基带芯片、射频前端和终端天线，一览5G手机的三大核心秘密

本文选自“国泰君安证券研究”。

如果我们拆开华为上个月刚刚发布的第一款商用5G手机，你猜它和我们现在的手机最大的区别在哪里？

不是摄像头、液晶屏或者人像识别，而是核心的“射频器件”——5G基带芯片、射频前端和终端天线。

将声音和信息编码成一秒钟几十亿波峰的正弦电波，以比4G快100倍的速度输送给千里之外，对方手机再将其接收和还原。纹丝不乱，这就是5G手机射频器件的隐形本领。

国泰君安电子团队认为，未来三年5G手机换机潮的加速到来，将带动射频器件整个产业链的行情起飞。

自2019年年初，国泰君安电子团队开始陆续发布5G+AI系列报告，密切关注5G+AI商业化应用中的步步进展，今天我们抽取其中几篇关于5G手机上游产业链的报告内容，带你从方寸之间，感受下个时代的顶尖技术。

01凡有无线通讯必有射频器件

拆开一套手机射频套件，我们可以看到，射频套件主要由三个部分构成：

1、基带芯片：编解码移动通讯信号，是5G手机最核心的器件；

2、射频前端：放大、切换、过滤不同频段的信号，直接决定了手机通讯传输的距离和质量；

3、天线：发送和接收电磁波。

▼手机射频套件包括基带芯片、射频前端以及终端天线等

数据来源：卓胜微，国泰君安证券研究

作为通讯设备的基础性零部件，射频器件在无线通讯中扮演着两个重要的角色。

1、将二进制信号转变为高频率的无线电磁波信号并发送。

2、接收无线电磁波信号，并将其转化为二进制信号。

换言之，如果没有射频器件，我们的手机基本等同于一个单人游戏机。

从早期的2G通话手机，到现在兼容WIFI、蓝牙、NFC、FM等无线功能的4G手机，一部普通的智能手机至少需要支持5个以上的无线通信系统。因此其射频器件的价格，也从几美元水涨船高到几十美元，带动高端手机的价格攀升。

那么到了5G时代，射频器件产业链的真实情况又会如何呢？

▼5G手机射频器件各供应商市场占有率预估

02基带芯片

高通一家独大，华为紧追不舍

“世界上一半的手机装的是高通芯片”，这句话反映的是高通在芯片领域绝对的垄断地位。

近年来，以华为海思为代表的国内芯片奋起直追，也取得了不错的成绩。2018年，华为海思手机芯片出货量在全球排名第五（前面四位分别是高通(QCOM.US)、三星、苹果(AAPL.US)和联发科）。

但在5G基带芯片领域，高通芯片的霸主地位仍然不可撼动。

▼部分核心部件仍掌握在美国手中

数据来源：3GPP，中国移动技术资料，国泰君安证券研究

除了高通之外，目前国际上相对领先的厂商还有华为和三星。

▼高通、华为、三星、MTK陆续推出5G基带芯片

数据来源：Digitimes，国泰君安证券研究

华为海思从2007年开始专攻基带芯片研发，直到2019年3月，华为正式发布了商用5G基带芯片巴龙5G01，命名大有和高通的“骁龙”一争高下之意。

不过目前，华为和三星目前仅供给自家终端部门，其他厂商5G机型则较多采用高通基带。

03射频前端

海外厂商仍占主导地位

射频前端包括滤波器、PA、射频开关、LNA等多种器件，目前美国的Skyworks(SWKS.US)、Qorvo(QRVO.US)、Avago(AVGO.US)等品牌仍然占据全球射频前端的前三位。

随着5G手机的功能越来越复杂，其单片射频芯片包含元器件数越来越多，而手机内部射频所占空间却在不断缩小，结构也越来越复杂，高技术含量带动射频前端的量价齐升。

射频前端的价值量已经从从12.6美元提升到34.4美元，提升幅度高达173%。

▼ 射频前端价值量从12.6美元提升到34.4美元提升幅度高达173%

数据来源：Gartner等，国泰君安证券研究

根据Yole的预测，2023年射频前端的市场规模将达到350亿美元，较2017年150亿美元增加130%，未来6年复合增速高达14%。

04终端天线

中国厂商具备一定竞争力

目前5G手机有两个主要的发射频段——Sub6G和毫米波。由于两个频段频率差别较大，天线设计上也衍生出非常大的不同。

在Sub 6G频段，LCP（Liquid Crystal Polymer，液晶聚合物）凭借其损耗低、厚度薄、多层封装的三大性能优势，有望成为5G终端天线主流材料。

目前LCP上游材料（树脂/薄膜）和LCP覆铜板主要由日本厂商提供，LCP软板最初由村田主导，目前逐渐有中国台湾和大陆软板厂商参与，模组段国内厂商已经具备一定的竞争优势和市场规模。

目前立讯精密已成为全球最大的LCP天线模组供应商。

毫米波频段方面，可以封装多根天线和射频芯片的AiP（Antenna in Package）则有望成为主流。

目前高通已推出基于AiP技术的5G毫米波终端天线模组，内部集成了5G NR无线电收发器、电源管理IC、RF前端组件和相控天线阵列，其他厂商也在加速跟进研发。

05 5G，开启新一轮换机潮

从历史上来看，每一次通信制式的升级，都会带来非常明显的换机效应。

▼国内4G换机周期效应明显

数据来源：工信部，中国移动，国泰君安证券研究

以4G手机的普及路径为例，2014年4G手机上市之后，换机高峰期主要集中在随后两年。

在15-16年两年内，4G用户渗透率从10%提升到65%，国内手机出货量连续两年增长超过10%。

据此，我们判断5G换机高峰期将出现在2020~2023年，三年间国内5G手机用户的渗透率有望从10%提升到60%左右。

▼预计5G换机潮2020年到来并持续5年

5G手机如火如荼发布的同时，各大城市的5G基站建设也正热火朝天。

到2019年年底，国内将建设15万座5G基站，其中北京、上海、广州、深圳等一线城市均计划在2019年年底前建设超过1万座5G基站。

而2020年将正式进入5G建设高峰期，中国移动计划2020年为所有地级以上城市提供5G商用服务，预计2020年国内5G基站数量将接近100万座。

▼国内5G基站建设开始提速

数据来源：腾讯网，国泰君安证券研究

可以预见的是，5G手机的换机潮，很有可能将在未来几年带动整个消费电子板块再次腾飞。