射频功率放大器行业市场分析报告2024年

2024年射频功率放大器行业市场分析报告汇报人：XXX日期：XXX1contents目录行业发展概述行业环境分析行业现状分析行业格局及趋势12342Part01行业发展概述行业定义行业发展历程行业产业链3行业定义射频功率放大器定义:射频功率放大器是射频前端模组的重要器件，负责将发射通道的射频信号放大。射频发收器中调制振荡电路所产生的射频信号功率较小，需经过一系列的放大（缓冲放大器、可控放大器、末级放大器）获得足够的射频功率后，传输至天线上。射频功率放大器主要应用于手机终端、通信基站、物联网设备、军事气象雷达等领域。本篇报告主要研究射频功率放大器在手机及基站中的应用。射频功率放大器指标包括带宽、输出功率、效率、线性度及功率增益。输出功率与效率为射频功率放大器核心技术指标，提高输出功率和效率是射频功率放大器重要设计目标。每一次通信技术的升级都对射频功率放大器的性能提出更高要求。除功率及效率，5G基站系统对射频功率放大器的线度性提出更高要求，避免产生非线性失真而干扰邻近信道，确保信号输出的质量。此外，随着对频谱的不断利用开发，频谱资源稀缺。为在有限频段内容纳更大可用信道，5G通信技术采用毫米波段等高频段解决频谱拥挤问题，对功率放大器的最高工作频率和带宽提出更高要求。不同射频功率放大器存在半导体材料与晶体管制造工艺结构的差异。射频半导体材料由第一代发展至第三代，而晶体管制造工艺结构由基础的BJT、FEF向更复杂的HBT、LDMOS和HEMT发展。第一代半导体材料:包括Si和Ge，采用的晶体管制造工艺为BJT。全球Si材料存储量丰富，且具有耐高温、稳定性高、成本低等优势。但Si材料电子迁移率低，导致SiBJT仅能在低频环境下工作，仅在不超过5GHz的频率范围内有效。第二代半导体材料:包括GaAs和InP等化合物，具有高饱和电子速度和高电子迁移率特性，因此基于这些材料的射频功率放大器可在高频波段上工作，且具有抗辐射性、低噪声、高线性度性能。跟随第二代半导体材料发展的晶体管制造工艺包括MESFET、HEMT、PHEMT和HBT。第二代半导体材料制造的功率放大器功率不能满足宏基站的需求。第三代半导体材料:包括SiC、GaN等化合物，具有更高的电子迁移率。GaN制造的射频功率放大器可具有高功率、高增益、高效率、高工作频率等优势，且拥有较好的散热性、耐高温、抗辐射。第三代半导体晶体管的制造工艺主要为HEMT。4行业产业链射频功率放大器上游参与者包括EDA软件、衬底材料及封测材料供应商，分别为设计、制造及封测工艺提供关键的软件及材料。EDA软件是Fabless设计厂商的核心软件，贯穿整个设计流程。Foundry晶圆代工厂及封测厂商向上游企业采购核心材料。下游厂商包括手机终端、通信基站、物联网设备、军事气象雷达等，本篇报告主要研究射频功率放大器在手机及基站中的应用。EDA软件、衬底材料、封测材料供应商射频功率放大器行业手机终端、通信基站、物联网设备、军事气象雷达产业链概述5行业产业链EDA软件、衬底材料、封测材料供应商产业链上游射频功率放大器行业产业链中游手机终端、通信基站、物联网设备、军事气象雷达产业链下游6Part02行业环境分析行业政治环境行业经济环境行业社会环境行业驱动因素7行业政治环境描述科技部:《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》:围绕重点整机和战略领域需求，大力提升高性能集成电路产品自主开发能力，突破先进和特色芯片制造工艺技术，先进封装、测试技术以及关键设备、仪器、材料核心技术，加强新一代半导体材料和器件工艺技术研发，培育集成电路产业竞争新优势:《国家集成电路产业发展推进纲要》:着力发展集成电路设计业。围绕重点领域产业链，强化集成电路设计、软件开发、系统集成、内容与服务协同创新，以设计业的快速增长带动制造业的发展:《国家信息消费示范城市建设指南》:鼓励智能终端产业、集成电路产业、软件和信息服务业的发展，推动基础软件核心关键技术突破，加快核心技术的研发及产业化8行业政治环境11部门2部门3部门《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》:围绕重点整机和战略领域需求，大力提升高性能集成电路产品自主开发能力，突破先进和特色芯片制造工艺技术，先进封装、测试技术以及关键设备、仪器、材料核心技术，加强新一代半导体材料和器件工艺技术研发，培育集成电路产业竞争新优势《国家集成电路产业发展推进纲要》:着力发展集成电路设计业。围绕重点领域产业链，强化集成电路设计、软件开发、系统集成、内容与服务协同创新，以设计业的快速增长带动制造业的发展《国家信息消费示范城市建设指南》:鼓励智能终端产业、集成电路产业、软件和信息服务业的发展，推动基础软件核心关键技术突破，加快核心技术的研发及产业化科技部9行业政治环境2大力推进重点领域标准体系建设，深入推进军民通用标准试点工作，加强集成电路军民通用标准的推广应用，开展军民通用标准研制模式和工作机制总结《2018年工业通信业标准化工作要点》符合条件的集成电路设计企业和软件企业，在2018年12月31日前自获利年度起计算优惠期，第一年至第二年免征企业所得税，第三年至第五年按照25的法定税率减半征收《关于集成电路设计和软件产业企业所得税政策的公告》明确将“集成电路设计，线宽0.8微米以下集成电路制造，及球栅阵列封装（BGA）、插针网格阵列封装（PGA）、芯片规模封装（CSP）、多芯片封装（MCM）等先进封装与测试”列为鼓励类发展的项目。《产业结构调整指导目录（2019年本）》为进一步优化集成电路产业和软件产业发展环境，深化产业国际合作，提升产业创新能力和发展质量，制定出台财税、投融资、研究开发、进出口、人才、知识产权、市场应用、国际合作等八个方面的政策措施。《关于印发新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策的通知》1001020304行业经济环境2017年中国手机出货量为6亿部，较2016年同比下降12%。2019年，中国手机出货量进一步下降至9亿部。随着5G通信技术的升级，中国迎来换机潮，手机出货量将缓慢上升。2020年手机出货量受疫情影响增长缓慢，2020年手机出货量小幅回暖。2024年手机出货量上升至7亿部。2018年4G手机渗透率高达91%，4G手机的渗透率提升明显。2019年为5G手机商用的首年，但由于5G信号并未普及，因此渗透率仅为5%左右。根据数量与单价，可测算出2019年射频功率放大器在中国手机领域的市场规模高达19亿美元。4G多模多频手机需要5-7颗射频功率放大器，而5G智能手机配置的射频功率放大器高达16颗。随着5G手机渗透率的提升，市场对射频功率放大器的需求上升，因此未来射频功率放大器在手机领域的市场规模将持续高速增长。11社会环境1社会环境2行业社会环境日本信越化学（28%），日本SUMCO（25%），中国台湾环球晶圆（14%），德国Siltronic（13%），韩国SKSiltron（9%），前五名的全球市场市占率接近90%，市场集中度高。目前中国硅片生产商主要有上海新昇、中环股份、金瑞泓等企业。上海新昇12英寸硅片产品已经通过华力微和中芯国际的认证，处于中国领先地位。2019年市场处于4G向5G的过渡阶段，2020年中国开始大规模建设5G基站，在2024年完成5G基站的基础建设，总共建设260万架宏基站及300万架微基站。5G基站的大规模普及，加快了市场对于5G智能手机的需求。5G基站的加速建设及智能手机的换机潮将加大市场对射频功率放大器的需求。12行业社会环境随着5G手机和无线基础设施技术的成熟，相关应用将会出现。这需要一定的时间，许多厂商已经在为自己的“市场蛋糕”做好了准备。新的商业模式将会浮现:例如一些电信运营商正在部署pre-5G网络（自己的标准），作为光纤替代品应用于住宅宽带。高通（Qualcomm）在5G布局快人一步，已推出多款5G产品，其它厂商也都在探索之中。此外，英特尔（Intel）、三星（Samsung），以及领先的RFCMOS/SOI代工厂（GLOBALFOUNDRIES、TOWERJAZZ、台联电、台积电等）都在布局5G射频产业。13行业驱动因素1234政策支持我国高度重视5G技术的研究，近些年来不断推出5G支持性政策，2020年2月，工信部发布《关于推动5G加快发展的通知》，强调加快5G网络建设进度；《国家“十四五”规划纲要》提出，加强原创性引领性科技攻关和关键数字技术创新应用，建设现代基础设施体系。在一系列的政策支持下，我国5G基站建设持续推进，5G手机渗透率持续走高。基站射频功率放大器需求上升据在头部基站设备厂商担任战略规划总监的专家分析，电磁波具有频率越高，波长越短的特点。5G使用更高的频率导致信号覆盖面积大幅缩小，信号覆盖同一个区域，通信设备商需建设5G基站的数量超过需建设4G基站的数量。专家分析，5G基站建设总数为560万架其中包括260万架宏基站及300万架微基站。宏基站信号覆盖面积较大，共有6个扇区，每个扇区采用64通道天线方案，因此单个宏基站需要376副天线，每副天线射频前端模组中需要一个射频功率放大器微基站信号覆盖面积较小，仅用一个扇区，因此仅需64副天线与64个射频功率放大器。5G建设周期为2020年至2024年，因此未来5年5G基站建设对射频功率放大器总需求为17亿个。5G智能手机对射频功率放大器的用量翻倍5G通信技术在4G的基础上新增更高频率的波段，而5G智能手机除需接收5G高频信号外，还需兼备可接收4G信号的能力，因此5G手机需配置多个射频前端模组接收不同频率的信号。4G多模多频手机需要5-7颗射频功率放大器，而5G智能手机配置的射频功率放大器高达16颗。基站射频功率放大器价格上升5G信号频率高，穿透性差，因此需采用高功率、高频率的射频功率放大器。微基站信号覆盖面积较小，采用GaAs基底的射频功率放大器则可满足基本需求。而宏基站信号覆盖面积广，需使用更高输出功率的射频功率放大器扩大信号覆盖面积，因此需采用更高功率的GaN射频功率放大器。GaN单晶市场价格在2万元左右，较GaAs贵30，因此GaN基底射频功率放大器售价远高于GaAs基底射频功率放大器。5G时代，基站射频功率放大器需求量及价格均有望上涨。14Part03行业现状分析行业现状行业痛点15行业现状5G基站加速建设，基站射频功率放大器迎来量价齐升据在头部无线设备厂商担任战略总监的专家预测，5G基站建设总数为560万架，其中包括260万架宏基站及300万架微基站。宏基站信号覆盖面积较大，共有6个扇区，每个扇区采用64通道天线方案，因此单个宏基站需要376副天线，每副天线射频前端模组中需要一个射频功率放大器。微基站信号覆盖面积较小，仅用一个扇区，因此仅需64副天线与64个功率放大器。5G建设周期为2020年-2024年，未来5年，5G基站建设将共消耗17亿个射频功率放大器。16行业市场情况中国射频功率放大器在中国手机终端领域的市场规模:射频功率放大器下游应用诸多，本篇报告仅测算射频功率放大器在中国手机及基站领域的市场规模。根据中国信息通信研究院统计，2017年中国手机出货量为6亿部，较2016年同比下降12。2019年，中国手机出货量下降至9亿部。随着5G通信技术的升级，中国迎来换机潮，手机出货量将缓慢上升。2020年手机出货量受疫情影响增长缓慢，2020年手机出货量小幅回暖。2024年手机出货量上升至7亿部。2014年至2018年，4G手机的渗透率迅速提升，2018年4G手机渗透率高达91。2019年为5G手机商用的首年，但由于5G信号并未普及，因此渗透率仅为5左右。到2024年，5G手机基本普及，5G手机的渗透率上升至60。根据数量与单价，可测算出2024年射频功率放大器在中国手机领域的市场规模高达22亿美元。17行业市场规模中国射频功率放大器在基站领域的市场规模:射频功率放大器在基站领域的市场规模更具周期性。通信技术升级，基站建设将迎来加速期。4G基站的建设周期在2014-2019年，其中2014-2016年是4G基站建设的高峰期，无线设备厂商对射频功率放大器的需求上升明显，随后4G基站建设速度放缓，无线设备厂商对射频功率放大器需求减弱，射频功率放大器市场规模收缩。5G基站建设的高峰期在2020年-2022年。2020年，三大运营商全年原计划建设55万架基站，其中中国电信及中国联通共同建设30万架，中国移动建设25万架。因疫情影响，2020年第一季度5G基站建设进度不及预期，除火神山、雷神山等医疗单位所需的5G基站建设进程相对稳定，其他地区5G基站建设因基础建设施工人员大多未复工而暂缓。在工信部2020年2月22日召开的关于加快推进5G发展、做好信息通信业复工复产工作电视电话会议上，三大运营商领导均表态将全力保障5G发展不受疫情影响，并加速建设进度。在复工后，三大运营商响应政府号召，加速建设5G基站，2020年5G基站的建设数量上升至80万架左右，超出原定计划。2023-2024年5G基站建设逐步放缓，中国射频功率放大器在基站领域的市场规模下滑，从2022年的216亿元下降至2024年的81亿元。18行业现状中国EDA软件受制于人的局面亟待改变中国射频器件设计厂商多进口美国EDA软件，进口EDA软件价格更高，增加射频器件设计厂商的经济成本。EDA软件费用按客户端（公司被授权使用EDA软件的电脑）数量计算，客户需求不同，产生的费用不同。以华为为例，每年购买美国EDA软件的费用在400万美元左右，单个客户端每年使用权费在300-400美元，华为在EDA软件上的合计年支出在500万美元左右。而本土EDA软件价位较低，使用权费仅在1,000元人民币每年左右，不到美国EDA软件的一半。此外，由于中美关系反复，美国有可能停止对中国出口EDA软件。当前，美国已停止向华为海思提供EDA软件，一定程度上限制华为海思的研发进度。其他射频器件设计厂商亦可能面临无EDA软件可用的尴尬局面。5G智能手机及通信基站对射频功率放大器性能提出更高要求现代通信技术经历从1G到4G的发展，5G技术也即将大规模商用。每一代通信技术采用不同频谱，导致频谱资源逐渐稀缺。5G通信技术采用毫米波段等高频段的通信频段解决频谱拥挤问题，对基站及手机领域的功率放大器的最高工作频率和带宽提出更高要求。19行业痛点当PA以更高效率和更宽带宽运行会出现失真如果PA能够达到完全线性,那么就能够完美的放大并且输出所需的信号。但现实中存在失真的情况，越接近饱和点失真越严重。同时当输入信号增多,且非线性,输入信号会彼此混频,那么PA输出端会输出受到干扰后产生的相互调制频率。为了消除这种问题，往往需要采用主动线性化的方式改善整体线性度和效率。5G频率比4G高载波聚合与MassivieMIMO对PA的功耗要求提升5G的载波带宽在sub-6GHz能够达到10OMHz，毫米波达到40OMHz,PA功耗大的原因在于，PA需要工作在大信号状态,完成近1W或几W量级的功率输出。PA的功率转换效率通常在30-50%，在5G手机中，由于需要支持更高的功率等级，达到更好的网络覆盖和网络体验PA在3G/4G时代耗电量在手机终端产品上仅次于LCD屏幕,因此5GPA如何提升功率、降低功耗也是新的挑战。QAM数量增加，PA线性要求提升更高阶的调制意味着一定数量的数据块可以更快地传输，因此QAM数量提升增加了信息量的传输，Bits/symbol提高了频谱效率同时也要求更高的信噪比。和视觉上的感觉一样，QAM增加点数难以分辨，信息在载波上的幅度相较于OAM较少时更加接近。因此上行载波器的功率放大器需要重新设计满足线性化,以此降低信号受到的干扰和噪音。20123流通环节有待完善射频功率放大器产品种类繁多，消费数量较大，质量参差不齐，试剂流通管理难以完善，导致射频功率放大器行业目前在流通领域还面临许多问题。（1）在产品的流通中，许多环节缺少安全的冷链和冷库设施供应。在目前运输多为汽车和铁路运输的情况下，射频功率放大器行业生产企业普遍采用运输箱内置冰冻袋的冷藏方式，在高温天气或长距离运输的情况下无法确保运输温度的稳定，影响试剂的安全性。（2）监管人员技术水平有待提高。射频功率放大器产品是一种高技术含量的产品，产品研发涉及生物学、信息技术、电子技术、工程学等多项学科，而目前从事射频功率放大器行业的人员50%以上是工商、质检管理等专业背景的人员，缺少必要的专业技术知识。知识背景的不匹配使得管理流程漏洞频发，射频功率放大器行业整体监管水平有待提高。（3）中间环节加价严重。出于安全的考虑，国家对射频功率放大器行业进出口标准与流程严格把控，环节复杂，中间环节加价严重，代理公司的介入可能使产品出厂价格上涨至少一倍以上，导致产品市场竞争力下降，阻碍本土射频功率放大器行业企业的国际化进程。流通环节问题中间环节加价严重供应链质量监管Part04行业竞争格局及趋势行业发展趋势行业竞争格局行业代表企业22&&&行业竞争格局概述行业竞争格局概述中国政府正大力推动社会资本进入射频功率放大器行业，对射频功率放大器行业产品需求被迅速拉动，需求量呈现上升趋势，射频功率放大器行业企业进军国民经济大产业的战略窗口期已经来临。射频功率放大器行业各业态企业竞争激烈，当前，市场上50%以上的射频功率放大器行业企业有外资介入，包括中外独（合）资、台港澳与境内合资、外商独资等，纯内资本土射频功率放大器行业企业数目较少，约占射频功率放大器行业企业总数的25%。此外，商业银行逐步进入射频功率放大器行业，兴业银行、中心银行、民生银行等先后成立金融公司，涉足设备融资租赁业务。中国本土射频功率放大器行业企业根据租赁公司股东背景及运营机制的不同又可以划分为厂商系、独立系和银行系三类三类射频功率放大器行业企业各有优劣势：（1）射频功率放大器行业企业具有设备技术优势，主要与母公司设备销售联动，以设备、耗材的销售利润覆盖融资租赁成本；（2）独立系射频功率放大器行业企业产业化程度高，易形成差异化商业模式，提供专业化的融资租赁服务；（3）银行系射频功率放大器行业企业背靠银行股东，能够以较低成本获取资金，且在渠道体系等方面具备一定优势。行业竞争格局全球射频功率放大器市场主要被美国厂商垄断，前三大公司Skyworks、Qorvo及Broadcom合计市场份额约92，为射频功率放大器行业第一梯队。第一梯队企业产品覆盖全部射频器件包括射频前端模组，滤波器、射频功率放大器、开关、LNA等，综合实力远超过中国射频器件厂商，且具备5G射频器件工艺。第二梯队企业包括高通、村田及华为海思具备5G射频器件工艺，但射频器件产品覆盖面小于第一梯队企业，且射频器件收入在企业总收入的占比小于第一梯队的企业。第三梯队企业工艺仍停留在4G阶段，不具备5G射频功率放大器工艺。中国射频功率放大器厂商多处于第三梯队，包括昂瑞微维捷创芯、紫光展锐及慧智微等。24行业竞争格局全球射频功率放大器市场主要被美国厂商垄断，前三大公司Skyworks、Qorvo及Broadcom合计市场份额约92，为射频功率放大器行业第一梯队。竞争格局1第一梯队企业产品覆盖全部射频器件包括射频前端模组，滤波器、射频功率放大器、开关、LNA等，综合实力远超过中国射频器件厂商，且具备5G射频器件工艺。第二梯队企业包括高通、村田及华为海思具备5G射频器件工艺，但射频器件产品覆盖面小于第一梯队企业，且射频器件收入在企业总收入的占比小于第一梯队的企业。第三梯队企业工艺仍停留在4G阶段，不具备5G射频功率放大器工艺。中国射频功率放大器厂商多处于第三梯队，包括昂瑞微维捷创芯、紫光展锐及慧智微等。竞争格局225行业发展趋势描述集成化发展:随着通信频段的增加，移动终端中射频器件数量与种类逐渐增多。为满足移动终端轻薄便携的需求，射频器件逐渐从分立器件发展至集成模组化。中国射频功率放大器厂商均是Fabless，不具备封测工艺，需与市场上的封测厂商合作。中国封测行业已进入成熟阶段，行业头部企业长电科技、华天科技及通富微电均进入全球封测前10，且均具备成熟的SiP封装技术，可满足中国射频器件Fabless厂商对高度集成产品的需求。行业内部竞争加剧:5G高频段的开发使得射频器件的市场需求成倍放大，吸引大批巨头企业切入射频器件行业如英特尔、三星、华为海思等芯片设计顶尖企业纷纷加入射频器件的研发。华为为中国消费电子与无线设备巨头企业，基于芯片设计领域的领先技术，全面布局射频器件领域，目前在低噪声功率放大器、射频功率放大器、天线开关等领域已取得进展。在2019年发布的Mate30中，华为采用自研功率放大器。此外，众多规模较小的中国芯片设计公司亦进入射频芯片设计领域，而中小设计公司进入行业后普遍采用在低端领域重复设计和低价竞争的策略，导致行业存在过度竞争的隐患。随着新进入者的增加，射频器件行业面临重新洗牌，行业竞争加剧。5G带动射频前端增长:2G到5G，频段数量大幅增加，技术演进给PA和滤波器带来了挑战。为了适应5G的需求，射频前端走向模块化，滤波器、开关都在增加。2G、3G时代，手机大概需要10颗以内的滤波器，一台4G手机需要10-30颗。而到了5G，中端机型大约需要30颗以上的滤波器，高端机型所需数量更高。5G手机降价加速，5G销量有望重回快速增长轨道:2G/3G换机周期经过5年手机降价,国内3G/4G换机周期开始时间晚于全球。换机周期开始于2015-2016年,降价时间缩短至1年。根据中国信通院数据，5G手机在中国起步阶段快于4G手机增长速度。目前国产5G手机已经下探至2000元价位。随着国内疫情得到控制,中国全面开展新基建,完善5G的基础建设,将加快5G渗透速。26行业发展趋势随着通信频段的增加，移动终端中射频器件数量与种类逐渐增多。为满足移动终端轻薄便携的需求，射频器件逐渐从分立器件发展至集成模组化。中国射频功率放大器厂商均是Fabless，不具备封测工艺，需与市场上的封测厂商合作。中国封测行业已进入成熟阶段，行业头部企业长电科技、华天科技及通富微电均进入全球封测前10，且均具备成熟的SiP封装技术，可满足中国射频器