5G 射频前端：整体高增长，不同器件增长具有结构性。

①全球射频前端市场将由2017 年的151 亿美元，增加到2023 年的352 亿美元，年复合增速高达14%。

②不同器件增加具有结构性：滤波器>LNA/开关/调谐>PA；

③射频前端单机价值量测算：4G 高端机旗舰机目前射频前端ASP 是12-20 美元。5G 智能手机的射频成本最初很高，按目前价格，5G sub 6 的2T4R 旗舰机射频前端ASP 将高达37 美金，预计到2020 年年中中高端手机有望降到28 美金，到2020 年底或2021 年，5G 渗透率持续下沉，射频前端ASP有望降到20 美元出头。

国联万众 | 智芯研报

元件数量+复杂度大增，市场空间翻倍增长

全球射频前端市场空间到 2022 年将超 300 亿美元，复合增速高达 14%。正如我们前一章讨论的，5G 技术的升级和变化带来射频前端行器件数量和价值量的提升，全球射频前端市场将由 2017 年的 151 亿美元，增加到 2023 年的352 亿美元，年复合增速高达 14%。

结构性：滤波器>LNA/开关/调谐>PA

射频前端价值量增长具有结构性，滤波器、开关等未来增速最快。射频前端器件虽然整体是高增长的，但是不同的射频前端器件增长也是结构性的。其 中滤波器由于跟频段数相关，增加频段就要增加滤波器，因此滤波器未来几年 复合增速高达 19%，而 PA 由于是化合物半导体工艺，带宽较宽，因此可以多 个频段共用一个 PA，数量上增速相对缓慢。

1、滤波器：增速最快，贡献了射频前端70%的增量

声学滤波器 SAW 和 BAW 滤波器目前是主流，SAW成本低占据 73%市场， BAW 更高频率。手机端的滤波器主要以声学滤波器为主，包括 SAW，TCSAW（温度性能改进的SAW）， BAW/FBAR 等。在 SAW 和 BAW 之间，成本 和高频性能是两个主要参考因素， BAW 因为在高频下具有更好的隔离度和插损，因此高频性能较好，SAW 由于成本更低价格更便宜，目前仍然占据滤波器 市场的大部分，根据 Resonant 的预测数据，SAW 滤波器目前占终端滤波器市 场高达 73%。

Avago 等美系厂商占比 90%以上 BAW 的市场，SAW 则由村田为代表的 日系厂商主导。在供应格局方面，BAW 滤波器领域 Avago 是龙头，市占率 60% 左右，其次是 Qorvo 占比30%。而 SAW 滤波器领域，村田是龙头占据了 50% 的份额，另外两家日本供应商 Taiyo Yuden 和 TDK紧随其后。

5G sub 6G增量：sub 6G主要以 LTCC和 BAW 为主要的增量。5G新频段有两个特点，一个频率更高，另一个带宽更宽，因此对于 5G 新增滤波器，BAW / FBAR 滤波器可以处理高达 6GHz 的频率，具有低损耗特性，带外抑制 好，适用于相邻的频谱之间的滤波。而传统的声学滤波器目前不适应极宽的带宽，需要更宽带宽的情况下 LTCC滤波器将会是选择方案。

核心驱动：CA+频段增加，滤波器用量跟频段线性相关，一个频段对应至 少 1-2 个以上的滤波器。滤波器不论从数量和价值量上来看都是增长最快的。①从价值量上来看，滤波器增长强劲，双工器和多工器占比提升，整个滤波器价值量将由 2018 年的 92 亿美金增加到 2025 年的 280 亿美金，2025年将占 射频市场的 70%。②从量上来看，增长也非常快，出货量将占 2025 年射频市 场的 72%。

5G 毫米波增量：IPD 和陶瓷滤波器将可能会是选择。Skyworks 在其 5G 白皮书中有提到类似观点，并不认为声学滤波器也可以解决毫米波的问题，将无源器件集成到硅，玻璃或陶瓷衬底中的 IPD（集成无源器件）滤波器将会是 选择。

2、PA：整体增长相对平缓

PA 数量增加有限，价值量有提升。PA 主要是对发射的射频信号进行功率 放大，因此 5G 增加信号发射链路就需要增加 PA，但是因为 PA 带宽较宽，可 以多个频段共用，比如采用多模多频的 PA，因此，①从量上来看，PA 没有什 么增长，主要多模多频 PA 的整合程度提高以及低端手机市场（2G 手机）的减 少。②整体价值量有一定增长，因为多模多频 PA 价值量更高，PA 的价值量将 由 2018 年的44.5 亿美金增加到 2022年的 50 亿美金。

Skyworks，Avago，Qorvo 是 PA 的三大玩家。PA 是属于射频前端中的有源器件，设计制造难度较大，目前 skyworks 是全球第一大供应商，Avago和 Qorvo 位列二三，三家公司占据了全球手机 PA 市场的 80-90％，成为寡头垄断。

GaAs 将仍然是高端 PA 的首选技术，毫米波可能采用 SOI PA。

目前砷化 镓 PA 依然是主流，随着 LTE Pro 和 5G Sub 6G的要求的提升，GaAs 渗透率 也将提升。虽然 CMOS PA 越来越成熟并有集成的优势但是因为参数性能的影响，它只适用于低端市场，而毫米波可能会采用 SOI PA。

5G 对 PA提出了新的要求。为了支持 5G Sub 6G 新技术，需要新增超高 频的 PA，比如 2T4R 中 2x2 的上行 MIMO就需要增加额外的 PA，5G 更大的 带宽对 PA 提出了新的功耗要求，同时需要更高的线性度，PA 的功耗控制，结 构封装中的热管理也变得更加重要。

3、开关：快速增长，SOI 是首选技术

手机中天线开关用量非常多，种类也很多，按结构可以分为单刀双掷，单 刀多掷，多刀多掷开关，按用途可以分为 Tx-Rx 开关，Atenna Cross 开关， Rx开关等。

射频开关将迎来强劲的增长，无论是仅用于 Rx还是用于 Rx / Tx。

不论是 价值量和数量，射频开关都将迎来高增长，全球射频开关市场空间将由2018 年的 14.5 亿美金增加到 2025 年 23 亿美金，其中 Rx / Tx 开关的增长将来自 MIMO 的分集天线处的 Tx使用和由于CA和更多频段带来的天线切换数增加。

SOI 仍然是射频开关的首选技术，RFMEMS 技术将进入高端天线开关市场。从技术上来看，目前 SOI 仍然是射频开关的首选技术，由于 Bulk-CMOS 为了可能会逐渐退出市场，而 RF MEMS 技术将在 2019 年开始渗透，并在高 端天线开关市场稳步增长。

4、天线调谐：随着天线数量和复杂度提升高速增长

天线设计挑战增多，天线调谐用量增加。①4G 时代由于全面屏的推广， 摄像头增多等，使得天线净空变小，天线设计难度增长效率变低，需要越来越 多的调谐开关提升天线性能。②5G 给天线设计带来更多的挑战，从 4G 开始到 现在的 5G，MIMO 逐渐增加，频段也越来越多，这就带来天线的增加，在 Sub-6Ghz 的时候，需要 8 到10 个天线，但到了毫米波时代，手机天线会增加 到 10 到12 根甚至更多，在天线数量增加的同时，留给天线的空间却越来越小， 需要类似孔径调谐（ApertureTuning）、阻抗调谐(Impedance Matching)和更 小的天线解决方案和低损耗的调谐来解决。

天线调谐用量快速增长。随着 5G 4x4 MIMO 和 8x8 MIMO 架构带来的更 多的天线数量和天线设计难度增加，天线调谐开关用量快速增加，需要更多的 孔径调谐提升天线带宽，更多的阻抗调谐提升天线辐射效率。天线调谐开关市场将从 2018 年的 4.5 亿美金增加到 2025 年的 12.3 亿美金。目前孔径调谐器 占总体积的 75％以上，但阻抗调谐市场将迅速增长，2025 年将占整个天线调 谐开关市场的 70％。

天线调谐开关技术路径 SOI 是主流，RFMEMS 份额也将逐渐提升。SOI 是主流技术，被 Qorvo（Qorvo 占目前调谐市场 70%）和Skyworks 等大厂商 所使用。Cavendish Kinetics（CK）等厂商的 RF MEMS 工艺损耗非常低，获 得市场认可，份额也在逐渐提升。

5、LNA：随着接收通路增加稳定增长

LNA 市场将稳步增长，特别是因为新增了接收通路。LNA 主要是用于接收信号时进行小信号放大，以便降低到收发器的线路上的 SNR。3G/4G 时，有部分 LNA 是集成在射频收发里面的，没有单独的 LNA，因此 LNA 市场空间较小， 2017 年开始快速增长，由于 LTE Adv Pro 和 5G Sub-6 GHz更严高的要求，主 频段通信被要求具有 LNA。

LNA 目前以 SiGe 为主，长期来看，特别是毫米波，基于 SOI 的 LNA 将 成为主流。目前iPhone 等主流手机上的 LNA主要来自英飞凌和Skyworks，并 且由 SiGe 制成， SOI LNA由于良好的性能和更低的成本，并且更好整合，将有可能成本 LNA 的趋势，特别是毫米波。SOI LNA 与 SOI 开关的模组已于 2017 年开始使用。

5G 手机射频前端半导体价值量拆分以及测算

▌5G 射频端变化

• 5G 新增上行 4X4 的 MIMO 需要增加至少 4 根天线，相应的天线调谐 开关和其他开关数量增加。接收分集模块会增加。
• 更多的频段，更多的 CA 需要更多的开关，合路器，多工器（滤波器）。
• 5G Sub 6G 还需要 1 个或 2 个超高频的 PAMiD 模块（例如，支持 n77 / n78 和 n79，n41需要额外的一个），DRx（接收分集模块）和 其他一些开关、调谐等在 1T4R 的情况下也需要增加。在 2T4R 的情 况下，需要再添加一组 6GHz以下的超高频的 PAMiD 模块。
• 对于毫米波（mmWave），一般需要3-4 个 mmWave 模块。
• 滤波器，开关和天线的数量也将增加。

4G 高端机和旗舰机目前射频前端价值量是 12-20 美元。据 Gartner 的数 据，4G 高端手机射频前端价值量约 12.5 美元，4G 旗舰级的射频前端价值量约 为 19.2 美元，LTE旗舰/高端智能手机的 RF 前端美元总内容约为 12-20 美元

5G 智能手机的射频成本最初很高，明年有望降到 30 美金以下。

5G 射频 前端初期价格很高，按目前价格，5G sub 6 的 2T4R 旗舰机，射频前端价值量 将高达 37 美金，根据测算，2020 年年中中高端手机有望降到 28 美金，到 2020 年底或2021 年，5G 渗透率持续下沉，射频前端价值量有望降到20 美元 出头。

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