萨那

东北电子电子行业年中期策略国

发布时间:2021/9/2 12:42:54   点击数:

报告摘要

■电子板块回暖,半导体领涨。进入年以来,电子板块回暖明显。根据申万一级行业指数,电子板块近半年涨幅为9.4%,排名所有申万一级行业中第8;而近三个月涨幅为22.2%,在申万一级行业中排名第3;近一个月涨幅为13.8%,在申万一级行业中排名第2。根据申万二级行业指数,半导体板块近半年涨幅为27.4%,在申万二级行业中排名第4;近三月涨幅46.8%,在申万二级行业中排名第3;近一月涨幅26.4%,在申万二级行业中排名第1,强势领涨。

■需求端:5G渗透率提升、新终端(AR/VR)起量、汽车智慧化、华为鸿蒙,四大增量带动消费电子多方面成长。5G加速普及,射频前端需求与价值不断增加;AR、VR新终端出现,拓展了5G的功能与场景,有望带动电子板块重履手机端发展同样或相似的增长路径;汽车智能化是大势所趋,ADAS渗透率快速提升,车载传感端市场规模迅速扩大,光学、元器件等将有望伴随汽车智慧化而持续成长;华为鸿蒙推出,有望凭借其深厚的品牌积淀与 技术,催化AIOT市场统一规范,打通全连接场景,加速AIOT各终端协同效应的释放。

■供给端:全球半导体、被动元件等产能因疫情或天灾而饱受限制,我国“内循环为主+国际国内双循环”战略优势凸显,大陆半导体、被动元件将充分受益于国产替代加速。被动元件行业由日韩台厂商主导,贸易摩擦、疫情催生国产替代诉求;半导体方面,我国在产业链上游端(材料、设备)渗透率极低。在下游环节,晶圆环节与设计、封测环节份额不匹配。随着大基金二期逐步开启,国内晶圆、存储厂持续扩产,将带动设备、材料环节持续上量。而AIOT市场需求的强劲,也将回馈芯片设计企业,我国有望孵化出一批具有国际竞争力的 芯片设计公司。

■风险提示:外部环境紧张 持续加剧;国内自主可控推进不达预期

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板块回溯:电子板块上升趋势明显,半导体涨幅领跑

1.1需求端持续旺盛,供给端饱受限制,电子版景气度保持高企

AIOT需求旺盛,海外天灾与疫情持续影响产能供给,强势推动电子板块回暖。进入年,随着技术进步,AIOT终端开启了新的时代。智慧物联、鸿蒙、5G、WiFi6等概念和技术,带动了新硬件的发展。供给上,今年2月,日本地震、美国德州雪灾,导致被动元件与半导体供给受到影响。3月,日本瑞萨那珂工厂发生火宅,再度刺激本就紧张的全球元器件供给。5月以来,东南亚、台湾疫情反复,而其作为封测和功率器件的重镇,导致全球供给端再度受影响。需求端持续旺盛,而供给端饱受各种限制,催化半导体、被动元件、甚至电子板块景气度持续高企,电子板块行情强势回暖。

电子板块回暖明显,近一月涨幅排名大幅提升。进入年以来,电子板块回暖明显。根据申万一级行业指数,电子板块近半年涨幅为9.4%,排名所有申万一级行业中第8;而近三个月涨幅为22.2%,在申万一级行业中排名第3;近一个月涨幅为13.8%,在申万一级行业中排名第2。

国产替代叠加供给端紧张,带动半导体板块强势领涨。根据申万二级行业指数,半导体板块近半年涨幅为27.4%,在申万二级行业中排名第4;近三月涨幅46.8%,在申万二级行业中排名第3;近一月涨幅26.4%,在申万二级行业中排名第1,强势领涨。

1.2供需两端变化,细分板块增长逻辑依旧强劲

需求端:5G渗透率提升、新终端(AR/VR)起量、汽车智慧化、华为鸿蒙,四大增量带动消费电子多方面成长。5G加速普及,射频前端需求与价值不断增加;新的重要终端出现,如AR、VR,拓展了5G的功能与场景,有望带动电子板块重履手机端发展同样或相似的增长路径;汽车智能化是大势所趋,ADAS渗透率快速提升,车载传感端市场规模迅速扩大,光学、元器件等将有望伴随汽车智慧化而持续成长;华为鸿蒙推出,有望凭借其深厚的品牌积淀与 技术,催化AIOT市场统一规范,打通全连接场景,加速AIOT各终端协同效应的释放。

供给端:全球半导体、被动元件等产能因疫情或天灾而饱受限制,我国“内循环为主+国际国内双循环”战略优势凸显,大陆半导体、被动元件将充分受益于国产替代加速。被动元件行业由日韩台厂商主导,贸易摩擦、疫情催生国产替代诉求,我国被动元件企业将迎来发展黄金期;半导体方面,我国在产业链上游端(材料、设备)渗透率极低,下游环节(设计、晶圆、封测)产业结构比重不合理:晶圆环节份额低,与设计、封测环节份额不匹配。随着大基金二期逐步开启,国内晶圆、存储厂持续扩产,将带动设备、材料环节持续上量。而AIOT市场需求的强劲,也将回馈芯片设计企业,我国有望孵化出一批具有国际竞争力的 芯片设计公司。

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消费电子:看好5G手机创新、智能可穿戴景气度上行

2.15G加速普及,射频前端需求与价值不断增加

射频前端芯片市场规模主要受移动终端需求的驱动和通信技术创新的驱动。根据YoleDevelopment的预测,5G在高端智能手机领域的普及率将会进一步提高,5G手机出货量呈现不断增长的发展趋势。到年,5G手机出货量将达到8.04亿部,占市场份额的54%,从年到年,5G手机出货量年均复合增长率将达到30%。终端消费者对移动智能终端需求大幅上升的主要原因是移动智能终端已经成为集丰富功能于一体的便携设备,通过操作系统以及各种应用软件可以满足终端用户网络视频通信、微博社交、新闻资讯、生活服务、线上游戏等绝大多数需求。高速率、低时延、大带宽的5G终端将进一步满足用户的互联网需求,带动新一轮的换机潮。在各种网络需求的刺激下,消费者的移动终端需求增加,射频前端市场增长空间广阔。

国内5G手机渗透率快速提升,出货量大幅增长。根据中国信通院 发布的《年5月国内手机市场运行分析报告》,年5月国内手机市场总体出货量为.8万部,其中5G手机达到.9万部,同比增长7%,占整体手机出货量的72.88%。1年1-5月,国内5G手机出货量为1.08亿部,同比增长.4%,占同期手机上市新机数量的49.7%。

射频前端芯片是无线通信系统的核心部件。对于智能手机等移动终端而言,位于天线和收发器之间的所有组件都被称为射频前端。按照形式不同,射频前端分为射频器件和射频模组。射频器件主要包括射频开关(Switch)、射频低噪声放大器(LNA)、射频功率放大器(PA)、双工器(Duplexer和Diplexer)、射频滤波器(Filter)等。其中,射频开关用于实现射频信号接收与发射以及不同频段间的切换,可分为:单刀单掷、单刀双掷、多刀多掷;射频低噪声放大器用于实现接收通道的射频信号放大;射频功率放大器用于实现发射通道的射频信号放大;射频滤波器用于保留特定频段内的信号,而将特定频段外的信号滤除;双工器用于将发射和接收信号的隔离,保证接收和发射在共用同一天线的情况下能正常工作。射频模组是将射频器件中两种或者两种以上的分立器件集成为一个模组,从而提高集成度与性能并使体积小型化。主要产品包括ASM(集成射频开关和天线)、FEMiD(集成射频开关、滤波器和双工器)、DiFEM(集成射频开关和滤波器)、LNAbank(多通道多模式LNA)、LFEM(集成射频开关、低噪声放大器和滤波器)、PAMiD(集成多模式多频带PA和FEMiD)等模组组合。

5G通信带动移动终端中射频前端芯片的价值量大幅增加。5G通信为射频器件行业带来的增量主要来自,(1)频段增加、MIMO、SA/NSA架构对射频前端器件数量需求大幅增加;(2)高频段信号处理难度增加,系统对射频器件的性能要求明显提高;(3)射频前端模组化的趋势对射频器件的尺寸和可集成度要求显著提升。

频段增加、MIMO、SA/NSA架构对射频前端器件数量需求大幅增加。过去十年间,通信行业经历了从2G到3G再到4G的两次重大产业升级,并于年迎来5G的巨大变革。在此过程中,手机射频前端 的变化在于所要支持的频段数的增加。2G时代,手机支持频段不超过5个;4G时代,全网通手机所能够支持的频段数量猛增到37个;进入5G时代后,手机所需支持的频段数量将新增50个以上,全球2G/3G/4G/5G网络合计支持的频段将超过91个。为了提高智能手机对不同通信制式兼容的能力,一般智能手机每增加一个频段,需要增加相应的射频前端器件。因此单个智能手机中射频前端芯片的价值量随着内部数量和性能的增加而呈上升趋势。

面对5G网络的高带宽需求,毫米波优势尽显。根据3GPP协议规定,5G网络主要使用两段频率:FR1频段和FR2频段。FR1频段的频率范围是MHz-6GHz,又称sub6GHz频段;FR2频段的频率范围是24.25GHz-52.6GHz,通常被称为毫米波(mmWave)。从带宽方面考量,6GHz频段以下,LTE 可用带宽仅有MHz,这意味着即便是有多重载波聚合支撑, 速率也仅有1Gbps。但基于毫米波技术,移动网络 带宽可达MHz,理论传输速率能够达到10Gbps甚至更高,极大提升了数据传输速率。毫米波的加入能极大地解决频段拥堵的问题。目前30GHz内的频谱资源被LTE、广播电视、运营商所瓜分。这意味着以现有的频谱技术想要再开垦出供给5G网络的频段会尤其困难,而未经开垦的毫米波几乎就像是移动通讯行业的新大陆,与6GHz以下频段互补可兼顾信号覆盖和高速率的所有需求。

高频段所需的MIMO等新处理技术的普及对射频器件的数量和性能提出了更高的要求。MIMO全称是多输入多输出(MultiInputMultiOutput)。通过使用多个天线,MIMO天线能够在相同无线电发射功率下实现高于单个天线的吞吐量和传输距离。MIMO是智能天线技术的几种形式之一,其他形式是MISO(多输入,单输出)和SIMO(单输入,多输出)。与单天线系统相比,MIMO天线可提高链路可靠性并降低衰减。由于MIMO可在同一时间传输多个数据流,因此容量也将提升。5G时代,为了满足5G网络高功率、高频段和高速率的关键性能需要,5G基站设备和接入网相比4G发生了较大变化,采用MIMO技术,结合波束赋形,可大幅度提升网络容量和用户体验。MIMO技术的普及使得智能手机天线数量提升,从过去的2×2到旗舰机采用的4×4方案,天线数量的提升也将提升射频前端设计复杂度,元器件也将随之增加。

SA和NSA网络架构有所不同,射频前端设计将随之改变。5G有两种组网方式,一个是非独立组网(Non-Standalone,NSA),另一个则是独立组网(Standalone,SA)。独立组网(SA)指的是新建5G网络,包括新基站、回程链路以及核心网;非独立组网(NSA)指的是使用现有的4G基础设施,进行5G网络的部署,基于NSA架构的5G载波仅承载用户数据,其控制信令仍通过4G网络传输。由于NSA在快速部署5G方面具有大规模快速实现5G信号覆盖等优势,因此,先部署NSA再逐步过渡到SA成为全球大部分国家的运营商和产业部署5G所采取的策略。由于NSA和SA网络架构不同,因此对频段组合的搭配、射频收发通道的数量以及射频前端的设计均带来影响。

由于NSA和SA网络架构下频段组合的不同,配置和射频前端设计也将不同。5G行业终端的MIMO要求在NSA网络架构下可分为两类:

基本配置:NR必选支持1T4R;LTE必选1T2R;

高配:NR必选支持1T4R;LTE必选1T4R

5G行业终端的MIMO要求在SA网络架构下必选支持2T4R。

随着5G时代下频段的增加,NSA和SA网络架构的不同,MIMO的基本配置随之改变,最终带来射频前端复杂度的提升和价值量的增加。

移动终端的需求驱动和通信技术的创新驱动使得射频器件数量和价值量大幅增加,从而极大地扩大了射频前端芯片市场规模。根据YoleDevelopment的统计与预测,年射频前端市场为亿美元,未来将以11%的年均复合增长率增长,到年有望达到亿美元。其中,PA模组市场规模预计89亿美元,复合增速为11%;FEM模组预计46亿美元,复合增速为13%;AIP模组预计14亿美元,复合增速为53%;分立滤波器预计42亿美元,复合增速为4%;分立开关预计8亿美元,复合增速为11%;分立LNA预计7.8亿美元,复合增速为11%。

5G手机容积寸土寸金,射频前端芯片模组化减少占用容积。5G场景下,由于5G向下兼容4G、3G、2G等制式,手机终端需要配备更多的射频前端芯片。对于手机终端本就有限的空间而言,射频前端模组化成为必然趋势。以华为Mate系列为例,4G时代的Mate20射频前端面积约为平方毫米,之后的Mate20X作为5G手机先锋产品,搭载n77/n78和n79频段,射频前端面积相比4G时代翻了一倍不止,面积接近平方毫米。此后Mate30Pro5G手机为了缩减面积,将LB发射端与MB/HB发射端整合(Mate20X为分立),将射频前端模组的面积缩小至平方毫米。因此我们预计在未来5G旗舰机型中,射频前端面积将随着射频模组化程度的提升逐渐减少。

手机留给射频前端的容积越来越小,进一步增加了对高性能的射频器件需求。受5G手机内部面积制约及减少传输损耗的目的,5G时代的射频前端将以模块化产品为主,分立式的滤波器应用将会越来越低。以Phase5N和Phase7Lite为例,在高集成化的设计方案中,可被集成化的WLP滤波器成为主流,分立式的CSP滤波器逐渐减少,模组化程度进一步提高。

苹果iPhone12ProMax新增5G新频段,附带毫米波模组,射频前端价值量大幅提升。以iPhone12ProMax美国版为例,手机支持NSA/SA双模,拥有4x4MIMO,不仅支持sub6GHz频段,还同样支持毫米波n和n频段。正因为毫米波频段的增加,手机新增两个毫米波天线模组,分别放置在PCB板背后及手机边框中。主板上也新增Qual

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