5G时代，一部手机可能就需要16颗PA（功率放大器）芯片，也需要更多的基站、大规模天线（MassiveMIMO）、滤波器等。手机对芯片的集成度及功耗的要求高，在手机芯片上实现完全国产化的难度远高于基站芯片。目前海思在基带芯片上已经接近高通等的全球一流水平，但在功率放大器、滤波器、开关等射频器件上相对薄弱。除了美国企业以外，日本的村田、台湾的稳懋等在射频行业里占有重要地位，国际合作与国产化（卓胜微、唯捷创芯、汉天下）相结合可能是解决芯片瓶颈比较合理的手段。

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半导体（基带/射频前端）：基带、射频前端是5G升级核心部件

射频前端系统（RF-front-end），基带芯片（Baseband）等半导体器件是5G手机升级的核心部件，射频前端系统负责信号放大、筛选及收发，基带芯片负责信号编解码，5G时代大带宽、高传输速率、高频化等特性也对上述器件提出更高要求。

►前端射频系统上，5G的到来将意味着更大的带宽及传输速率，将推动滤波器、开关数量的增加及包括功率放大器在内的器件性能升级，模块化趋势也将更加显著。

►基带芯片上，不同场景下处理器必须具备不同特性，以便支持eMMB、uRLLC与mMTC等不同的5G应用，因此基带芯片的架构设计难度进一步提升，与4G有较大不同。

同时值得关注的是，5G时代基带芯片也可能与射频前端进一步整合，主要来自于5G终端信号传输损耗、空间设计、功耗、测试时程等挑战，高通等基带芯片大厂也开始利用自己的核心地位，向射频前端等环节延伸，整合成为微小化单一模组。

基带芯片：分离式外挂到SoC，5GSoC2H19发布

基带芯片是指用来合成即将发射的基带信号，或对接收到的基带信号进行解码的芯片。具体地说，就是发射时，把语音或其他数据信号编码成用来发射的基带码；接收时，把收到的基带码解码为语音或其他数据信号，它主要完成通信终端的信息处理功能。基带芯片主要处理2G/3G/4G/5G等多种通信协议，对基带信号进行调制或解调。基目前有两种形式的基带芯片：一种是和AP集成在Soc中，代表厂商有高通、华为、三星等；另一种是独立基带芯片，代表厂商有高通和Intel等。

4G时代初期，应用处理器与基带芯片是分离的。这种外挂方式在当时出现不协调的情况，导致手机信号不稳定时有发生。高通率先实现将应用处理器与基带芯片放在一起设计，实现了处理器与基带芯片的集成化。随后，海思麒麟，三星、联发科也随之实现了应用处理器与基带芯片的集成化。可以说，安卓阵营在4G时代都采用的是SOC的方案。苹果作为智能终端设备的生产商，虽然能设计出性能优秀的A系列处理器，但是在通信领域技术积累有限，只能采用高通外挂基带的方案。

智能手机经过数年的发展，从大屏时代走向全面屏时代，手机功能日益完善，手机内部净空间也受到了压缩。5G时代，在手机内部净空间受到进一步压缩的情况下，若采用基带外挂的方案，手机内部设计难度将会提升。同时，基带外挂分离，相关的电路与电源芯片也要增加，手机内部功耗增加。

基于以上两大因素，目前各大主流手机厂商的5G手机均采用SoC+5G外挂基带芯片的设计，可支持Sub-6G的5G网络，这得益于分离式5G基带芯片技术的成熟，如高通的SnapdragonX50/X55、华为Balong5000、三星Exynos5100、联发科HelioM70、紫光展锐MakaluIvy510等，这些芯片已能够应用在如小米MIX3、华为MateX、三星S105G版等旗舰机上。但外挂式5G基带相对于集成5G基带有着占用手机设计空间、发热、耗电、信号受影响的缺点，加上5G网络目前并未大规模商用，对2019年手机整体销量的推动依然有限。

5GSoC将在2H19发布，明年上半年将有大量产品推出市场：高通和联发科均计划在年底前推出5G的基带/AP一体的SoC芯片产品，公司均预计1H20搭载其SoC的第一代产品将得到主流厂商的大量应用，从而推出市场。而与高通和解后，苹果预计也将在2020年下半年推出5GiPhone。考虑到各国5G网络部署工作还刚刚开始，因此我们预计5G手机的大规模出货要等到2020年上半年才能实现。

从OEM侧来看，iPhone在目前采用自研的A12芯片+英特尔/高通的外挂基带芯片，但随着英特尔退出5G基带市场，加上苹果与高通和解，在2020年苹果或许会调整基带供应商。三星目前拥有自研SoC产品，也发布了5G外挂基带芯片Exynos5100，在部分机型采用外采。华为在旗舰机上主要采用自研芯片麒麟系列SoC，同时拥有5G外挂基带芯片Balong5000，在非主力机型上外采芯片。小米、Oppo和Vivo均没有自研芯片能力，主要依靠外采高通和联发科芯片。此外，高通在通讯领域的专利使其可以为每部手机收取专利费。

根据StrategicAnalytics数据，2018年全球基带蜂窝基带处理器市场规模达215亿美元，其中高通市占率第一，市场份额接近50%。尽管智能手机出货量近期下滑拖累基带芯片市场规模扩张，但我们仍然认为，未来5G的终端普及为基带芯片带来成长空间，预计2023年全球基带处理器市场规模将成长至328亿美元，年化成长8.2%。

射频前端：5G时代滤波器、PA、开关用量大幅提升

射频前端（Radiofrequencyfront-end）主要作用是信号放大、筛选及收发。随着通信3G、4G，再到4.5G通信标准的演进，手机所支持的通信频点增多，可同时通信的通道增多，带宽变大，均推动手机射频前端价格上涨。以iPhone手机为例，在2010年其射频前端的单价仅为5美元左右。到2017年，iPhone的射频前端单价上涨至25美金左右，占整机成本比例也上升至10%（统计样本不含搭载OLED全面屏的iPhoneX）。

5G时代频段数量将再次提升，根据Skyworks，3G时代终端约覆盖5个频段，4G时代上升为20个频段，5G时代可能超过40个频段，推动射频前端价值量提升。

据专业机构测算5G手机射频前端单机价值量将从4G时代的13美金倍增至27美金，市场规模也将从2017年的134亿美元成长至2023年的284亿美元，年化成长13.3%。其中手机滤波器、PA及射频开关市场分别从2017年的62/37/24亿美元增长至2023年136/78/53亿美元，复合增速分别为13%/14%/14%。具体来看：

• 滤波器：用量大幅提升，BAW滤波器成为主流。手机频段增加，叠加WIFI、蓝牙和导航系统，单机滤波器的用量达到50只以上。以单只滤波器价格0.2-0.25美元估算，单个手机中滤波器的成本将达13美元。滤波器主要包括SAW（声表面波滤波器）和BAW（声体波滤波器）。两者均基于压电效应通过电-声-电的转换达到滤波效果。SAW滤波器2G、3G、4G已广泛应用，一般工作在2.5GHz以下频段，而BAW滤波器一般工作在1.5GHz~6.0GHz，最高可以工作在10GHz以上，在高频通信中应用更为适合，另外相比SAW温漂较低。
• PA（功率放大器）：手机PA随着天线的数量增多而增多：随着通讯频段提升，手机PA用量在2G、3G、4G时代不断提升，分别为1颗、4颗和6-7颗，5G时代需要多颗PA组成发射通道，单机用量可能提升至16颗，ASP也从3-4美元提升至7-8美元。GaAs仍是主流，GaN在毫米波频段可能得到应用。
• 射频开关：5G通道数提升带动射频开关市场容量增长：射频开关是指可对射频信号通路进行导通和截止的射频控制元件。其性能指标主要是隔离度、工作带宽、插入损耗、开关时间、功率容量、使用寿命等。类似于滤波器的需求提升，5G因为频段的增加将带来通道数的提升，进而推动开关市场的容量增长。

国产化替代进程：滤波器拥有一定实力、PA仍需向高端拓展

在中美贸易摩擦背景下，中国企业在基带及射频前端的能力受到关注，我们认为对于数字部分，华为海思（未上市）及紫光展锐（未上市）均有技术领先的产品推出，已经实现对基带芯片及应用处理器的国产替代。而模拟部分来看，射频开关（卓胜微、紫光展锐）、滤波器（麦捷科技、德清华莹）、功率放大器（紫光展锐、唯捷创芯、汉天下、慧智微、飞骧科技）、数模转换（圣邦股份）、电源管理（圣邦股份）等产品上虽然大陆公司已经实现产业链切入，但高端产品仍然空缺，对海外供应链仍存在较大依赖。光芯片方面，光迅科技已有较强的VCSEL设计能力储备，但并未进入消费级市场。

具体来看：

1）在手机基带芯片上，我国已有“自主可控”实力。

►目前华为海思的基带芯片已经达到全球领先水平，并广泛运用于华为手机，即将上市的Kirin985芯片还有望成为全球首款集成5G基带的手机SoC。

►此外，紫光展锐也同样拥有自研基带能力，产品外销印度及欧洲市场。2019年2月公司发布了首款5G基带春藤（MakaluIvy）510。

2）滤波器方面，尽管Murata/RF360（TDK和高通合资公司）占据了绝大多数SAW的市场份额，BAW/FBAR基本被Broadcom及Qorvo垄断，但中国企业也通过不断的技术创新提升技术实力。

►麦捷科技（300319.SZ）通过与中电26所展开技术合作及募投项目获得资金支持，于2015年开始研发SAW滤波器，2017年实现批量生产，目前已进入华为产品线。

►德清华莹（信维通信持股19.5%子公司）同中电55所合作，是国内早期自主研发SAW的企业之一，目前具有月产SAW滤波器8000万颗的能力。

但是，整体来看国内厂商的SAW元件生产量仍然只能占到全球的低个位数，且BAW方面相关技术仍然空缺。BAW是AVAGO一直持续工程化的结果，从材料到设计都有着较高技术门槛和经验累积，而且量产一致性是最大的难题。

3）PA设计方面，国内公司已逐渐掌握了GaAsPA技术，及CMOSPA技术。

►华为海思（Hisilicon，未上市）从今年起将为华为手机提供自行设计的PA，我们认为2019年内华为手机将实现近50%的PA自主替代，2020年自供产品占比有望进一步上升。台湾化合物半导体代工龙头稳懋（WinSemi，3105TT）将成为华为PA的代工厂商，海思预计今年整体的出货量会在5,000万颗左右，占稳懋营收比例有望达到双位数，逐步摆脱对于Skyworks和Qorvo的依赖。

►紫光展锐（UNISOC，未上市）前身锐迪科是国内较早实现自主设计GSMCMOSPA的厂商。目前拥有2G/3G/4GPA产品销售。同时紫光展锐也是大陆唯一一家实现射频前端产品线全覆盖的本土公司。

►中科汉天下（HunterSun，未上市）是国内领先的射频前端芯片/射频SoC供应商，每年芯片出货量达7亿颗，公司生产的PA已经成为2G功能机和智能机的首选射频功放，同时也提供3G/4GLTEPA产品。诺基亚、三星均为汉天下客户。

►唯捷创芯（Vanchip，未上市）是中国本土成立较早的射频IC设计公司，由前RFMD人员创立，以主流的GaAs工艺切入射频PA市场，目前已进入华为、小米手机供应链，4GPA出货量排名国内厂商第一。今年获得联发科子公司4000万美元增资。公司于2018年还与中国移动签署了合作备忘录，计划于今年内发布首款在3.3GHz-3.6GHz频段支持高功率用户设备的5G射频前端模组。

►飞骧科技（LansusTechnologies，未上市）深耕PA等射频IC领域，拥有多年射频产品的开发和销售经验，已经成长为国内一流的射频芯片厂商。公司2018年与中国移动签订“5G终端先行者计划”合作备忘录，已经在3.5GHz/4.5GHz两个特定频段展开独立PA及射频前端模块研究。

►慧智微（SmarterMicro，未上市）是领先的高性能微波射频前端芯片提供商，基于可重构技术平台，推出面向4G/5G的NB-IoT系列射频前端芯片。2018年可重构PA实现数千万级别规模出货，应用于360/联想等品牌手机。

►宜确半导体（EtraSemi，未上市）是国内无线通讯射频前端领域的创新者，2019年5月发布了滤波器模块产品TR963/TR965。滤波器采用SAW工艺制造，并采用自行研发的EWLAP-2TM晶圆级封装，可广泛用于4G/5G移动终端，目前已经给多个平台厂商、客户合作伙伴进行了送样。

综上所述，国内厂商目前已经拥有2G/3G/4GPA设计能力，部分厂商也拥有集成化的射频前端模块产品，但较高端的4GPA出货量还远不及海外龙头企业，打开市场需要时间，国内厂商主要市场份额还集中在2G/3G低端PA上。随着5G终端开始出现，为了满足更高性能及节省空间，头部厂商Skyworks、Qorvo等将PA同基带、开关等芯片绑定销售，或以射频前端模块形式整合以提升竞争力，整体射频前端部分集成度不断提高是发展趋势，国内厂商面临挑战依然严峻。

制造方面，三安光电（600703.SH）子公司三安集成已拥有较高良率的GaAsPA代工能力，产线为6寸。SOI工艺上，中芯国际（0981.HK）有相关工艺平台。

4）射频开关方面，卓胜微（300782.SZ）是国内最大的开关供应商，已经实现三星、小米、VIVO等大客户的全面切入，年销售额近1亿美元。此外紫光展锐射频产品线也是三星供应商，开关产品外销韩国，但出货量略低。开关方面中国厂商的行业地位整体来看优于滤波器及功放，但企业数量较少。

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