▌無線通信芯片概要:未來五年增速放緩，射頻前端成為主要驅動力

在智能手機普及的帶動下，2012-2017五年無線通信芯片實現(xiàn)9.7%的復合增長率，根據iHS的數據，2017年市場規(guī)模達到1,322億美金，占全球半導體市場的31%。

展望未來，隨著手機出貨量及硬件規(guī)格升級的放緩，預計行業(yè)總體增速下降至2.9%左右。但由于5G需要支持新的頻段和通信制式，包括濾波器，功率放大器，開關等射頻前端存在結構性增長機會。

▌5G對無線通訊芯片產業(yè)鏈的影響

5G技術將推動手機終端射頻系統(tǒng)的全面升級。

為了獲得手機通信速率的大幅提升，5G將引入Sub-6GHz和6GHz以上頻段通信，同時需要利用MIMO技術由現(xiàn)有的2通道通信向4~8通道通信演進。

濾波器

為添加新頻段通信功能，需要提升濾波器數量。

4G到5G，Skyworks預計濾波器數量平均將由40只提升至50只。

且高頻通信場景中，現(xiàn)有SAW/TC-SAW濾波器將替換為BAW/FBAR?，F(xiàn)有濾波器頭部廠商因為市場規(guī)模提升直接受益，相關標的如Murata、Avago。

國內有BAW/SAW濾波器制造能力的廠商可能享受國產替代紅利，相關標的包括麥捷科技等。

PA

為實現(xiàn)從2通道向4通道通信，PA數量預計將可能翻倍提升。

長期看，為支持更高頻率信號的輸出，現(xiàn)有GaAs材料也可能向GaN材料功放升級。

現(xiàn)有GaAs功放廠商直接受益于功放數量提升帶來的市場機會，相關標的包括全球GaAsPA代工龍頭穩(wěn)懋等，國內國產替代邏輯標的包括三安光電等。

Switch&Tuner

射頻開關和調節(jié)器同天線通道數相關，4G到5G終端開關數量可由10只升至30只，因此市場規(guī)模不斷提升。

4G時代Switch&Tuner基于SOI工藝制造，5G時代SOI工藝將提升至45nm。SOI開關市場競爭激烈，價格便宜(0.10~0.20美元)。

由于目前RFSOI產能供不應求，有利于SOI代工廠，標的包括TowerJazz等。

天線

通過MassiveMIMO技術提升通信速率，終端由2通道向4通道通信發(fā)展，導致天線數量由現(xiàn)有2天線向4~8天線提升。

為了減小尺寸、可有若干解決方案，包括PI基材向LCP基材或LDS方向演進。蘋果在新iPhone中選擇LCP軟板方案。天線數量提升和新工藝的加入有利于天線提供商信維通信等。

集成化趨勢明顯。射頻大廠通過模塊化產品提供一攬子解決方案，降低手機大廠采購成本，推動自有全線產品的同時，提升了毛利率水平。趨勢有利于全面布局的龍頭射頻公司，如Skyworks、Murata、Qorvo、Avago、Qualcomm等。

5G將帶動射頻系統(tǒng)的升級。相比4G，5G將在理論上帶給手機空口速率10倍以上的提升以支持更大帶寬的通信;同時5G要求空口時延從10ms下降至1ms量級，以支持車聯(lián)網、工業(yè)互聯(lián)網等場景。

高頻率引入。5G將使用Sub-6GHz和6G以上頻譜。2.5GHz以上濾波器的選型將由SAW/TC-SAW轉為BAW/FBAR。高頻率功放材料可以選擇GaN、SiGe等。天線開關等SOI組件的工藝也將提升至45nm。

多通道通信。頻段變高的同時，現(xiàn)有手機雙天線的模式可能升級為4~8天線，以實現(xiàn)MIMO通信。

多個可選通道可以組合實現(xiàn)更寬頻段(載波聚合技術)通信。在3GPP的R15中定義了600多個新的載波聚合組合。組合過程中對開關的工藝精度要求提升。

大帶寬通信。相比4G的20MHz，5G單通道理論值為100MHz，大帶寬的濾波器、功放、天線的設計難度均有提升。

復雜編解碼。5G通過更復雜的編碼實現(xiàn)頻譜利用率的提升和更強的多址?；鶐酒奶幚砟芰M一步提升。同時多通道、高頻率和大帶寬，也在推動基帶芯片的數據吞吐量提升。

低時延通信。5G對系統(tǒng)端到端的時延要求苛刻，空口時延更限制在1ms量級，這對天線開關等元器件的敏捷性提出了挑戰(zhàn)。

新材料。半導體襯底如SiGe、GaAs具有電子遷移率高，噪聲性能好的特點，在微波和毫米波頻段內這些器件的性能遠遠優(yōu)于硅器件。

GaAs工藝已成為微波毫米波集成電路的主流工藝。

GaN作為寬帶半導體材料，有高電子遷移率、高的載流子飽和漂移速度和高擊穿場強等，成為未來的射頻主流材料代表。