5G成中美通信行業角力焦點,國產化機遇與挑戰並存!

5G將創造巨大經濟效益和產業機遇,中國發力5G:

5G使移動通信技術從一項對個人通信具有變革性影響的技術演進為真正的通用技術,且有望改變整個產業和經濟。HIS報告指出,到2035年,5G價值鏈將在全球創造3.5萬億美元經濟產出,同時創造2200萬個工作崗位。我國曆來重視對移動通信技術的發展,在實現了2G完全跟隨國外標準,3G提出TD-SCDMA標準,4G主導主流的TD-LTE標準後,我國在5G的研發和商用進程的推進上不遺餘力,開始引領全球5G發展,在5G標準制定和5G相關專利方面,都掌握著重要的話語權。

5G成中美通信行業角力焦點,中興禁令直指我國缺芯軟肋:通信技術歷來就是各國家發展戰略的制高點,5G技術的領先優勢意味著未來經濟的話語權以及一系列的產業機遇。中國在5G技術領域的大力投入和商用進程上的快速推進,使美國特朗普政府感受到了巨大的競爭壓力。為了重拾在通信行業的話語權,保住其產業領先地位,美國政府一方面加快推進本國5G網絡建設,另一方面借芯片銷售禁令對中興實施精準打擊,進一步壓制我國高新技術產業的發展。中興禁運事件直指我國缺芯軟肋,我們需加快在高科技領域形成自主可控技術,實現國產替代,方可在經濟領域、在綜合國力的較量方面保住優勢競爭力。

為移動通信網絡設備自主可控,國產化替代任重道遠:在3/4G時期,隨著我國製造業的崛起,我國在無線通信上游非半導體和集成電路領域基本實現了完全的國產替代。5G時代即將來臨,全新的架構設計,性能的全面升級對上游電子元器件即給上游企業提出了更高的要求,也帶來了新的機會:(1)5G將採用Massive MIMO(大規模多天線技術),5G宏基站天線將以64通道為主,天線振子的需求大幅增加。(2)我國已可實現自主濾波器的設計和生產,也已具備領先的GaN(未來5G PA 首選材料)生產工藝。(3)射頻前端內部價值量將進一步從天線轉移到搭載各射頻單元的PCB板上,我國PCB廠商市佔率全球領先,且掌握生產5G高頻PCB以及上游主要原材料高頻CCL所需的核心技術。

投資建議:5G 開啟跨時代盛宴,隨著全球 5G 標準推出,5G建設進程將進一步加速,各項核心工藝及技術也將穩步跟上,逐漸實現國產替代。重點推薦生益科技(高頻CCL龍頭)、飛榮達(5G天線新龍頭);建議關注東山精密(陶瓷介質濾波器)、深南電路、滬電股份(PCB)、三安光電(PA)。

風險提示:5G發展不及預期。

1. 移動通信技術10年一次迭代升級,中國引領5G商用進程

1.1. 全球移動通信技術平均每10年完成一次迭代升級

自20世紀80年代始,全球移動通信技術以平均每10年為週期出現革命性的迭代升級。1978年,美國貝爾實驗室基於模擬和蜂窩技術,成功研製出先進移動電話系統(AMPS),第一代移動通信系統正式出現。1990年開始,2G主流技術標準GSM和CDMA One相繼發佈,完成了從模擬到數字的轉變,全球進入數字通信時代;2000年,國際電信聯盟(ITU)將WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA以及WiMAX確定為3G的四大主流無線接口標準;2010年,TDD-LTE和FDD-LTE兩種制式下的4G技術開始成熟並商用。2017年12月,3GPP發佈第一個5GNSA(非獨立組網)標準,並將於2018年6月正式發佈5GSA(獨立組網)標準,預計2020年將開啟5G全面商用。

5G成中美通信行業角力焦點,國產化機遇與挑戰並存!

從1G到2G,移動通信技術實現了從模擬到數字的轉變,在語音業務基礎上,擴展支持低速數據業務,收發短信是其最重要的一個標誌。

從2G到3G,數據傳輸能力得到顯著提升,峰值速率可達2Mbps至數十Mbps,可以實現視頻電話及各類APP應用。

從3G到4G,數據傳輸能力再次上了一個數量級,峰值速率可達100Mbps至1Gbps,可在線觀看高清視頻,海量應用功能都可以實現,尤其促進了短視頻APP和手遊行業的蓬勃發展。

2G~4G技術帶來了傳輸速率的大幅提升,主要解決的是帶寬和流量的問題。5G則是由線到面整個綜合性能的革命性升級,5G將以一種全新的網絡架構,除了提供峰值10Gbps以上的傳輸速率,更大的連接密度(每平方公里可連接100萬個終端),還將帶來毫秒級的端到端超低延時和更高的網絡可靠性(>99.99%)。

5G成中美通信行業角力焦點,國產化機遇與挑戰並存!

4G實現人與人之間的互聯,通過語音、數據業務及層出不窮的APP應用,使人們可以隨時隨地進行溝通、互動及娛樂。5G除了解決人與人之間的互聯,還將解決人與物、物與物的互聯,實現真正意義上的萬物互聯。ITU在2015年舉辦的無線電通信全會上,將5G的應用場景劃分為增強移動寬帶、海量機器類通信和超高可靠低延時通信三類,覆蓋VR/AR、智慧城市、物聯網、工業互聯網、自動駕駛、車聯網等一系列垂直行業應用。

5G成中美通信行業角力焦點,國產化機遇與挑戰並存!

1.2. 中國積極推進5G建設,5G進度引領全球

在實現了2G完全跟隨國外標準,3G提出TD-SCDMA標準,4G主導主流的TD-LTE標準後,我國在5G的研發和商用進程的推進上不遺餘力。

中國在國家宏觀層面積極推進5G建設。早在2013年,我國就開始組建IMT-2020(5G)推進組,舉全產業鏈之力,積極推進5G技術標準發展。2015年,《中國製造2025》提出全面突破5G技術,大力推進5G技術產品研發。突破“未來網絡”核心技術和體系架構。2016年,《十三五規劃綱要》提出要積極推進5G發展,佈局未來網絡架構,到2020年啟動5G商用。2018年更是首次將5G寫進兩會政府工作報告中,提出要加快建設製造強國,推動集成電路、第五代移動通信(5G)、飛機發動機、新能源汽車、新材料等產業發展,創建“中國製造2025”示範區。

5G成中美通信行業角力焦點,國產化機遇與挑戰並存!

在5G國際標準的制定方面,中國亦發揮著主導作用。2016年底,華為主導推出的Polar碼(極化碼)方案被3GPP採納為5GeMBB控制信道標準方案。2017年4月,中興通訊主導的5GNR重量級核心項目NOMA在3GPP全會上成功立項並牽頭標準核心項目。2017年6月,由中國移動牽頭的SBA架構正式被3GPP確認為5G核心網統一基礎構架。今年兩會期間國家信通院報告指出,中國在3GPP的5G標準化項目中約佔40%,中國向3GPP提交了8700份相關文件,在相關提交的文件中佔了32%。

從5G專利上來看,我國5G技術研發積累深厚。據WIPO的數據顯示,2017年中國專利申請總量達到48882件,同比增長13%,僅次於美國的56624件,但美國較去年僅增長0.1%,可見中國的研發勢頭之強勁。企業方面,華為(4024件)和中興(2965件)分別位列全球企業專利數量第一和第二。其中,在5G領域的所有專利中,華為佔約10%;中興通訊連續第八年國際專利申請量位居全球前三,5G戰略佈局專利全球超過1700件。

5G成中美通信行業角力焦點,國產化機遇與挑戰並存!

5G成中美通信行業角力焦點,國產化機遇與挑戰並存!

在中國政府自上而下的大力支持,我國運營商以及華為、中興等各大優秀企業的強力推動下,在實現了2G完全跟隨國外標準,3G提出TD-SCDMA標準,4G主導主流的TD-LTE標準後,我國終於首次在5G的研發和商用進程上引領全球。美國無線通信和互聯網協會(CTIA)今年四月發佈報告稱,現在中國的5G商用進度排名世界第一,美國在5G整體準備方面落後於中國。目前,中國、韓國、美國、日本已成為全球5G的主要玩家,處於5G整體準備進度的第一梯隊,而歐洲的主要國家德國、英國、法國則全被擠到了第二梯隊。

5G成中美通信行業角力焦點,國產化機遇與挑戰並存!

2. 5G成中美角逐焦點,中興遭禁運事件引出中國缺芯現狀

2.1. 每一次通信技術的迭代升級都是爭奪行業話語權的重要機會

縱觀移動通信技術發展史,每一次通信技術的迭代升級都是各國爭奪話語權的重要機會,而失去通訊技術的領先地位,對經濟和綜合國力的傷害長久而深遠,並且難以恢復。

1G:美國擁有近乎全部第一代通信標準,摩托羅拉發明的“大哥大”、建立了AMPS電話系統,壟斷了整個1G模擬通信時代。在1G時代,摩托羅拉幾乎是世界上唯一的手機制造商和頂級無線設備提供商,也因此在1989年被選為世界上最具前瞻力的公司之一。

2G:歐洲憑藉2G技術領先世界,愛立信和諾基亞率先在歐洲大陸上架設了第一個GSM網絡,並迅速擴散到全世界162個國家,使用人數超過10億、市場佔有率高達75%。GSM網絡的成功,歐洲帶來了大量的工作崗位和巨大的經濟效益,直接促成了愛立信和諾基亞兩大通信巨頭的誕生。相比之下,摩托羅拉走下神壇,其全球移動電話市場份額從1997年的50%暴跌到17%。

4G:美國在4G時代繼續保持領先地位。據CTIA報告指出,這為美國創造了470萬個工作崗位,每年貢獻4750億美元的經濟效益。而中國通信行業經過多年奮力發展,開始在4G時代站穩腳跟,主導建立的TD-LTE標準受到多數運營商的認可,4G網絡規模躍居全球第一。據《中國寬帶速率狀況報告》顯示,截至2018年第一季度,我國通信4G基站數量已達到340萬個,約佔全球總數的60%。同時,華為、中興背靠國內巨大的通信市場,憑藉自身技術的不斷積累,不斷蠶食諾基亞、愛立信的市場份額,一舉成為全球第一大和第四大設備商。反觀歐洲,歐盟數字經濟委員會曾言,2008年歐盟的手機產業佔據全球80%的市場份額,但由於錯失4G浪潮,歐盟幾乎失去了全部的手機市場份額。至今,歐洲各國在5G上的話語權已日漸式微。

5G成中美通信行業角力焦點,國產化機遇與挑戰並存!

2.2. 5G將創造巨大的經濟效益,有望大幅拉動全球GDP增長

每一次通信技術的迭代升級都帶來了巨大且可持續經濟效益,拉動全球經濟不斷增長。而5G與之前4代移動通信技術又有所不同,如果說4G極大的豐富了人們的生活方式,5G帶來的則是在整個社會的大變革。IHS Markit報告指出,5G使移動通信技術從一項對個人通信具有變革性影響的技術演進為真正的通用技術,且有望改變整個產業和經濟。

5G將實現真正意義上的萬物互聯,屆時將會加速整個產業的數字化轉型,對人與機器的生產力水平產生巨大影響,最終實現整個社會生活水平的大躍遷。

單從經濟效益上來說,5G將大幅拉動全球GDP的增長。高通與IHS共同發佈的白皮書《5G經濟:5G技術將如何影響全球》指出,到2035年,5G價值鏈將在全球創造3.5萬億美元經濟產出,同時創造2200萬個工作崗位。在2020年至2035年間,5G將貢獻0.2%的GDP增長率(全球實際GDP將以2.9%的年平均增長率增長;如果不部署5G,全球實際GDP增長率將是2.7%),對全球實際GDP的總體貢獻值將達到為2.1萬億美元,預計將相當於全球第七大經濟體印度一年的GDP。

我國信通院發佈的《5G經濟社會影響白皮書》的數據表明,2020年5G正式商用當年將帶動約4840億元的直接產出和1.2萬億元的間接產出。到2030年,5G將帶動我國直接經濟產出6.3萬億元,間接經濟產出10.6萬億元,十年間的年均複合增長率分別為29%、24%。5G對我國GDP的直接貢獻也將從2020年的920億元達到2030年的2.9萬億元,同時,5G間接拉動GDP增長將在2020年超過4190億元,到2030年將進一步增長到3.6萬億元,5G直接創造和間接拉動的GDP年均複合增長率分別為41%、24%。

5G成中美通信行業角力焦點,國產化機遇與挑戰並存!

5G成中美通信行業角力焦點,國產化機遇與挑戰並存!

2.3. 美國欲保持產業領先地位就需獲取5G上的領先優勢

通信技術歷來就是國家發展戰略的制高點,而5G意義如此重大、影響如此深遠,掌握5G技術的領先優勢意味著獲得未來經濟的話語權以及一系列的產業機遇。中國在5G技術標準和商用進程上的領先,讓美國特朗普政府感受到了巨大的壓力。

為了重拾在通信行業的話語權,保住其產業領先地位,美國政府採取兩種措施:第一,強化自身,加快推進5G建設,保持其在5G標準和專利上的優勢;第二,弱化對手,限制中國5G產業鏈發展,延緩中國5G進度。

2.3.1. 美國加速5G推進進程

根據CRIA的報告,自2010年始,美國產業界已經投資了2750億美元發展5G,期間共創造了300萬個就業崗位,驅動5000億美元的經濟增長,社會效益巨大。隨著2017年底5G 3GPP NR NSA標準正式發佈,5G標準進程邁出了里程碑式的關鍵一步。在巨大經濟效益的內在驅動和中國大力發展5G的外在壓力下,美國在2018年明顯加快了5G的推進速度。

意圖建國有化5G網絡,實現美國5G領跑:

2018年1月30日,美國科技網站Axios獲取了一份來自美國國家安全委員會的文件。文件提出,特朗普政府正在考慮在3.7-4.2GHz中頻段上統一建設一張全國性的5G網絡,並通過租賃的形式將5G網絡租給運營商,實現“網業分離”。由政府來興建5G網絡,不僅可以實現帶寬整合起來,加快網絡運行速度,還能提供充分的安全保護,包括保護數據不受攻擊,更重要的是可以實現建網資源集中,加快建網速度和網絡商用進程,確保美國在5G進程上的領跑。當然,這一提議在業界爭議頗大,能否正式實施還有待觀察。

簽署5G法案,重新放權FCC,為5G商用鋪路:

T-mobile和Sprint宣佈合併,助力美國5G網絡建設:

5G成中美通信行業角力焦點,國產化機遇與挑戰並存!

2.3.2. 對華髮起貿易戰,重啟中興銷售禁令,意在限制中國5G發展

美國除了加強自身5G推進進程,也感受到了中國通信行業在5G領域的快速發展以及對全球通信產業日漸增強的影響力。為了確保自身領先地位,美國開始採取措施限制中國競爭對手的發展。

美國發布徵稅清單,重點針對中國高新產業

2018年4月4日,美國貿易代表辦公室(USTR)公佈對中國產品加徵25%關稅的清單建議,涉及中國對美國約500億美元的出口商品,包含約1300個獨立關稅項目,以機電產品為主,約佔58%的比重,主要針對航空航天、信息和通信技術、機器人和機械等行業。美國徵稅清單針對的行業大多是《中國製造2025》重點發展的領域。

5G成中美通信行業角力焦點,國產化機遇與挑戰並存!

重啟中興銷售禁令,打擊中國5G產業鏈

美國商務部4月16日宣佈重啟對中興通訊的制裁禁令,將禁止美國公司向中興通訊銷售零部件、商品、軟件和技術7年,直到2025年3月13日。此前在2017年3月,中興通訊因違反美國出口管制制度被美國商務部罰款8.92億美元,外加3億美元“暫緩執行”。

5G成中美通信行業角力焦點,國產化機遇與挑戰並存!

中興通訊是全球第四大、中國第二大通信設備製造商,業務覆蓋無線通信,光通信及手機終端等多領域,產品所用到的基帶芯片、射頻芯片、存儲、光器件等多來自於美國。據路透社報道,2017年中興向其211家美國供應商總共支付了23億美元用於芯片類產品採購。其中,對高通、博通、英特爾和德州儀器等七家公司,每家的支付金額均超過1億美元。美國禁運禁令一出,等於掐斷了中興通訊芯片供貨來源,導致中興整個業務陷入停滯狀態。中興是中國乃至全球5G建設的主要推動者之一,中興生產的停滯,將對中國乃至全球的5G網絡建設帶來巨大的衝擊。美國的銷售禁令,打擊了中國5G產業鏈,彰顯了自身在全球半導體領域的霸主地位,也為中美貿易摩擦增添談判籌碼。

5G成中美通信行業角力焦點,國產化機遇與挑戰並存!

5G成中美通信行業角力焦點,國產化機遇與挑戰並存!

2.4. 中興禁運事件暴露我國缺芯軟肋,激發國產替代契機

中興通訊被禁運事件,對我國整個通信行業衝擊巨大,讓產業界再一次意識到中國半導體領域與先進國家之間的巨大差距。據Gartner最新發布的數據,2017年全世界半導體營收達4204億美元,營收規模前十的半導體企業中,美國佔據了半壁江山,穩坐芯片霸主地位,中國則無一家企業上榜。我國芯片僅僅在低端領域能實現完全自給,清華大學微電子學研究所發佈的《2017年中國集成電路產業現狀分析》顯示,在高端核心芯片領域,除了移動通信終端和核心網絡設備有部分集成電路產品佔有率超過10%外,其他領域國產芯片佔有率都超過5%。為此,中國作為最大的半導體芯片消費市場,不得不高度依賴進口,據海關總署數據顯示,2013年以來,集成電路年進口額便維持在2000億美元以上,2017年達到2601億美元。半導體芯片進出口貿易逆差也在不斷擴大,2017年達到了近年來最高值1932億美元。

5G成中美通信行業角力焦點,國產化機遇與挑戰並存!

5G成中美通信行業角力焦點,國產化機遇與挑戰並存!

美國對中興施行銷售禁令,表面上是對中興“違反”美國政府相關規定的處罰,實則是為了在中美5G競賽中重奪對全球5G標準技術的話語權,更深一層意義上是為了遏制中國近年來迅猛發展的通信產業。我們應該深刻地認識到,核心技術不能受制於人,必須掌握在自己手中。因此,加快形成自主可控技術,在5G高科技領域形成核心能力,通過深化國產替代,才能行業發展掌握主動權,由此在5G領域獲得更大話語權。

3. 移動通信網絡設備的國產化替代任重道遠

經過多年的發展,我國無線通信產業實現了從無到有、由弱到強的鉅變,誕生了諸如華為、中興等世界知名的民族品牌,也成功收購了包括安譜隆半導體(Ampleon,前身是NXP RF Power部門)等在內的海外優質資產為我所用。正當舉國高呼“5G引領”口號的時候,中興通訊被美國禁運事件再次將通信行業推到了聚光燈下,也暴露了我國通信行業脆弱的一面。儘管我國通信行業在3G、4G週期內所取得的成就前所未有,但未來發展依然任重而道遠。中興事件讓中國通信行業再次認識到自身的不足,同時也為未來行業提升指明瞭方向。我們認為,此次中興事件為上游國產電子元器件公司提供了難得的市場機遇,堅定不移地發展自主可控的通信上游產業刻不容緩。因此,

我們重點針對無線通信網絡設備領域,詳細梳理了我國相關產業鏈的國產化現狀,並深入探討了未來潛在的國產替代機會。

3.1. 5G架構全面升級,成就上游企業發展機遇

在3/4G時期,隨著我國製造業的崛起,無線通信產業鏈上游逐漸向國內轉移,包括天線、濾波器、印刷電路板PCB等領域均實現了快速發展。時至今日,我國在無線通信上游非半導體和集成電路領域基本實現了完全的國產替代。5G時代即將來臨,5G性能指標上的全面升級對上游電子元器件也提出了更高的要求,全新的5G網絡架構也為上游企業帶來了新的市場機會,能否抓住5G歷史契機實現華麗躍升成為了許多通信產業鏈相關公司發展道路上的關鍵一役。

相較4G,5G無線網絡架構將發生重大變化。4G無線通信系統可主要分為天線、射頻單元RRU、基帶處理單元BBU和核心網EPC。出於降低時延、共享網絡資源的目的,5G網絡傾向於採用“AAU+DU+CU”的全新無線接入網構架,並採用全新的核心網CN。5G時期,天線和射頻單元RRU將合二為一,成為全新的有源天線AAU(Active Antenna Unit,有源天線單元)。AAU將主要部署在室外塔站上,通過光纖與DU(Distributed Unit,用以實現基帶處理的大部分功能,以及部分L2層功能)連接。多個DU將集中部署於機房內,既可以降低運營成本和維護費用,也可以實現DU間的處理資源共享。CU(Centralized Unit,包括部分L2層和全部L3層協議處理功能)與多個DU相連,實現對DU的統一和集中化管理。

從功能上看,5G通信收發系統仍將大致分為天線單元、射頻單元、中頻單元和基帶單元四大部分,每一大部分都將產生國產化替代的潛在市場機遇。

5G成中美通信行業角力焦點,國產化機遇與挑戰並存!

5G成中美通信行業角力焦點,國產化機遇與挑戰並存!

3.2. 天線單元:飛榮達、東山精密背靠華為將成5G天線市場最大贏家

天線單元主要用於無線電磁信號的對外輻射和接收,包括天線罩、輻射單元和校準網絡綜合板三個部分:天線罩是天線的最外部部件,可以對天線起到防護作用,目前主要採用PVC材料;輻射單元是天線構成的重要組成部分,通過輻射單元可以獲得有效的天線賦形;校準網絡綜合板主要用於實現各個射頻通道的校準耦合功能,包含多個通道的耦合、切換、校準等。

目前,我國企業在天線市場領域已經取得了不俗的成績。據ABI發佈的全球基站天線報告顯示,2016年在基站天線市場,全球前五大天線廠商佔據了全球80.3%的市場份額,其中華為31.6%、凱瑟琳21.0%、康普15.2%、安費諾7.3%、RFS 5.2%。從2015年開始,華為天線連續兩年蟬聯市場份額和技術創新及成果轉化能力第一,已悄然引領全球天線產業發展,華為天線的市佔率更領先第二名凱瑟琳超過10個百分點。除了華為天線外,我國在3G/4G時期還陸續培育了諸如京信、國人、摩比、通宇、虹信等諸多優秀天線企業,國產天線實現了對海外公司的超越,全面完成了國產替代。

未來,隨著5G時代到來,我國通信天線行業既將迎來將新的產業發展機會和行業整合機遇,那些與系統主設備商共同研發5G天線、掌握5G天線核心部件的供應商將有望脫穎而出,分享5G網絡建設大市場的盛宴。

5G成中美通信行業角力焦點,國產化機遇與挑戰並存!

5G天線複雜度將大幅提升。在1G模擬通信的時代,當時移動用戶很少,天線形態比較簡單,主要是桿狀的全向天線。在2G~4G的發展過程中,移動基站天線不斷實現突破。在形態上,天線從全向的棍狀天線依次演化成定向單/雙極化天線、電調單/雙極化天線、雙頻電調雙極化天線到多頻雙極化天線等。目前,4G現網普遍採用2-8通道天線(FDD制式多為2/4通道,TDD制式多為8通道),一般為10-40個天線振子。相較於4G,5G基站天線將發生重大變化,預計將全面採用Massive MIMO(大規模多天線陣列),天線振子的數量將達到64個、128個甚至256個,能夠通過不同的維度(空域、時域、頻域、極化域等)提升頻譜利用效率和能量利用效率。

5G成中美通信行業角力焦點,國產化機遇與挑戰並存!

預計國內5G宏基站天線將以64通道為主。首先,在目前的各個設備商5G網絡測試中,採用64通道的Massive MIMO技術已成為主流選擇。雖然一般情況下天線通道數越多,網絡的性能越高,但由於理論上天線振子之間的間隔至少需滿足0.5個波長,考慮到我國5G網絡將以3.5GHz頻段為主要覆蓋頻段,如果天線通道數越多、天線振子越多、天線振子間隔越大,將導致天線內部空間需求大、天線整體外部體積大等問題。因此,綜合產品性能、成本和上站難度考慮,我們預計國內3.5GHz頻段的商用5G基站將以64通道為主。

採用Massive MIMO的5G大規模天線不僅僅是通道數量的增加,天線的形式也將由無源轉向有源。有源天線可實現各個天線振子相位和功率的自適應調整,顯著提高MIMO系統的空間分辨率,提高頻譜效率,從而提升網絡容量。另外,多天線振子的動態組合也可適用於波束賦形技術,從而讓能量較小的波束集中在一塊小型區域,將信號強度集中於特定方向和特定用戶,提高覆蓋範圍的同時提升用戶體驗。

5G成中美通信行業角力焦點,國產化機遇與挑戰並存!

Massive MIMO大規模多天線技術的採用,導致5G規模陣列天線振子數量大幅增加,工藝複雜度大幅提升,基站天線的產品價格預計也會大幅上漲。5G天線振子龍頭飛榮達,天線製造企業東山精密均與全球第一大天線廠商兼第一大設備商華為有著緊密合作關係,未來將有望大幅受益規模不斷提升的5G天線市場。

5G天線振子龍頭飛榮達:背靠華為,創新開發出全新一代塑料天線振子。5G時代隨著Massive MIMO技術的廣泛應用,單面天線的振子數量將會從4G最多16個大幅增加至64、128甚至256個,原有鑄造工藝、鈑金工藝的天線振子因重量重、體積大等固有問題將不能滿足要求。飛榮達提前多年研發佈局,創新開發出了“改性塑料+選擇性激光電鍍”工藝的全新一代非金屬天線振子解決方案,基於自身研發的專利技術,採用塑料材料,用3D注塑成型的方式一次性完成天線振子複雜形狀的製造,並利用選擇性激光電鍍工藝將使塑料表面金屬化,具有重量輕、體積小、成本低、性能優、加工效率高等特點,得到全球主流基站設備商的高度認可。華為是公司第一大客戶,1997年公司通過薄膜開關產品打入華為,伴隨華為的高速成長,不斷拓寬產品線。隨著5G的到來,基站密度加大、手機終端升級、物聯網終端普及,都將會帶來電磁屏蔽和導熱材料、天線振子的需求大幅增加,公司將是5G上游組件市場的直接受益者。

5G成中美通信行業角力焦點,國產化機遇與挑戰並存!

東山精密:華為天線產業鏈上游精密加工服務企業。東山精密目前是全國最大的專業從事精密鈑金結構件工藝設計、製造服務的龍頭企業,同時也是全球最大的基站天線精密鈑金零部件提供商。公司連續多年中標華為天線整機外包招標項目,與華為天線有著深度合作,考慮到5G時期,天線將與通信設備深度融合,與主設備商有更深度合作的天線企業將大幅受益。基於此,我們預計公司將繼續受益於華為天線的市場領先地位。考慮到5G天線市場空間的大幅上升,以及華為天線市場佔比有望隨基站設備的上升而增加,公司天線精密加工業務營收也有望隨之大幅增加。

5G成中美通信行業角力焦點,國產化機遇與挑戰並存!

5G成中美通信行業角力焦點,國產化機遇與挑戰並存!

多制式網絡共存,運營商整合天面也有望帶來新的市場空間。目前,國內三大運營商同時運營著2G、3G和4G網絡系統,由於建設期不同,基本每種制式網絡都獨立配備了天線。由於站址資源的稀缺和出於對成本的控制,2/3/4G網絡共站址建設在現網非常普遍。考慮到一種制式網絡一般需要3根天線,一個運營商在一個站址就需部署9根天線,天面資源的匱乏開始顯現。另外,國內鐵塔公司的收費與天面資源的佔用成正比。因此,運營商通過多頻多端口天線對多個制式網絡的天線進行替代整合,既可以減少天面租金,降低站點整體成本,又可以增強網絡性能,確保新頻譜和新技術快速商用,支持網絡持續演進。因此,國內多制式網絡的長期共存將促使運營商尋求通過統一天線進行替代,進一步利好5G天線廠家。

3.3. 射頻單元:關鍵器件市場空間巨大,均有望實現自主設計和生產

射頻單元主要包括收發機、功率放大器、低噪放大器、濾波器、混頻器、合成器等。3/4G時期,我國已可實現自主濾波器的設計和生產。並且,通過對恩智浦(NXP)RF Power部門的收購,我國也掌握了功率放大器(PA,Power Amplifier)的部分自主生產,並以新組建的安譜隆(Ampleon)半導體為基礎,持續拓展低噪放大器(LNA,Low Power Amplifier)、開關(Switch)等新的領域。

3.3.1. 介質濾波器有望成5G應用主流,市場空間大

濾波器是基站射頻系統的關鍵組成部分,主要工作原理是使發送和接收信號中特定的頻率成分通過,而極大地衰減其它頻率成分。目前,我國基站濾波器產業成熟,3/4G時期金屬腔體濾波器廠家眾多,並已實現全面國產化。

介質濾波器將代替腔體濾波器成5G市場主流。基站側濾波器主要包括金屬腔體濾波器和介質濾波器兩類。相較於4G腔體濾波器為主的市場,5G濾波器有望採用全新技術,將以能實現小型化的介質濾波器為主。5G時代,受限於AAU對大規模天線集成化的要求,濾波器需更加小型化和集成化。與傳統腔體濾波器相比,介質濾波器在產品性能上更加優異,尺寸更小,功耗也更低等優點。因此,綜合考慮性能、成本和實際需求,我們預計陶瓷介質濾波器憑藉成熟的產業鏈以及性價比優勢,將有望在5G時期中低頻段成為主流選擇。未來,隨著技術的不斷成熟和成本的降低,包括微帶等新型小型化濾波器或將有望在5G市場佔據一席之地。

5G成中美通信行業角力焦點,國產化機遇與挑戰並存!

5G濾波器單通道價格下滑,需求量倍增。從整體來看,3.5GHz頻段5G網絡的介質濾波器和4G時期已部分商用的介質濾波器技術差別不大。尺寸更加小型化的5G濾波器,相較於4G主流腔體濾波器平均到單個通道的出廠價格或將有一定幅度下滑,但未來隨著5G濾波器的大規模生產,預計介質濾波器生產成本也將快速下降。

雖然平均到單個通道的5G基站濾波器價格會有一定幅度的下滑,但考慮到濾波器的需求量是與天線通道數保持一致的,結合上文分析,採用TDD制式64通道的5G天線陣列將相應需要64個濾波器。因此,5G濾波器的總需求量相比4G時期會出現較大幅度的增加(國內4G現網FDD多為2-4通道,TDD多為8通道),預計將是目前4G市場的4.5倍。

我國基站濾波器行業有望受益5G。中低頻基站濾波器在通信基站產業鏈中的技術壁壘相對較低,主要競爭力體現在精密加工為主的製造效率提升上。作為全球製造業大國,國內濾波器龍頭企業已初步具備全球競爭力。目前國內介質濾波器領域的主要廠商為東山精密旗下的艾福電子、風華高科旗下的國華新材料,濾波器相關上市公司還包括濾波器上游射頻金屬元器件供應商欣天科技。

東山精密在4G時代主要提供濾波器的精密金屬加工服務,主要客戶包括華為、愛立信等全球領先的移動通信網絡設備製造商。2017年9月,公司以1.715億元完成對蘇州艾福電子通訊有限公司70%股權的收購。艾福電子為中韓合資的通信射頻組件生產商,主要產品包括陶瓷介質濾波器等,當前的主要客戶包括中興、摩托羅拉、諾基亞等。通過此次收購,公司將正式進軍5G介質濾波器市場,有望提升公司原有濾波器業務的產品附加值,提高營收水平。

5G成中美通信行業角力焦點,國產化機遇與挑戰並存!

3.3.2. GaN有望成為未來5G PA首選材料

射頻功率放大器(PA)是無線發射機的核心部件,用以使無線信號具備足夠的發射功率向外輻射。2015年,北京建廣資本以18億美元完成對荷蘭恩智浦NXP旗下RF Power部門的收購併改組為安譜隆半導體(Ampleon),自此我國也具備了全球領先的功率放大器生產能力。功率放大器屬於半導體領域,具有較高的技術壁壘,由於5G基站發射功率的大幅增加,未來將顯著受益於5G網絡建設。

更大功率,5G基站功率放大器需求量將大幅增加。基於3GPP的規劃,我們預計工作在3.5GHz頻段的5G基站將工作將採用更高的發射功率,受基站內功率放大器尺寸要求和材料能量密度的限制,單個功率放大器將很難滿足要求。基於現有的解決方案,預計AAU內部將以每1通道放置1個功率放大器來實現最終200W的總髮射功率,單個通道功率放大器的最大發射功率會大幅度下降,但所需功率放大器數量會大幅上升,對尺寸和集成度的要求也會更高。

更高頻段,5G基站功率放大器將逐漸採用新工藝。目前基站用功率放大器主要採用基於硅的橫向擴散金屬氧化物半導體(LDMOS)技術。但是LDMOS技術僅適用於低頻段,在高頻應用領域存在侷限性:LDMOS功率放大器的帶寬會隨著頻率的增加而大幅減少,工作在3.5GHz頻段的LDMOS工藝功率放大器已接近門限,性能出現明顯下滑。考慮到未來5G商用頻段會向更高頻段逐漸上移,傳統的LDMOS製程將很難滿足性能要求。因此,預計在5G時代,LDMOS技術會逐漸被新興的氮化鎵(GaN)技術取代。GaN可以達到LDMOS原始功率密度的4倍,每單位面積可將功率提高4到6倍,也就是說,相同發射功率規格下,GaN裸片尺寸為LDMOS裸片尺寸的1/6至1/4。因此,相較於LDMOS,GaN具有更高功率密度特性,能夠實現更小器件封裝,滿足Massive MIMO和AAU技術下射頻前端高度集成的要求。基於以上分析,我們認為5G時代GaN有望成為未來5G 基站功率放大器的首選材料。

5G成中美通信行業角力焦點,國產化機遇與挑戰並存!

目前,國內功率放大器領域最好的公司為由北京建廣資本收購的恩智浦RF Power部門,即現今的安譜隆半導體公司。據ABI Research的統計,2015年Ampleon集團在射頻功率半導體行業的市場佔有率為24.1%,全球排名第二。此前,奧瑞德停牌公告擬收購該公司,但最終收購失敗,建議關注安普隆半導體公司未來的動向。

國內另一家值得重點關注的公司為上游GaN晶圓生產商三安光電。

隨著毫米波等高頻段技術的成熟,GaN作為主流技術將成為必然,化合物半導體相關產業鏈公司將深度受益。2015年6月,三安光電公告,國家集成電路產業投資基金(大基金)投資48.39億元入股三安光電(約佔9.07%股權),重點支持公司化合物半導體制造產業建設。在隨後公司的定增中大基金再次參與,據公司公告顯示,目前大基金持有三安光電上市公司的股權已經達到11.30%,成為公司第二大股東。公司是國家大基金重點扶持的化合物半導體制造企業,是國家在半導體制造領域取得戰略突破的重要佈局。2017年12月,三安光電公告投入333億元大力拓展化合物半導體,並已經建成全球領先的6寸GaAs/GaN生產線。預計5G建設期內,公司有望具備GaN射頻器件的製造能力,將全面受益5G網絡市場紅利。

3.3.3. PCB價值量巨增,高頻覆銅板CCL已掌握核心工藝

目前,我國已經成為了全球最大的印刷電路板(PCB)生產國,射頻印刷電路板在4G時代已基本實現自主可控。根據Prismark統計,2016年全球PCB產值為542億美元,其中中國佔比達到50.0%。隨著未來5G大規模天線(Massive MIMO)技術和有源天線(AAU)技術的廣泛引用,射頻前端內部價值量將進一步從天線轉移到搭載各射頻單元的PCB及覆銅板CCL上。

5G成中美通信行業角力焦點,國產化機遇與挑戰並存!

5G基站新架構,射頻通道數增加帶來印刷電路板PCB/高頻覆銅板CCL成倍增加。由於AAU設備的採用,5G時期單站電路板的數量相較4G時期會大幅提升。參考當前5G AAU設備的設計,預計每個AAU將包含3塊PCB:1個主板,1個射頻板和1個電源板。主板主要負責相關的數據處理。射頻板則是將64通道的收發信機、功率放大器、低噪聲放大器、濾波器等器件集成在同一PCB板上。電源板則負責給整個AAU設備供電。相對於4G基站,天線單元內部主要採用線纜連接的方式,不需要電路板,RRU內包括射頻板和電源板。因此相較於4G時期,5G基站單扇區的電路板價值量或將達到4G的3倍。

高頻+高集成度推升單板價格,5G印刷電路板/高頻覆銅板CCL價值上升。考慮到5G對天線系統的集成度提出了更高的要求,有源天線AAU內的射頻板需要在更小的尺寸內集成更多的組件。在這種情況下,為滿足隔離的需求,需要採用更多層的印刷電路板技術。另外,AAU射頻電路板相較於4G時期的尺寸也會更大,考慮到5G基站發射功率的提升,工作頻段也更高,因此5G的射頻電路板對於材料的散熱性能以及損耗性能也提出了更高的要求。綜合來看,層數增加,尺寸增大,材料要求提升,5G有源天線AAU對PCB板的價格相較4G時期會有一定幅度的上漲。

我國PCB廠商市佔率全球領先,且具備5G高頻PCB所需的先進工藝技術,有望加速我國5G產業化進程。全球通信用PCB參與者主要包括本土內資廠商深南電路和滬電股份、美資廠商TTM和臺資廠商先鋒通訊。深南電路通信用PCB收入佔營業總收入的50%以上,是華為2015年度優秀質量供應商(每年僅評選一家PCB供應商)、中興2015年度全球最佳合作伙伴(每年僅評選一家PCB供應商),同時獲得諾基亞2016年度最佳質量表現獎(每年從全球三千家供應商中挑選一家)。滬電股份主導產品是14~28層的通信板和汽車板,2017年通信板收入佔營業總收入的65%。目前,深南電路和滬電股份在通信板領域市佔率均達到30%左右,超過同行業其他競爭者。預計5G時代,兩大廠商仍將受益於本土設備商的帶動,市佔率有望進一步擴大。

5G成中美通信行業角力焦點,國產化機遇與挑戰並存!

生益科技有望在5G週期代表國產自主品牌,提升在高頻高速覆銅板領域的市場份額。PCB的原材料主要包括覆銅板(CCL)、半固化片(PP)和銅箔等。其中CCL專門用於生產PCB,並且在PCB原材料成本中佔比40%~70%。過去,印刷電路板所需的上游覆銅板主要進口自美日兩國,尤其是對於通信系統中的射頻電路板來說,由於移動通信工作的頻段較高,發射功率也比較大,因此對傳輸損耗和散熱性能的要求都很高,相應的對電路板的材料性能要求也比較高。隨著我國印刷電路板產業不斷的發展,上游覆銅板行業也在不斷取得突破,尤其是在高頻CCL領域,我國龍頭廠商生益科技技術不斷成熟,5G時代有望實現進口替代。

根據Prismark的統計,2016年生益科技全球市佔率達到11%,行業排名位列全球第二。生益科技是中國覆銅板品類規格最為齊全的公司,目前仍以生產各階FR-4(包括高Tg、無鉛無滷兼容產品)及CEM-1、CEM-3等複合材料覆銅板產品為主。公司目前擁有多個高頻、高速產品體系,例如S7439、S7136H(自主研發)和GF系列(與日本中興化成合作)等,市場佔有率也在穩步提升。2016年,公司投資設立江蘇特材,預計2017年下半年達產後將實現PTFE材料產能8.8萬平米/月。我們看好公司借5G東風,通過成本優勢獲得下游設備商(華為、中興)以及本土PCB加工龍頭廠商(深南電路和滬電)的推動,實現高頻/高速板材規模國產化量產替代。

5G成中美通信行業角力焦點,國產化機遇與挑戰並存!

3.4. 中頻和基帶單元國產替代突破在即

對於無線基站的中頻部分,目前通信系統主要器件基本依賴進口,國產元器件還未完全達到電信級性能指標需求。未來隨著半導體產業的崛起,我們預計將有逐步替代的機會。目前,華為海思已經全面佈局中頻芯片領域,在數字/模擬轉換器(DAC),模擬/數字轉換器(ADC)等領域已有所突破。上市公司層面建議關注在高速ADC/DAC取得突破的上海貝嶺,以及航天電子旗下的時代民芯。除此之外,中國振華電子集團旗下的雲芯微電子、中科院微電子所等企業或機構也已在ADC/DAC芯片領域取得突破,值得持續關注。

對於無線基站的基帶部分,目前國內兩大設備商華為和中興都可以實現自給的調制解調器,但涉及到的處理芯片,包括FPGA、CPU和DSP等主要進口自美國。對於FPGA來說,最大的優勢是可以通過編程實現不同的功能電路,因此在初期需要藉助FPGA通過編程優化網絡設備,但當功能穩定後可以通過ASIC進行替代。目前,華為海思等企業已實現自研的ASIC芯片商用。

4. 投資建議

4.1. 生益科技:國內 CCL 龍頭廠商, 5G 高頻材料引領發展新空間

公司穩居覆銅板產業全球TOP2:公司業務以覆銅板(CCL)及粘結片生產為主。根據Prismark統計(收入口徑),公司自2013年開始穩居剛性覆銅板產業世界第二,並與第一位建滔的差距逐步縮小。2016年,公司擁有粘結片產能8322萬米和覆銅板產能7067萬方(其中撓性板829萬方)。我們預測:隨著2018-2020年公司松山湖、陝西產線擴產以及九江廠一期、生益特材建成投產,公司的覆銅板總產能有望突破1億平方米/年。

5G對覆銅板高頻高速性能要求大增,國內廠商亟需取得突破。在5G時代,無線信號不斷向高頻段延伸,通道數及數據處理量大幅增加,未來高頻(天線用)高速(IDC/基站用)材料需求預期大幅增長。目前主流高頻產品是通過使用聚四氟乙烯(PTFE)及碳氫化合物樹脂材料工藝實現,羅傑斯佔據了聚四氟乙烯(PTFE)領域50%以上的市場份額,其餘被Park/Nelco、Isola等美日廠商佔據。5G引入Massive MIMO(大規模天線陣列),天線產值的2/3或將轉移至PCB板上,而CCL是PCB板的基材。我們預估用於5G基站天線的高頻覆銅板量將是4G的10倍以上。

生益高頻/高速板材羽翼漸豐,5G週期有望率先實現規模國產化。生益有望在5G週期代表國產自主品牌,提升在高頻高速覆銅板領域的市場份額。根據Prismark統計,生益是中國覆銅板品類規格最為齊全的公司,但目前仍以生產各階FR-4(包括高Tg、無鉛無滷兼容產品)及CEM-1、CEM-3等複合材料覆銅板產品為主。公司目前擁有多個高頻、高速產品體系,例如S7439、S7136H(自主)和GF系列(與日本中興化成合作)等,但市場佔有率較低。2016年,公司投資設立江蘇特材,預計達產後將實現PTFE 材料產能8.8萬方/月。在5G週期,我們看好公司通過成本優勢,獲得下游設備商(華為、中興)以及本土PCB加工龍頭廠商(深南電路和滬電)的推動,實現高頻/高速板材規模國產化。

5G高頻高速覆銅板佔比提升,看好公司毛利率進一步改善。覆銅板行業的上游原料主要包括銅箔、玻纖布及樹脂,覆銅板龍頭公司對原材料的成本轉嫁能力較強,上一輪原材料的漲價伴隨著覆銅板業務毛利提高。我們預期未來隨著環保督察制及供給側改革持續,銅箔和覆銅板仍有進一步提價可能。另外,隨著5G材料需求向高頻化、高速化、無鹵化、高Tg發展,生益有望最先實現突破。預計未來公司產品結構中PTFE及碳氫化合物樹脂類材料的佔比將逐步提高,看好公司毛利率向羅傑斯、TACONIC等國外巨頭看齊。

投資建議:我們預計公司2018 ~2020年的收入分別為112.89億元(+5.0%)、154.73億元(+37.1%)和195.13億元(+26.1%),歸屬上市公司股東的淨利潤分別為13.36億元(+23.3%)、15.96億元(+19.4%)和20.07億元(+25.8%),對應EPS分別為0.63元、0.76元和0.96元,對應PE分別為15倍、12倍和10倍。考慮到5G高頻材料十餘倍的增長空間以及公司市佔率的大概率提升,我們給予公司2018年動態PE 18倍的合理估值,六個月目標價11.34元,維持“買入-A”投資評級。

風險提示:覆銅板行業競爭加劇,5G下游需求不及預期。

4.2. 飛榮達:5G 天線新龍頭,電磁屏蔽、 導熱材料、天線振子“三箭齊發”

“材料+後加工”一體化的電磁屏蔽和導熱材料及器件龍頭廠商。公司作為國內少數的電磁屏蔽和導熱材料一體化解決方案服務商,產品體系豐富,廣泛應用於通信設備、手機終端、計算機、數據中心、汽車電子等領域,直接客戶包括華為、中興、諾基亞、聯想、思科、微軟等,間接客戶有蘋果、三星、OPPO、VIVO等。公司還在陸續拓展新客戶,已經通過三星、Facebook的材料認證。

背靠華為,不斷拓寬產品線,從傳統電磁屏蔽和導熱材料到5G天線振子,將充分受益於5G大機遇。華為是公司第一大客戶,1997年公司通過薄膜開關產品打入華為,伴隨華為的高速成長,不斷拓寬產品線。隨著5G的到來,基站密度加大、手機終端升級、物聯網終端普及,都將會帶來電磁屏蔽和導熱材料、天線振子需求的大幅增加,公司將是5G上游組件市場的直接受益者。

創新開發出全新一代塑料天線振子,技術領先。天線振子用於導向和放大電磁波,是基站天線的核心器件,5G時代Massive MIMO(大規模天線陣列)技術的應用,單面天線的振子數量將會從4G最多16個大幅增加至64、125甚至256個,原有鑄造工藝、鈑金工藝的天線振子因重量和體積大將不能滿足要求,公司與5G基站主流設備商緊密合作,創新開發出全新一代塑料天線振子,工藝與4G完全不同,具有獨特技術優勢,未來有望成為新的業務增長點。

公司電磁屏蔽和導熱材料傳統業務步入快速發展期,IPO募投產能釋放,帶動業績大幅提升。公司電磁屏蔽和導熱材料廣泛應用於通信設備、消費電子、數據中心、汽車電子等領域,下游需求旺盛,IPO募投項目建成後,預計未來產能將增加1倍,有望帶動業績大幅提升,傳統業務步入快速發展期。

人才儲備充足,股權激勵落地,未來發展動力強勁。公司具有國際領先的行業人才儲備,近日完成了除高管外的64名中層管理人員和核心技術人員的限制性股票授予,上下同心,未來發展動力強勁。

投資建議:我們預計公司2018年~2020年的收入分別為14.9億元(+43.5%)、25.6億元(+72.0%)、37.1億元(+45.1%),歸屬於上市公司股東的淨利潤分別為1.85億元(+70.9%)、3.20億元(+73.4%)、4.92億元(+53.6%),對應EPS分別為0.91元、1.57元、2.42元,對應PE分別為38倍、22倍、14倍。考慮到5G新週期的到來將拉動下游需求,公司電磁屏蔽和導熱材料業務步入快速發展期,5G天線振子將帶來業績高彈性,維持“買入-A”評級,6個月目標價為36.30元,對應2018年動態PE 40倍。


分享到:


相關文章: