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5G射频深度解读,国产机会在哪里?

2019-09-11 14:31 weila

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,RF MEMS 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。

表 51:射频前端中的天线调谐开关技术的变化来源:yole,国金证券研究所

(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。

图表 52:LNA 市场空间 来源:yole,国金证券研究所

图表 53:LNA 出货量预测 来源:yole,国金证券研究所

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。

图表 54:射频前端中的 LNA 材料的变化 来源:yole,国金证券研究所

3、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。

图表 55:5G 对射频前端的变化来源:yole,国金证券研究所

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

图表 56:不同手机射频前端价值量测算 (3G/4G),2018 来源:Gartner,国金证券研究所

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。

图表 57:5G 射频前端价值量测算 来源:国金证券研究所