结构,工艺和材料的不断改进,以满足不断提高的
49、性能需求。图表 27:iPhone 手机天线变化情况来源:射频百花潭、国金证券研究所拥抱 5G,天线的变化如何?低频段(sub6G)天线将采用 MIMO 天线,是延续频段数和天线数量增加的技术路径;而毫米波段则将采用毫米波阵列天线。5G 分为 sub6G(6GHz 以下)和毫米波段(24-86GHz 左右),6GHz 以下频段技术具有较好的覆盖能力和广泛的使用场景,将使用 MIMO 天线;而毫米波段毫米波的优势是通过大带宽来实现高速数据的传输,并改善时延和显著提高容量,毫米波段将采用阵列天线。MIMO 天线和阵列天线的区别在于:MIMO 天线都是馈电口都是独立的单天线,并且波束固定,低增益全指
50、向天线;毫米波阵列天线中,天线单元组合到一起,变成一个馈点,同时还可波束赋形(beamforming),是需要由协同多个辐射器组成的窄波束高增益天线系统。5G 时代 m-PI 和 LCP 将会共存2017 年 iPhone X 中使用的 4 块 LCP 材料,分别是:上下天线模块、3DSensing 摄像头部分、两层主板直接的链接部分。- 20 -行业年度报告图表 28:iPhoneX 中的 LCP 以及两个 LCP 的 wifi 天线来源:ifixit、国金证券研究所5G 时代 m-PI 和 LCP 会共存,中低频采用 m-PI,高频采用 LCP。由于LCP 短期由于价格较贵,而 m-PI
51、在中低频段具有性价比优势,因此我们认为 5G 时代,中低频将采用 m-PI,高频将采用 LCP,二者将会共存。LCP 短期存在的问题:价格贵 LCP 材料短缺:目前 LCP 薄膜材料主要掌握在日系厂商手中,主要有Primatec 和日商 Kuraray,Primatec 已经被村田收购因此材料仅供内部使用, 唯一剩下 Kuraray 可以供货其他厂商,且在供货稳定度上仍有可能不佳;资本开支较大:LCP 软板层数更高,有些甚至到 10 层以上,必须使用激光打孔技术,机械设备投资远高于传统的软板;因此综合成本高。 制造难度大,良率仍需提升:由于 LCP 较脆,制造模组环节中做弯折测试时,容易折断,
52、良率较低,由于本身 LCP 材料价格贵,这会进一步太高成本。m-PI 的优势:中低频段性价比优势m-PI 软板的介电常数,吸湿性和传输损耗都介于 PI 软板和 LCP 软板之间, 特别是随着工艺的改进,在中低频段,性能与 LCP 几乎比肩,而价格相对LCP 要便宜。- 21 -行业年度报告图表 29:LCP、MPI、PI 优势综合对比来源:vivo、国金证券研究所5G 时代 m-PI 和 LCP 会共存,中低频采用 m-PI,高频采用 LCP:中低频段,m-PI 凭借性价比高的优势,特别是在 4G 到 5G 过渡阶段,m-PI 将广泛使用,中低端手机将使用 m-PI 或者 PI 方案;LCP
53、由于高频性能优异, 将成为毫米波段的选择。因此二者在 5G 时代将共存。我们认为,在智能手机整体出货量增速放缓的背景下,未来 5G 带来的天线技术的变化,将打开天线行业成长新空间。建议重点关注产业核心公司: 立讯精密、信维通信、电连技术。1.3 5G 来临,AR/VR 设备迎来发展良机AR/VR 的特点?一段几秒长的高清全景 VR 视频可达几十至上百兆,在4G 网速下,用户很难智能手机流畅观看;而 AR 对实时性和计算的要求更高,需要对目标进行实时识别和自动跟踪。综合来讲,AR/VR 的特点即“高带宽、低延时、计算量大”。5G 的到来将会帮助 AR/VR 突破目前的瓶颈:5G 网络具有更高的速
54、率、更宽的带宽,预计 5G 网速将比 4G 至少提高 10 倍,能够满足消费者对 VR、AR 高带宽、低延时等更高体验的需求。延时问题的解决也将进一步另一个难题“眩晕感”,5G 时延极短,所以会减轻由时延带来的眩晕感。AR/VR 硬件有望 2019- 2020 年放量:我们认为,5G 的到来将会优先使得AR/VR 技术普及,中长期 AR/VR 设备将会成为消费电子的一大新增市场。根据 IDC 的数据,2017 年 VR 和 AR 头盔出货量为 960 万台,至 2021 年VR 和 AR 头盔出货量将会达到 5920 万台,17-21 年出货量 CAGR 为 57.6%, 进入快速成长的导入期
55、。粗略假设 AR/VR 设备平均单价约 3000 元,那么2020 年整个市场规模将超千亿。核心问题还是成本问题:无论是 5G 资费还是 AR/VR 设备高昂的成本结构, 未来 AR/VR 的放量必然需要成本下降来作为支持。目前,高端 AR/VR 眼镜售价仍然维持在数千美金,这是短期之内需要解决的核心问题。- 22 -行业年度报告图表 30:AR/VR 头盔出货量预测来源:IDC、国金证券研究所摄像头是其中主要的零部件之一:以 Hololens 开发者版为例,Holelens 眼镜分为 800 美金、1000 美金和 1500 美金三档。以 1000 美金眼镜为例,显示环节占比最大,Lcos
56、投影设备 180 美金和透明全息透镜 290 美金,总占比 47%,全息处理单元(CPU、GPU、HPU)成本约 250 美金,占比 25%,6 个摄像头和传感器成本 100 美金,占比 10%,存储设备 150 美金,占比15%,电池部分 30 美金,占比 3%。6 个摄像头分别为 1 个景深摄像头,4 个环境摄像头,1 个高清摄像头;3 个传感器包括 1 个 IMU 传感器,环境光传感器,混合系统捕捉系统。图表 31:微软 Hololens 眼镜图表 32:Hololens 开发者版成本结构来源:Hololens,国金证券研究所来源:Ofweek,国金证券研究所AR/VR 产业链仍然是以海
57、外企业为主,国内主要提供零部件:无论是AR/VR 设备,还是下游游戏、消费、健康、教育等应用环节,目前整个AR/VR 产业链仍然是以海外企业为主,国内主要还是涉及零部件环节。- 23 -行业年度报告图表 33:2018 年全球 AR/VR 全产业链企业来源:Venture Reality Fund、国金证券研究所消费电子巨头引领,关注产业链相关公司:苹果 AR 眼镜目前已经进入研发阶段,预计 2020 年将会量产。我们认为,国内智能手机厂商目前均在布局 AR/VR 设备,未来随着国产品牌以及苹果逐步推出相关产品,目前已有布局的相关产业链公司将会在后智能手机时代迎来新的发展机遇。建议重点关注受益
58、公司:水晶光电(国内最早布局 AR/VR 产品的企业,2016 年入股以色列 AR 眼镜开发商 Lumus),欧菲科技(3D Sensing 模组供应商,参股 VR 设备供应商小派科技),闻泰科技(国内 VR 一体机代工龙头,绑 定高通引领 5G 新产品),舜宇光学科技(3D Sensing 模组以及镜头供应 商)。二、产业转移、需求驱动、集中度提升,PCB 产业有望稳健增长全球 PCB 产业继续向中国大陆转移全球 PCB行业稳健增长,2017 年增长 8.6%,预测 2018 年增长 7.3%,预测到 2022 年,全球 PCB市场规模将达到 688 亿美元。- 24 -行业年度报告图表 3
59、4:全球 PCB 行业稳健增长来源:Prismark、国金证券研究所中国拥有最大的 PCB 需求市场,也是全球最大的 PCB 产业基地,近几年,PCB 产业向大陆转移的趋势非常明显。Prismark 预测,未来几年,全球PCB 行业产值将保持持续增长态势,到 2022 年,全球 PCB 行业产值将达到近 688 亿美元。而从全球范围看,中国大陆近几年 PCB行业发展迅速, 预计 2017-2022 年的复合增速约为 3.7%,比全球增速高出 0.5 个百分点。图表 35:全球各区域 PCB 增长情况地区201620172018E2019F2020F2021F2022F2017-2022CAGR
60、中国27,12329,73232,60933,55734,15634,87835,6863.7%日本5,2535,2565,4435,4655,4875,5125,5391.1%美洲2,7522,7422,8052,8132,8442,8752,9091.2%欧洲1,9101,9632,0382,0402,0422,0462,0510.9%亚洲其它17,16919,15120,22820,86421,39522,03722,6233.4%Total54,20758,84363,12364,73965,92467,34868,8083.2%来源:Prismark、国金证券研究所预计至 2022
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