三星小米3

小米3抢购时间时间:2021-01-31 阅读:()

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电子行业推荐(首次)手机产业系列报告之一风险评级:中风险从5G技术看手机元器件升级的刚性需求2020年1月19日魏红梅SAC执业证书编号:S0340513040002电话:0769-22119410邮箱:whm2@dgzq.
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cn研究助理:陈伟光SAC执业证书编号:S0340118060023电话:0769-23320059邮箱:chenweiguang@dgzq.
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cn手机产业指数走势资料来源:东莞证券研究所,Wind相关报告《TMT行业2020年上半年投资策略:5G商用元年激活产业链,精选各细分行业龙头布局》《电子行业2020年上半年投资策略:景气重启,扬帆起航》《信维通信(300136):深度报告:国内泛射频龙头企业,长期成长动能充足》投资要点:智能机出货正值瓶颈,5G网络激活手机市场.
全球智能手机出货量增速在连续7个季度下跌后,由于安卓阵营发布5G手机以及苹果手机销量回暖,手机出货量增速终于迎来企稳.
目前,韩国在政府,运营商、产业等多方合力下,成为全球5G网络商用最早,覆盖程度最高的国家.
我国虽然实现5G商用相对韩国较迟,但是仍然处于全球领先集团.
我们认为,随着明年运营商5G网络资本开支的投入的加大,5G网络覆盖面将大大增加,5G网络的极速体验将会催化我国消费者对5G手机的需求量增加.
技术迭代,探索5G手机天线数量与价值的增量.
天线数量方面,5G的应用场景决定了基站与终端的MIMO模式,4*4MIMO模式决定了5G手机接收天线的最低数量.
同时,由于5G需要高频谱以提升信道容量,新频谱的增加推升了5G手机的数量.
此外,未来毫米波将会是5G的重要应用频段,然而毫米波容易衰减并且易受阻挡,为解决该问题,5G手机在毫米波方面将会采用天线阵列模块放置在手机的多个位置以解决信号问题.
天线价值量方面,由于手机内部空间进一步压缩,并且5G时代对信号传递有较高要求,催生了LDS,MPI,LCP等新型工艺天线,新型工艺天线随着工艺难度提升,单体价格逐步提升.
射频前端各项成分更新换代.
射频前端由多个元件组成,其中滤波器与功率放大器占比最大.
由于5G使用的是高频段,需要BAW滤波器.
然而BAW滤波器市场以美国为主.
5G手机仍然需要接受4G的信号,4G信号的过滤可以使用SAW滤波器.
国产滤波器集中在SAW滤波器领域,有望实现国产替代.
功率放大器目前的主要供应商是美国IDM厂商.
但是依然存在部分是由晶圆代工厂生产.
通过科技巨头转单,国产功率放大器将有望从晶圆代工实现突破.
5G手机去金属化成趋势,三大方案可供选择.
金属材质后盖对无线信号具有屏蔽作用,且导热性强,在无线充电时易导致手机表面温度过高,影响使用安全.
为适应5G技术带来的变化,多个手机厂商已经开始相关的试验,并体现在自家的产品之中.
金属后盖也随之在大部分手机品牌中消失.
对于金属后盖的取代方案,目前产业方面有三种材料可供选择,分别是玻璃、PC/PMMA复合材料、氧化锆陶瓷.
目前玻璃材质后盖已经在高端机型实现使用,未来有望在中高端机型中提升渗透率.
PC/PMMA复合材料物美价廉能基本满足5G手机的基本需求,有望在中低端手机中广泛使用.
陶瓷方案由于工艺复杂及成本较高,适用于高端机型.
广泛使用尚需时间.
投资建议:首次给予推荐评级.
全球智能手机出货量增速在连续7个季度下跌后,由于安卓阵营发布5G手机以及苹果手机销量回暖,手机出货行业专题行业研究证券研究报告手机产业系列报告之一2请务必阅读末页声明.
量增速终于迎来企稳.
我国5G商用已经开始,2020年是我国5G网络建设的大年,5G网络将获得进一步完善.
我们通过分析目前韩国5G应用的情况,类比认为,我国在2020年将有望开启5G手机换机潮,推动智能手机的出货量.
5G对比4G的第一区别是通过多种技术实现网络速度的倍增.
这些新的技术应用对手机相关元器配件的功能提出了新的要求.
从基带芯片,到天线,射频前端,到手机后盖都有涉及.
受益于新的要求,手机元器件既有因材料工艺提升获得的单体价值量的上升,也有因使用数量的提升实现价值总量提升.
建议关注受益于换机潮,产品单机价值含量提升,并拥有优质客户资源的元器件供应商.
如:信维通信(300136),立讯精密(002475)、卓胜微(300782)、蓝思科技(300433)、环旭电子(601231)等.
风险提示:手机出货量不及预期、原材料等价格上涨、宏观经济环境变化等.
行业专题行业研究证券研究报告手机产业系列报告之一3请务必阅读末页声明.
目录1、智能机出货正值瓶颈,5G网络激活手机市场.
61.
1全球智能机出货量增速持续下跌.
61.
2全球先行,回顾韩国5G快速推广.
71.
3回到当前,看我国5G推进因素.
91.
4中韩对比,看未来5G手机需求攀升.
142、抽丝剥茧,5G特性唤醒换机潮152.
1R15标准冻结,eMBB获得支持.
152.
2从香农定理看5G关键技术.
152.
35G网络需要属于自身的频谱.
172.
4起于NSA,目标SA,双模并存.
173、基带升级成换机潮的核心因素184、技术迭代,探索5G手机天线数量与价值的增量.
204.
1三重因素推升5G天线数量.
204.
1.
1MIMO模式确定5G天线数量下限.
204.
1.
2sub-6GHz频段推升天线数量.
204.
1.
3毫米波天线阵列挑战上线.
214.
2工艺提升单位价值量234.
2.
1手机净空区域减少提升天线要求.
234.
2.
2工艺革命,催生新型天线.
245射频前端各项成分更新换代265.
1新频段叠加模块化带动射频前端市场再上台阶.
265.
2滤波器:5G时代要求升级,国产替代存在空间.
295.
2.
15G时代滤波器要求升级.
295.
2.
2美日虽强,国产仍存空间.
315.
3功率放大器技术确定,材料中看国产替代机会.
336、5G手机去金属化成趋势,三大方案可供选择.
366.
1手机后盖去金属化成为趋势.
366.
2各项表现平衡,玻璃后盖已成潮流.
376.
3价廉物美,复合板材异军突起.
396.
4氧化锆陶瓷,高端方案需要时间等待.
407、投资策略.
408、风险提示.
40插图目录图1:截止2019年Q3,全球智能手机出货量.
6图2:截至2019年12月,我国智能机出货量持续下滑.
7图3:我国智能手机市场占有率.
7图4:韩国5G用户渗透率7图5:韩国部分5G手机8图6:我国5G推广进程9图7:2016Q1全球前五大手机厂商份额占比(11图8:2019Q3全球前五大手机厂商份额占比(11图9:运营商资费套餐12图10:我国目前上市的部分5G手机.
12手机产业系列报告之一4请务必阅读末页声明.
图11:我国5G手机销量加速.
13图12:5G手机出货量逐步增加.
14图13:5G三大特性15图14:NSA与SA的比较18图15:目前已发布的部分5GSOC芯片.
19图16:NSA与SA的需要天线数量.
20图17:华为mate30系列天线数量.
21图18:全球毫米波频谱现状22图19:高通发布全球首款毫米波天线模块QTM052.
23图20:屏占比提升,手机净空区域缩减.
23图21:5G基带外挂方案将占用更多手机空间.
23图22:LCP软板产品25图23:智能手机通信系统结构.
26图24:2017-2023年射频前端模组市场.
28图25:各器件在射频前端模块中的占比.
29图26:SAW滤波器的工作原理29图27:BAW全球市场格局29图28:BAW-SMR器件结构31图29:FBAR器件结构31图30:SAW全球市场格局32图31:BAW全球市场格局32图32:各器件在射频前端模块中的占比.
32图33:功率放大器全球竞争格局.
34图34:功率放大器全球竞争格局.
35图35:GaAs元件市场格局36图36:全球GaAs晶圆代工市占格局.
36图37:2012年到2018年手机后盖材质变化.
36图38:玻璃盖板渗透率将不断提升.
38表格目录表1:直辖市及部分省份5G规划情况.
10表2:国内部分5G手机售价情况.
13表3:三阶段5G网络标准15表4:Mate30pro手机天线分布.
21表5:5G时代手机内部净空区域将进一步压缩.
24表6:LCP基FCCL和PI基FCCL性能对比.
24表7:手机中射频前端价值27表8:手机中射频前端价值28表9:SAW与BAW的比较30表10:SAW与BAW的比较31表11:Si、GaAs两种半导体材料的物理参数.
34表12:2012-2019年iPhone手机后盖材料.
37表13:2012-2019年iPhone手机后盖材料.
37表14:部分5G手机手机后盖材料.
37表15:部分5G手机后盖材料38表16:PC和PMMA性能比较39手机产业系列报告之一5请务必阅读末页声明.
表17:重点公司盈利预测(截至2020/1/18)41手机产业系列报告之一6请务必阅读末页声明.
1、智能机出货正值瓶颈,5G网络激活手机市场1.
1全球智能机出货量增速持续下跌全球智能机出货量受阻,中国区未能幸免.
2019年前三季度,全球智能手机出货量为1002.
3万台,同比下降2.
64%.
受益于三星、华为、苹果三大手机巨头出货量提升,2019年Q3,全球智能手机出货量为358.
3百万台,同比下降增长0.
76%,结束了自2017年第三季度以来,连续七个季度全球智能手机出货量的同比下滑.
从销售区域上看,中国作为全球重要的智能手机市场,占全球手机出货量超过30%.
全球智能手机出货量受阻,中国市场的也未能幸免.
2019年前三季度,中国智能手机2.
75亿台,同比下降4.
22%;Q3我国智能机出货量为0.
97亿台,同比下降4.
08%.
图1:截止2019年Q3,全球智能手机出货量资料来源:IDC,东莞证券研究所智能机出货受阻事出有因.
一方面,智能手机的市场占有率较高.
2018年,我国移动电话电话额的普及率达到112.
2部百人,智能手机作为移动电话的其中一部分,智能手机市场占有率自2015年12月起,已经达到90%以上,并一直维持到当前.
目前我国智能手机市场占有率维持在95%,处于高位.
另一方面,时至今日,智能机创新缺乏"杀手级"创新.
2009年-2013年,通信技术正值从2G时代迈入3G时代,同时,从手机技术发展的角度看,以诺基亚Symbian系统作先行,iphone和三星后来居上,手机也从功能机时代转入智能机时代.
2013-2016年,该阶段是3G转入4G时代的高速期.
同时,在智能机功能雏形建设完成后,智能机为在配置上加速突破,例如屏幕从3.
5英寸升级到6英寸;内存配置从4GB/64GB,迈向6GB/128GB;手机出现多种处理器,AppleA系列,高通骁龙系列,麒麟系列,三星Exynos系列,手机性能不断提升乃至目前出现性能过剩的情况;手机系统Android和ios不断优化,卡顿逐渐消失,应用与功能丰富多彩,用户体验感大幅提升.
但是,进入2017年后,手机创新出现乏力情况.
该阶段期间出现如小米MIX系列的高屏占比,华为P系列的多摄像头,iphone的3D结构结构光、三星出众的Amoled屏幕等不同方向的创新.
但是,当仔细分析后,我们发现在自2017年手机产业系列报告之一7请务必阅读末页声明.
后,智能机并没有出现类似2G到3G到4G等通信技术的革命创新,也没有出现从功能机转向智能机一样的质的转别.
因此,智能机市场占有率较高的情况,智能机质量提升但缺乏革命性技术的变化的情况下,全球智能机的出货量出现下降可以说是事出有因,情理之中.
图2:截至2019年12月,我国智能机出货量持续下滑图3:我国智能手机市场占有率资料来源:wind,东莞证券研究所资料来源:wind,东莞证券研究所1.
2全球先行,回顾韩国5G快速推广韩国率先实现5G商用.
韩国三大电信运营商于2019年4月份提供商用5G服务,成为全球首个实现5G商用的国家.
2019年4月底,韩国5G用户数约为27万,截至6月增至130万,到8月用户数增至280万.
截止2019年第三季度,韩国5G用户为318万人,占韩国移动通信总人数的5.
41%,5G用户数渗透率自商用开始,稳步上升.
截止2019年第三季度,韩国5G用户数占全球5G总用户数的63%,海外数据机构统计,2019年底,韩国5G用户人数将达到480万以上,继续领跑全球5G用户第一.
图4:韩国5G用户渗透率资料来源:韩国科学和信息通信技术部,东莞证券研究所韩国作为全球率先实现5G商用的国家,其稳步提升的5G用户渗透率是多方因素的合力手机产业系列报告之一8请务必阅读末页声明.
结果,而这正是值得我们去分析的地方.
韩国政府重视5G建设,运营商积极配合.
韩国在2013年开启5G产业研发,积极制定相关的长远规划,设立研发机构、增加研发投入等.
同时,为了鼓励迅速建成全国性的5G网络,韩国政府宣布将把网络建设的税费降低3%.
韩国政府宣布将在2022年之前投资30万亿韩元(约人民币1787亿元),以建立一个覆盖全国的5G通信网络.
由于韩国的国土面积较小,人口主要集中在如首尔、釜山等发达城市,5G基站建设上难度相对不大.
截止2019年9月9日,韩国三大运营商已经建成5G基站超过9万个.
韩国的建设速度可以通过欧洲的进程进行比较.
欧洲作为3G时代引领者,目前只有德国拿出了5G网络建设规划,而德国的5G计划也只是在未来三年时间内,建设超过4万个5G基站.
因此,欧洲是相对韩国较为落后.
韩国拥有优秀的5G设备供应商与终端供应商.
三星是全球优秀的通信技术供应商.
在10年前4G都没有正式商用的时候,三星已经在韩国本部开启了5G网络的研发工作.
4G时代,三星基站的市场份额只有12%.
5G时代,由于华为和中兴受到了一定程度的阻碍,三星凭借多年的积累,拿下了美国市场.
目前三星基站的市场份额达到38%.
5G终端设备方面,三星在韩国市场已经拿到80%的市场份额.
图5:韩国部分5G手机资料来源:互联网公开信息,东莞证券研究所韩国运营商推出资费终端双重优惠,刺激5G终端与服务消费.
目前韩国的套餐资费整体略高于4G,但是平均每GB资费大幅低于4G,同时,三大运营商资费套餐持续延3G、4G时代的体系,设置不同档次的资费套餐以适应不同程度的消费者.
根据华为数据显示,韩国5G套餐每GB资费比4G下降3~10倍,其中Slim档为4G的1/3,Standard档为4G的1/10,Prime档为4G的1/5.
另外,韩国的5G套餐价格也很有吸引力,韩国三家移动运营商的资费中,5G套餐最低起步价居委55000韩元(约合人民币325元),而韩国2018年人均可支配收入为3.
1万美元(约合22万人民币),因此,韩国的5G资费不算太高.
不同运营商则采取差异化资费优惠策略来吸引用户.
例如,5G商用前期,SKT部分套餐在6月31前购买可不限量至年底,LGU+部分套餐6月前购买享4倍流量,KT则推出不限量套餐.
手机终端方面,韩国用户在其合约机到期需更换手机时,会倾向于选择手机终端补贴力度最大的运营商携号转网.
以LG的V50ThinQ5G手机为例,韩国手机产业系列报告之一9请务必阅读末页声明.
市场手机为120万韩元(约合人民币6938元)而运营商部分门店会提供多达60万韩元的折扣(约合人民币3469元),并附赠流量及额外补贴,基本属于免费赠送给用户,除了促销降价之外,运营商还会给5G用户附赠流量和额外补贴.
运营商的优惠政策刺激了5G手机的出货量.
以三星为例,根据韩国的相关调查显示,三星手机在2019年的销售份额稳步增长,到第三季度已经占据韩国手机市场的72%.
结论一:首先,韩国政府高度重视5G的研发与投入,加速了运营商对5G网络的建设.
第二,韩国拥有全球优秀的通信技术与设备供应商,保证了5G产业链的完整性,为后期的推广打下了基础.
最后,在5G推广初期,运营商推出资费终端双重优惠,降低了市民使用5G的门槛,加速5G手机与服务的消费.
1.
3回到当前,看我国5G推进因素我国正式进入5G商用阶段.
截至2019年10月初,在全球范围内有18个国的33家运营商已推出5G移动网络商用服务.
与此同时,规划5G商用的运营商也在持续增加.
截至2019年10月初,有77家运营商已宣布计划推出5G服务.
2018年12月,我国的5G频谱划分方案千呼万唤始出来;2019年6月,工信部正式向我国三大运营商以及中国广电发布5G商用牌照.
2019年10月底,我国三大运营商公布了各自的5G资费套餐,预示着我国正式进入5G商用阶段.
我国对于5G的建设与推广排在全球前列.
图6:我国5G推广进程资料来源:互联网公开信息,东莞证券研究所我国运营商和政府共同推进5G建设.
2019年6月6日,工信部正式向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电发放5G商用牌照.
仅过了5个月,2019年10月31日,三大运营商即推出了5G通信套餐.
除运营商对5G网络进行快速反应外,各地政府在5G规划上也纷纷出台政策.
无论是运营商,还是地方政府,对于5G规划都有一个较为明确的目标,这将对5G的建设起到促进的作用.
手机产业系列报告之一10请务必阅读末页声明.
华为中兴,引领通信技术产业双雄.
从2018年全球基站份额来看,中国设备商华为技术和中兴通讯所占市场份额已经超过40%.
华为,全球顶尖的通信技术供应商.
截至2019年第三季度,公司实现销售收入6,108亿人民币,同比增长24.
4%;净利润率8.
7%.
华为业务覆盖运营商、企业网、个人用户,从运营商基站设备,到企业级网络布置,再到个人消费电子产品全面覆盖.
截至2019年第三季度,华为和中兴全球分别签订5G合同60多个,华为5GMassiveMIMOAAU出货量为40多万个.
中兴,我国通信技术的另一巨头.
中兴通讯拥有通信业界完整的、端到端的产品线和融合解决方案,通过全系列的无线、有线、业务、终端产品和专业通信服务,灵活满足全球不同运营商和企业网客户的差异化需求以及快速创新的追求.
中兴通讯在2019年初也发布了自家的5G手机,抢占市场先机.
品牌集中度明显提升,国产品牌话语权增强.
纵观全球,在经历了山寨机时代的无序发展和存量时代的行业洗牌后,全球智能手机市场正加速向头部企业集中,行业集中度迅速提高.
根据IDC数据显示,截至19Q3,全球出货量前五的手机品牌中有三家为国内企业,前五厂商市场份额合计72.
0%,相比16Q1提高14.
3pct.
在智能手机向存量市场演进过程中,行业内部厂商数量明显减少,中小厂商市场空间将被进一步压缩,而一线大厂主导的硬件创新成为行业发展的主要助推力.
行业集中度提升伴随着竞争格局的演变,在智能手机渗透初期,苹果、三星、诺基亚和黑莓等国际品牌在智能手机市场占据表1:直辖市及部分省份5G规划情况省/市5G基站规划数量(个,累计)截止年份5G信号覆盖时间表北京市100002019年底2021年,北京预计实现首都功能核心区、北京城市副中心、"三城一区"、商务中心区(CBD)、奥林匹克中心区等重点功能区的5G网络覆盖上海市100002019年底2019年,实现中心城区和郊区重点区域全覆盖;2020年,实现全市域覆盖300002021年底重庆市300002020年底力争到2022年实现主城区5G网络全覆盖天津市100002020年底-广东省600002020年底到2020年底,珠三角中心城区5G网络基本实现连续覆盖和商用;到2022年底,珠三角建成5G宽带城市群,粤东粤西粤北主要城区实现5G网络连续覆盖1766852022年底浙江省300002020年底2020年,实现设区市城区5G信号全覆盖、重点区域连片优质覆盖;2022年,实现县城及重点乡镇以上5G信号全覆盖;2025年,实现所有5G应用区域全覆盖800002022年底河北省100002020年底2020年底,雄安新区、冬奥会张家口赛区、石家市主城区实现5G网络覆盖;2022年底,其他各市(含定州、辛集市)主城区实现5G网络覆盖700002022年底福建省100002020年底2019年,在福州、厦门等地区启动5G基站选址规模化建设;2020年,5G建设全面开展,城市重点区域及场所基本实现5G信号覆盖500002022年底资料来源:互联网公开资料、东莞证券研究所手机产业系列报告之一11请务必阅读末页声明.
绝对主导地位,国内手机企业份额占比较低,且以生产中低端手机为主,市场话语权较弱.
近年来,以HOVM为代表的国产手机厂商进步明显,在激烈的存量竞争中脱颖而出,市场份额节节攀升,话语权不断增强.
运营商将有望加大5G基站建设力度.
5G基站建设是5G网络的基础.
截至2019年10月21日,在拍照发布后138天,我国已建成8.
6万个5G基站.
截至2019年11月21日,我国已开通5G基站达到11.
3万个.
在过去的一个月新开通接近3万个5G基站.
5G基站是5G网络推广的重点.
2019年,中国移动、中国联通、中国电信三大运营商对于5G基站建设规划为超5万座、5万座和4万座;三家运营商对5G投入预计分别为240亿元、80亿元和90亿元,其中中国移动增加了对5G的资本开支计划.
因此,预计2019年三大运营商5G基站建设总数会在15万座左右.
对于明年的规划,中国移动董事长杨杰于2019年6月在上海举行的"5G+"发布会上表示,中国移动将在2020年,将进一步扩大网络覆盖范围,在全国所有地级以上城市提供5G商用服务.
根据4G时代基站建设的经验,我们预计中国移动需要的宏基站总数约44万座.
由于中国联通与中国电信会联合组网,导致三大运营商所需5G基站总数会有所下降.
基于以上考虑,我们预计2020年,三大运营商将合共新建约66万座基站,投入有望超过1300亿元.
我国5G套餐资费价格相对不高.
2019年10月31日,三大运营商公布各自的5G资费套餐.
三大运营商资费套餐最低价格相差不大,每月资费是128元和129元,全国流量是30GB.
韩国目前的资费套餐最低起步价是5.
5万韩元(约合人民币325元),而且仅包含8GB流量.
美国15GB流量的5GB套餐为70美元(约为人民币480元),而且美国5G基站不多,信号加强方面或许还需额外支出.
截至2019年Q2,韩国5GDOU达到24GB.
如果中国消费者实现相同流量消费,则购买最低价格的套餐就已经能满足需求.
所以,中国5G套餐资费价格相对不高.
截至2019年11月21日,我国5G套餐签约用户已经有87万户.
未来,随着5G网络的完善,叠加参考4G资费套餐的历史,我国未来5G大规模推广的情况下,存在"提速降费"的可能性.
因此,我国5G的用户数将会继续提升.
图7:2016Q1全球前五大手机厂商份额占比(%)图8:2019Q3全球前五大手机厂商份额占比(%)资料来源:IDC,东莞证券研究所资料来源:IDC,东莞证券研究所手机产业系列报告之一12请务必阅读末页声明.
图9:运营商资费套餐资料来源:互联网公开信息,东莞证券研究所中国5G手机价格实现分层次,适应不同消费群体.
自2019年8月5日国内首款5G手机中兴天机Axon10Pro5G版正式出售后,截至2019年10月底,全国共有20款5G手机上市.
这些5G手机覆盖多个价格层.
3000-4000元级别有如小米9Pro5G版、vivoiQOOPro5G版等;4000-6000元级别有如华为Mate305G、vivoNEX35G、中兴天机Axon10Pro5G版等.
6000元以上界别有如华为Mate30Pro5G,三星Note10+5G版等.
根据信通院数据显示,截至2019年11月,我国5G手机出货量为835.
5万部,11月份单月5G手机出货量为507.
4万部,环比上升超过103.
45%.
我国由于2019年是5G的商用元年,多种技术尚处于探索阶段.
2020年,5G相关技术相对成熟进步,生产成本将会下降,届时5G手机价格有望进一步下降,实现5G手机普及化.
图10:我国目前上市的部分5G手机资料来源:互联网公开信息,东莞证券研究所手机产业系列报告之一13请务必阅读末页声明.
图11:我国5G手机销量加速资料来源:中国信通院,东莞证券研究所售价最低下探至2000元,未来有望继续向中低端渗透.
我们对市场已发布5G机型进行梳理,除了华为MateX和小米MixAlpha等小批量机型外,国内5G手机首发价格大多介于3000-8000元之间,相比同配置的4G版本贵500-1000元,低于此前普遍预期的万元水平.
12月10日,小米集团旗下Redmi发布5G双模手机K305G,其中6GB+64GB版本售价低至1999元,价格下沉速度快于市场预期.
除RedmiK305G外,目前各家厂商所发布的5G的手机以旗舰机为主,明年有望向中低端渗透.
据中国移动预计,明年一季度5G新机仍以旗舰机型为主,到了明年6月至7月,2000元价位5G手机将集中推出,而到四季度,5G手机售价将下探至1000元至1500元.
结论二:从时间上看,我国5G商用推进速度排在世界前列.
从政府推动情况来看,我国多个地区已经发布5G网络基站建设规划,目前正有条不紊地开展建设工程.
从运营商方面看,2019年是5G网络的建设元年,2019年运营商有望投入更大规模的5G网络表2:国内部分5G手机售价情况品牌型号配置首发价格华为Mate30Pro5G8GB+256GB6899华为Mate305G8GB+128GB4999华为Mate20X5G8GB+256GB6199荣耀V306GB+128GB3299荣耀V30PRO8GB+128GB3899vivovivoNEX35G8GB+256GB5698vivovivoiQOOPro5G8GB+128GB3798小米9Pro5G8GB+128GB3699小米RedmiK305G6GB+64GB1999中兴Axon10Pro5G6GB+128GB4999三星GalaxyNote10+5G12GB+256G7999资料来源:中关村在线、东莞证券研究所手机产业系列报告之一14请务必阅读末页声明.
建设资本开支;并且目前运营商的5G套餐资费相对其他国家并不算太高,未来有进一步下降的可能性.
从产业角度看,中国有华为、中兴等优秀的通信技术供应商,为5G产业铺开奠定产业基础.
从终端角度看,目前已经有多款5G手机上市销售,涉及多个价格区间,覆盖不同的消费人群,5G手机销量稳步攀升.
未来随着5G的铺开,5G手机的出货量有望迎来爆发.
1.
4中韩对比,看未来5G手机需求攀升中国与韩国的情况进行比较后,我们发现两国在5G建设上都有相似之处:(1)两国目前都进入了5G的商用阶段.
(2)在未来几年,两国政府或者运营商都在5G的网络建设方面有较大的资本投入.
(3)两国在通信技术产业都有全球领先的企业.
(4)两国运营商推出的5G套餐资费都相对不算高昂以推动5G网络的使用.
(5)两国都存在覆盖多个层次消费者的5G智能手机以刺激5G的使用与消费.
目前,韩国在政府,运营商、产业等多方合力下,成为全球5G网络商用最早,覆盖程度最高的国家.
我国虽然实现5G商用相对韩国较迟,但是仍然处于全球领先集团.
我们认为,随着明年运营商5G网络资本开支的投入的加大,在我国各地政府的大力推动下,明年我国的5G基站总数将会达到80万座,5G网络覆盖面将大大增加,5G网络的极速体验将会催化我国消费者对5G手机的需求量增加.
结合5G基站建设区域,人口密度,覆盖范围等因素,我们预计2020年,中国5G手机需求量约为1亿部.
事实上5G手机的需求增加不仅发生在中韩.
在领先集团的带领下,全球5G网络建设将会逐渐铺开,已经开始建设5G网络的地区都将会增加5G手机的需求,5G手机将带动智能手机市场回暖.
根据IDC预测,2020年全球将出货1.
9亿部5G智能手机,占智能手机总出货量的14%.
美国高通则预计2021年全球5G智能手机出货量将达4.
5亿部,2022年出货量则将进一步增长至7.
5亿部.
图12:5G手机出货量逐步增加资料来源:IDC,东莞证券研究所手机产业系列报告之一15请务必阅读末页声明.
2、抽丝剥茧,5G特性唤醒换机潮2.
1R15标准冻结,eMBB获得支持技术标准冻结支持5G高速率网络.
国际电信联盟ITU则将5G的三个主要应用场景定义为:增强移动宽带(eMBB)、海量机器类通信(mMTC)和超高可靠低延时通信(uRLLC).

eMBB(增强型移动带宽),指在现有移动宽带业务场景的基础上,对于用户体验等性能的进一步提升,主要还是追求人与人之间极致的通信体验.
2018年6月,3GPP已经完成R15标准的冻结.
R15标准主要支持eMBB,部分支持部分支持uRLLC,不支持mMTC.
2020年3月,3GPP将有望冻结R16标准.
届时,eMBB与uRLLC将实现完全支持,mMTC将获得支持.
根据目前的技术标准冻结情况,5G的高速网络已经基于R15技术标准得以实现.
据韩国媒体报道,5G速率约为700Mbps,相比之下,首尔街头的4G网络速率为30Mbps~50Mbps.
我国部分民间测评5G下载速度达到425Mbps.
随着5G基站的建设的完善,基于eMBB,用户将可以获得Gbps级的用户体验速率.
图13:5G三大特性资料来源:互联网公开资料,东莞证券研究所2.
2从香农定理看5G关键技术场景实现需要技术支持.
香农定理C=B*Log2*(1+S/N),其中C为信道容量,B是带宽,S是平均信号功率,N是平均噪声功率,S/N即为平时说的信噪比.
根据香农定理,在频表3:三阶段5G网络标准标准名称完成时间支持场景R152018年6月主要支持eMBB,部分支持uRLLC,不支持mMTCR16预计2020年3月将完全支持eMBB、uRLLC和mMTCR17预计2021年9月增强mMTC资料来源:互联网资料整理、东莞证券研究所手机产业系列报告之一16请务必阅读末页声明.
谱资源(W)有限的情况下,发射功率与噪声功率的比值受限于多个因素无法提升的情况下,其实信道容量是具有一定的极限值的.
所以为了突破香农定理的极限值,我们就需要对以上的参数进行突破.
简单地说,可以从四方面入手:增加天线数、增加基站数、增大带宽、增加信噪比,所对应的关键技术分别为:大规模天线阵列、超密集组网、全频谱接入、新型多址技术.

全频谱接入:目的是增加带宽.
2G-4G时代无线通信中采用的300MHz-3GHz频谱有穿透性好,覆盖范围大等优点,但是经历了4G的通信技术的发展,从全球范围来看,目前该频段可用资源太少.
因此,为了增加信道容量,5G时代就需要用到高频段的频谱资源.
根据3GPP的协议划定,5G网络未来将会主要使用两段频率——FR1频段和FR2频段.
其中FR1频段的范围为450MHz-6GHz,即Sub6GHz频段;FR2频段则集中于24.
25GHz至52.
6GHz,即毫米波.
从带宽来看,6GHz频段以下的LTE最大可用带宽仅为100MHz,这意味着数据速率最高只能满足1Gbps的下行.
但毫米波频段移动应用最大带宽可达400MHz,传输速率能够达到10Gbps以上.
在5G时代,毫米波技术可以帮助要实现高速率、万物互联,低时延三大应用场景.
由于毫米波技术的高频特点,毫米波本身的传播距离相较于低频段更短,而且在传播介质中的衰减也更大,因此,运营商在使用毫米波技术的后,需要投入更多的成本.

Sub-6GHz频段相对毫米波建设成本较低,覆盖面积广,可以满足5G网络推广初期的网络能力需求.
因此,中国、韩国、欧盟主要的开发频段的FR1,美国主要开发FR2.
大规模天线阵列:即MassiveMIMO.
根据香农定理,对于单信道而言,频谱资源(W)有限的情况下,发射功率与噪声功率的比值受限于多个因素无法提升的情况下,其实信道容量是具有一定的极限值的.
因此,要突破极限值,从空间上入手,采用多天线技术,表现为MIMO技术(Multiple-InputMultiple-Output),即采用指在现有多天线的基础上进一步增加天线数,来发射或接收更多的信号空间流,以此增加并行传输的用户数目,数倍提升系统频谱效率.
通信时的天线数量越多,频谱效率和可靠性提升越明显.

当发射天线和接收天线数量较大时,MIMO信道容量将随收发天线数中的最小值近似线性增长.
因此,就产生MassiveMIMO.
采用大数量的天线,为大幅度提高系统的容量提供了一个有效的途径.
超密集组网:短波长电波绕射能力差,传输过程中信号损失较多,需要通过多建基站来提升频谱利用效率.
可以增加基站部署密度,来实现频率复用效率的巨大提升,在局部热点区域建立大量宏基站和微基站,容量提升可达百倍量级;新型多址技术:目的是增加信噪比.
该技术通过叠加传输发送信号提升系统的接入能力,在许多用户同时通话时,以不同的移动信道进行分隔,有效防止了不同信道之间的相互干扰.
通过对以上四项关键技术进行分析,我们发现,全频谱接入以及大规模天线整列将会对5G手机的构成产生较大影响.
原因在于:全频谱接入意味着需要增加频谱资源增加频谱资源将会都射频芯片设计与结构产生影响;大规模天线阵列,实际上是一种工作模式,手机产业系列报告之一17请务必阅读末页声明.
基站天线结构的改变也会影响手机天线的设计.
2.
35G网络需要属于自身的频谱5G网络需要相应的频段资源.
每一代的通信网络的技术都会产生相应的频段资源.
3G时代相应的频段是:TDD\(TD-SCDMA)1880MHz-1900MHz和2010MHz-2025MHz;4G时代相应的频段是:1880-1900MHz、2320-2370MHz、2575-2635MHz.
5G作为新一代通信技术,在频段上与4G时代有所区别.
例如,4GLTE的B42(3.
4-3.
6GHz)和B43(3.
6-3.
8GHz)合并为5GNR的n78(3.
4-3.
8GHz),且n77还进一步将其扩展到3.
3-4.
2GHz.
出现这种情况的原因有两方面:(1)需要更大的带宽(2)目前全球5G计划商用的大部分国家都确定在3.
4GHz-3.
8GHz频段建设,部分国家,如日本在3.
8GHZ-4.
2GHz有计划但是还没有确定,所以n77也将其纳入.
采用这种频段的定义方式,形成了少数几个全球统一频段,可以降低5G手机支持全球漫游的复杂程度.
目前,全球最先部署的5G频段为n41、n77(n78)、n79、n257、n258、n260.
2.
4起于NSA,目标SA,双模并存未来5G手机将以支持双模为主.
目前,5G有两种网络部署模式,分别是NSA与SA.
NSA为非独立组网,SA是独立组网.
NSA指5G与4G融合组网,在利用现有的4G设备基础上,进行5G网络的部署,即同时使用4G核心网、4G无线网及5G无线网;SA即新建5G网络,包括核心网、射频无线网等都要重构,这就意味着SA网络成熟尚需时日.
在NSA组网方式下,运营商会采用4G/5G共用核心网的方式以节省网络投资,但缺点是无法支持低延时等5G新特性.
然而,目前SA组网方式技术相对不成熟,并且成本较高,所以实现SA组网方式尚需时日,但是要实现5G三大应用场景,SA是较好的方案.
2019年5G基站主要以NSA方式铺设,2020年才开始SA5G网络的建设才会全面开始.
NSA与SA将会在一段较长的时间内并存.
从目前5G手机销售的情况看,韩国目前以NSA的方式进行5G网络建设.
因此,仅支持单模NSA的5G手机在只有SA5G组网的地方是无法连接5G网络,因此,未来5G手机将会支持双模,即同时支持NSA和SA组网.
手机产业系列报告之一18请务必阅读末页声明.
图14:NSA与SA的比较资料来源:互联网公开资料,东莞证券研究所总结:5G有三大应用场景,分别是增强移动宽带(eMBB)、海量机器类通信(mMTC)和超高可靠低延时通信(uRLLC).
目前R15标准已经冻结,eMBB已经可以实现,后期随着R16标准冻结,5G的应用场景将会更加完善.
支持5G网络应用的三大场景的是其关键技术,包括全频谱接入、大规模天线阵列、超密集组网、新型多址技术等.
由于5G是新一代通信技术,单位时间内需要传输更多的信息,因此,5G网络需要有更大的带宽.
更大的带宽催生了更多的高频谱资源,所以5G新增了多个频段.
此外,由于目前的技术相对不够完善,因此5G网络建设方面采用NSA的模式,以节省网络建设投资成本,但是未来为实现5G三大应用场景,SA将会成为5G网络的建设目标.
事实上,从技术,频段资源、组网模式三个方面,5G都表现其独特性.
这些独特性都将要求手机在其功能上以及相应的器件组成上跟随变化.
这些独特性与变化造就了5G技术带动的智能手机换机潮.
3、基带升级成换机潮的核心因素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.
手机产业系列报告之一19请务必阅读末页声明.
多个厂商推出SOC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,目前多个芯片制造商推出了自家的5Gsoc芯片.
2019年年初,华为海思推出了巴龙50005G基带芯片.
巴龙5000支持SA/NSA两种组网模式,支持2G/3G/4G/5G频段;sub6G上传速度啊达到2.
5Gbps,下载速度达到4.
6Gbps,在毫米波频段峰值达到6.
5Gbps.
2019年9月6日,华为推出全球首款旗舰5GSoC芯片,采用7nm工艺制程,理论分支上行速率达1.
25Gbps,理论下载峰值达到2.
3Gbps.
在华为推出自家的5GSOC芯片后,MediaTek、高通、三星相继发布了自家的5GSOC芯片.
目前,华为麒麟系列的5G芯片已经自家华为与荣耀品牌大量使用;三星Exynos980已经在vivoX30系列中使用;高通的765G5G芯片已经在RedmiK30以及OPPOReno3pro系列中使用.
图15:目前已发布的部分5GSOC芯片资料来源:互联网公开资料,东莞证券研究所外挂方案依然存在.
2019年初发布了高通X555G基带芯片.
2019年12月4日,高通在在骁龙技术峰会上除了推出765和765G5GSOC芯片外,还推出了高通骁龙865应用处理器,然而高通骁龙865并没有与X555G基带芯片集成,而是采用外挂的方式.
高通对于在旗舰应用芯片保留基带外挂方案给出了相关的回应:(1)在推出能够支持最大带宽、最低时延和最高可靠性的5G调制解调器的同时,必须打造一个能够为充分实现5G潜能提供最佳支持的移动平台/处理器.
最佳性能的5G调制解调器和最佳性能的AP搭配起来,才能很好地赋能移动终端去支持全新5G服务.
(2)采用855芯片的旗舰机都是用的外挂式调制解调器,这样去掉X50基带芯片之后还可以用于4G旗舰机,所以也延续到了865芯片的处理.
手机产业系列报告之一20请务必阅读末页声明.
高通在旗舰级应用处理器上给出5G基带外挂的方案,可能是考虑增加自家芯片的市场份额拓展性问题,无论是基带芯片或者应用处理芯片.
高通方面表示,骁龙865芯片仅支持搭配X55基带.
因此,当使用高通系列芯片时,要体验到极致的应用处理性能,就需要使用到最新的骁龙865芯片,当使用的骁龙865芯片时就需要拥有X55基带芯片.
通过这种销售方式,在5G网络推进速度不一的各个地区,高通也能实现抢占市场份额.
4、技术迭代,探索5G手机天线数量与价值的增量4.
1三重因素推升5G天线数量4.
1.
1MIMO模式确定5G天线数量下限从技术层面来看,网络传输速度主要取决于网络基站和智能手机等终端设备之间的工作模式.
根据香农定理,增加信道容量的方法之一是通过在发送端和接收端都使用多根天线,在收发之间构成多个信道的天线系统,因此,就产生了MIMO技术,即多进多出的工作模式.
在4G时代,一般是2*2的工作模式,即基站端有2发2收,即2T2R,在手机终端上必须要有2根接收天线,其中一路天线兼具发射功能,因此,表现为1T2R.
在5G时代,为提升信道容量,则需要采取4*4MIMO的工作模式,表现为4T4R.
在基站端将会有4个数据流发射和接收,因此,手机方面也需要有4个数据接收.
根据中国移动的资料显示,NSA的NR模式支持1T4R,SA的NR模式支持2T4R.
因此,用于5G天线最少需要4根(其中有一根或两根兼具发射功能).
图16:NSA与SA的需要天线数量资料来源:中国移动,东莞证券研究所4.
1.
2sub-6GHz频段推升天线数量由于5G网络要求在单位时间内传输数据较4G有较大的提升,根据香农定理,要增加信道容量的方法之一是增加带宽.
经历了2G-4G时代的发展,低频段的频谱资源非常稀缺,高频段的频谱资源非常充足但尚未开发.
因此,开发高频段的频谱资源作为提升带宽是一种方法.
目前,根据三大运营商使用的5G频段有三个:n41、n77(n78)、n79.
n41对应的是2496MHz-2690MHz、n77对应的是3300MHz-4200MHz、n78对应的是3300MHz-3800MHz、n79对应的是4400MHz-5000MHz.
对于手机厂商而言,要实现推广自家的手机品牌,提升市场份额,仅仅适配其所在地的频段是不够的,还需要适配其他地区的频段.
以华为Mate305G版本为例,除适配我国三大运营商使用的n41、n77(n78)、手机产业系列报告之一21请务必阅读末页声明.
n79频段外,还适配了n1、n3、n28、n38四个频段,目前毫米波频段尚未适配.
图17:华为mate30系列天线数量资料来源:互联网公开信息,东莞证券研究所频段资源可以划分为低频、中频、高频.
5G手机既要覆盖新的5G频段,对于过去2G-4G时代的频段资源也要覆盖.
由于5G与过去2G-4G时代部分频段资源相似,因此部分5G频段的天线可以用于2G-4G的频段的收发.
以Mate305G手机为例,n1、n3、n38、n41所处频段范围与3G、4G的频段资源相似,所以可以共用天线.
n28所处频段为703MHz-748MHz属于低频段,所以与LTE低频共用天线.
目前,华为Mate305G手机采用21根天线,其中用于NFC1根,GPS(GNSS)2根,WiFi4根,剩下的14天线是5G与2G-4G频段配合共用.
按照以上测算,Mate305G手机至少要比华为P30pro多8根天线.
4.
1.
3毫米波天线阵列挑战上线毫米波优缺点明显.
毫米波是指波长为1~10毫米的电磁波,在频段上表现为30~300GHz.
毫米波作为5G发展的重要技术有以下优点:(1)频谱宽.
4G-LTE频段最高频率的载波在2GHz上下,频谱带宽只有100MHz,以28GHz对应的频谱带宽为1GHz,相当于4G时代的10倍;(2)可靠性高,毫米波在大气中传播受氧、水气和降雨的吸收衰减很大,点对点的直通距离很短,超过距离信号就会很微弱,使得毫米波被窃听和干扰的难度;(3)方向性好;毫米波的波束很窄,相同天线尺寸要比微波更窄,所以具有良好的方向性,能分辨相距更近的小目标或更为清晰地观察目标的细节(4)波长极表4:Mate30pro手机天线分布类型数量NFC1GPS1GNSS1WiFi2.
4GHzMIMO2WiFi5GHzMIMO2n794n78/n774MB/HB(n1/n3/n38/n41+LTE中高频)4LB(n28+LTE低频)2资料来源:互联网资料整理、东莞证券研究所手机产业系列报告之一22请务必阅读末页声明.
短,所需的天线尺寸很小,易于在较小的空间内集成大规模天线阵.
但是,虽然毫米波有以上多个优点,但是也同样存在明显的缺点.
第一,毫米波信号衰弱速度快;第二,毫米波绕射能力差,容易被楼宇,人体阻隔,反射和折射;第三,对器件加工的要求较高.
美国率先研发毫米波并使用.
目前全球5G网络建设的领先集团,主要使用的5G频段以3.
5GHz为主,主要原因是毫米波技术不成熟,同时毫米波网络布置成本较高,不利于5G网络建设的推进.
美国方面由于在3GHz或者中高频段附近的频谱资源非常稀缺,所以需要在毫米波的频段开发5G技术.
虽然3.
5GHz是目前全球主要使用的5G频段,但是考虑到5G未来的应用场景,要实现高速率,低时延,海量连接,毫米波将有较大的使用空间.
因此,5G网络应用的领先集团都开始涉及毫米波方面的研究.
近期,在2019年世界无线电通信大会(WRC-19)上,就IMT-2020(5G)的附加毫米波频谱划分达成一致,分别是:24.
25-27.
5GHz、37-43.
5GHz、45.
5-47GHz、47.
2-48.
2和66-71GHz频段.
频段的划分将促进5G进一步的快速发展.
图18:全球毫米波频谱现状资料来源:IT之家,东莞证券研究所高通发布毫米波天线模块.
2018年7月,高通发布全球首款毫米波天线模块QTM052.
QTM052包括集成式5G新空口无线电收发器、电源管理IC、射频前端组件和相控天线阵列,并可在26.
5-29.
5GHz(n257)以及完整的27.
5-28.
35GHz(n261)和37-40GHz(n260)毫米波频段上支持800MHz的带宽.
QTM052的设计还支持先进的波束成形、波束导向和波束追踪技术,以显著改善毫米波信号的覆盖范围及可靠性.
QTM052虽然集成了多个器件,但是整个模块尺寸长度与一美分硬币直径相似,可以减少手机内部占用空间,骁龙X505G调制解调器最多可以搭配四个QTM052毫米波天线模块,因此,一部智能手机可集成多达4个QTM052模组,总共允许16个总天线.
手机产业系列报告之一23请务必阅读末页声明.
图19:高通发布全球首款毫米波天线模块QTM052资料来源:电子发烧友,东莞证券研究所4.
2工艺提升单位价值量4.
2.
1手机净空区域减少提升天线要求手机净空区域不断缩减,对天线工艺设计能力提出更高要求.
近年来,智能手机向轻薄化、高屏占比不断发展,导致手机净空区域不断缩减;此外,目前手机主芯片集成5G调制解调器的技术方案尚不成熟,目前市场已有的5G手机,除了华为Mate30系列SoC集成5G芯片外,其他款式均采用外挂基带方案,如华为麒麟990芯片外挂巴龙5000,高通骁龙855芯片外挂X50,三星Exynos9820芯片外Exynos5100等,都将基带芯片以外置于SoC的形式单独出现在主板上.
与内置基带芯片相比,外挂的基带芯片占用了手机内部的黄金空间,导致手机净空区域进一步缩小.
此外,5G时代手机数据、信号处理能力提升带来手机使得手机耗电量大幅增加,需要配备更大电池,也影响了零部件占用体积,推动天线等零部件往小型化、集成化方向发展,对手机天线的制作材料和工艺设计难度提出了更高要求.
图20:屏占比提升,手机净空区域缩减图21:5G基带外挂方案将占用更多手机空间资料来源:电子发烧友,东莞证券研究所资料来源:电子发烧友,东莞证券研究所手机产业系列报告之一24请务必阅读末页声明.
4.
2.
2工艺革命,催生新型天线目前,市面上主要有两种手机天线工艺:LDS天线与FPC天线.
LDS天线即激光直接成型技术(Laser-Direct-structuring),利用计算机按照导电图形的轨迹控制激光的运动,将激光投照到模塑成型的三维塑料器件上,在几秒钟的时间内,活化出电路图案.
简单的说(对于手机天线设计与生产),在成型的塑料支架上,利用激光镭射技术直接在支架上化镀形成金属天线pattern.
LDS的优点是可以充分利用立体空间的中的各种不规则的面,缩小天线体积.
然而,LDS相对传统的FPC价格较高.
FPC天线是指以某种材料为基材制成的一种具有高度可靠性的柔性印刷电路板.
FPC天线根据基材的不同可以分为传统FPC天线、MPI天线、LCP天线.
传统的FPC天线是以聚酰亚胺(PI)为基材.
以FPC工艺制程的天线具备弯折性好、体积较小和制造成本低等优势.
使用PI基材的天线生产成本较低,但损耗因子和介电常数较大,且吸湿性较差,传输可靠性较低,尤其高频段传输损耗严重,已无法适应5G时代高速高频的发展特点.
MPI(ModifiedPI)天线是指以改进配方的聚酰亚胺作为基材的FPC天线.
MPI是传统PI软板的改性材料.
在15GHz以下的频率范围内综合性能接近LCP材料;价格相对LCP材料便宜.
LCP天线是采用LCP作为基材的FPC电路板,并承载部分天线功能.
LCP即液晶高分子聚合物,是一种新材料,具备低损耗、高灵活性、良好密封性等优点,在手机领域可以作为天线和高速连接器.
它具有低介电常数、低介质损耗等特质,更适用于高频信号传输.

LCP基材同时也具备低吸湿性,从而使其具有良好的基板可靠性;此外LCP软板具备良好的柔性性能,替代天线传输线可减小约65%的厚度,能进一步提高空间利用率,更好地适应5G时代.
随着高速高频应用趋势的兴起,LCP有望替代PI成为主流的天线软板工艺.

表5:5G时代手机内部净空区域将进一步压缩净空区域缩减原因解释手机屏占比提升全面屏趋势下手机向轻薄化,高频占比方向不断发展;屏幕模组压缩原来为天线预留的主净空区域基带外挂手机主芯片集成5G调制解调器的方案尚不成熟,目前5G手机大多采用外挂接待方案,外挂的基带芯片占用了手机内部部分空间集成组件数量增多手机性能大幅提升,集成功能组件数量增多,如传感器和摄像头等电池体积增大5G手机信号处理能力、数据处理量大幅提升,手机功耗增加加大对电池电量需求,而电池密度每年只增加10%,因此电池体积必然增大.
资料来源:电子发烧友,东莞证券研究所表6:LCP基FCCL和PI基FCCL性能对比性能单位LCP基FCCLPI基FCCL拉伸强度Mpa120(涂布法)、200(制膜亚合法)250-400手机产业系列报告之一25请务必阅读末页声明.
图22:LCP软板产品资料来源:电子制造工艺技术,东莞证券研究所4.
2.
3前期LDS和软板方案并存,后期LCP有望成主流5G推进初期天线仍旧是LDS和软板方案并存,后期LCP将有望成为主流.
根据5G规划,5G发展将分为两个阶段,前者是6GHz以下的频段,被统称为Sub6GHz,包括700MHz、2.
6GHz、3.
5GHz、4.
9GHz;第二种是6GHz以上的频段,其被称为毫米波,整体频率相对4G时代(1.
7GHz-2.
7GHz)提升.
在Sub6G阶段采用MIMO天线,天线数量增加,但天线制式未发生本质变化,LDS,FPC和金属件等天线加工工艺仍然适用.
华为mate20X5G版本仍使用传统的LDS天线,华为Mate30系列天线也采用金属中框+LDS的技术方案;三星S105G采用的是LDS天线;iPhone11系列采用LCP与MPI两种材料.
在毫米波阶段,智能终端通信频率明显提升,毫米波天线通过波束赋形有效提升信号传输距离,LCP天线凭借低介电常数、低介质损耗、低吸水性和绝佳可挠性等优势,有望在毫米波阶段称为主流.

4.
2.
4工艺难度推升单位价值量LDS天线制造流程短,可以不间断生产,并且无需电路图形模具,故障率低,能够充分利用支架立体结构来形成天线pattern.
MPI天线是对现有的PI配方进行了改进,LCP天线是采用了新型的材料.
从工艺难度看,LDSMPI>LDS.
目前,LDS天线单体价值量约是传统FPC的5倍,MPI天线单体价值量约伸长率%1030-80吸水率%0.
042.
9介电常数Ghz2.
83介质损耗(因子)Ghz0.
00250.
003Tg℃170250CTE10-5/℃10月22日18-28剥离强度Kgf/cm0.
91资料来源:薄膜通,东莞证券研究所手机产业系列报告之一26请务必阅读末页声明.
是传统FPC的6倍,LCP天线单体价值量约是传统FPC的11倍.
未来随着天线数量的增加,在手机内部空间有限的情况下,天线设计复杂度提升,天线的价值量也会有提升.

总结:天线数量方面,5G的应用场景决定了基站与终端的MIMO模式,4*4MIMO模式决定了5G手机接收天线的最低数量.
同时,由于5G需要高频谱以提升信道容量,新频谱的增加推升了5G手机的数量.
此外,未来毫米波将会是5G的重要应用频段,然而毫米波容易衰减并且易受阻挡,为解决该问题,5G手机在毫米波方面将会采用天线阵列模块放置在手机的多个位置以解决信号问题.
天线阵列的使用即是对手机内部设计的挑战,也是对5G手机天线数量的进一步催化.
天线价值量方面,由于手机内部空间进一步压缩,并且5G时代对信号传递有较高要求,催生了LDS,MPI,LCP等新型工艺天线,新型工艺天线随着工艺难度提升,单体价格逐步提升.
未来随着天线数量的增加,天线设计难度将会进一步上升,5G手机单机天线价值量会进一步攀升.
5射频前端各项成分更新换代5.
1新频段叠加模块化带动射频前端市场再上台阶信号的接收过程是天线接收到信号然后通过传输线传递到射频前端芯片,射频前端芯片对特定频率的射频信号进行放大或处理后,信号将会经过收发器到达基带芯片进行分析.
当信号需要发射时,信号将会沿着接收过程的反方向被发射.
从以上过程可以看出,射频芯片在手机信号的过程中具有非常重要的作用,承担着信号的筛选、放大、传输的作用.
图23:智能手机通信系统结构资料来源:互联网公开资料,东莞证券研究所根据组件种类的不同,射频前端主要包括功率放大器(PA)、天线开关(Switch)、滤波器(Filter)、双工器(Duplexer和Diplexer)和低噪声放大器(LNA)等.
其中功率放大器和低噪放大器都起到放大信号的作用,不同之处在于功率放大器位于发射链路,作用是将射频信号放大以便信号发射;而低噪放大器位于接收链路,通过将接收的射频信号放大以便于后续处理;天线开关是切换天线工作状态的开关,用于切换信号频段和信号的发手机产业系列报告之一27请务必阅读末页声明.
射、接收状态;滤波器的作用是对不同频率的信号进行筛选,允许特定频段的信号通过,剔除冗余频段的信号,从而保证信号的准确性;双工器则用于隔离发射信号和接收信号,它由两组不同频率的带阻滤波器组成,避免本机发射信号传输到接收机.

模块化将成为射频前端的发展趋势.
过去,射频前端器件主要以分立器件为主,全球主要的射频前端供应商以IDM形式存在.
然而,当前射频前端的技术存在向高集成度发展的趋势,例如使用SOI技术将LNA和开关器件集成在一块芯片上,而PA也在向标准化工艺(如标准III-V族工艺甚至CMOS)方向前进.
目前,高端手机的内部也出现射频模组集成化的情况.
例如,iPhoneXSMax的射频模组有8个,iPhone11proMax只有6个.
据麦姆斯咨询介绍,在6GHz以下频段方面,目前的射频前端领导者,如博通(Broadcom)、Qorvo、Skyworks、村田(Murata),已经开始适应这些变化.
Broadcom通过将中高频融合在一起,高通RF360方案,Murata将滤波器、RF开关、匹配电路等一体化的模块;QorvoRFFusion解决方案等,这些例子都显示了全球主要的射频前端供应商对射频前端高度集成化、模块化的看法.
新增频段叠加模块化提升射频前端价值量.
每一代通信技术的发展不是对过去通信技术的抛弃,而是在开发出新的通信技术同时,需要对旧的通信技术进行兼容,通信技术的发展主路径是加法,附带部分减法.
因此,5G技术的出现是需要4G/3G/2G网络的兼容.

GSM制式有4个频段选择,WCDMA有8个频段选择,到4G时代,以iphone6s为例,支持37频段.
5G时代,sub-6GHz支持频段有8个,毫米波支持3个频段.
当使用5G网络时,考虑到对4G/3G/2G部分频段进行兼并,预计5G时代频段数量会超过40个.
频段的增加要求射频前端的功能以及内部器件数量也跟随强化,因此射频前端的价值量也在提升.
2G时代,手机射频前端价值量为0.
9美元,3G时代是3.
4美元,4G前期是6.
15美元.
4G高端LTE时代手机做到全网通,因此价值量再次攀升,达到15.
3美元.
当我们对目前市场上存在的高端4G手机进行物料分析时,发现射频模块集成程度越高,射频模组的成本就越高.
例如iPhoneXSMax的射频模组有8个,物料成本是23美元;iPhone11proMax只有6个,但是价格达到31.
5美元.
在5G时代,手机内部剩余空间更少,射频前端模块化集成度将表7:手机中射频前端价值器件功能功率放大器(PA)用于实现发射通道的射频信号放大低噪放大器(LNA)用于实现接收通道的射频信号放大滤波器(Filter)用于保留特定频段内的信号,而将特定频段外的信号滤除天线开关(Switch)用于实现射频信号接收与发射的切换、不同频段间的切换双工器(Duplexer&Diplexer)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资料来源:互联网资料整理、东莞证券研究所手机产业系列报告之一28请务必阅读末页声明.
会进一步提高,叠加内部器件数量增加,预计未来5G手机射频前端单机价值量将达到40美元.
全球射频模组市场份额快速提升.
2017年,全球射频模组市场为150亿美元,其中滤波器市场最大为80亿美元,占52%;功率放大器为50亿美元,占38%.
随着5G手机的渗透率提升,以及5G手机单机射频模组的价值量提升,全球射频模组的市场空间将被快速拉起.
2023年,全球射频模组市场空间达到350亿美元,年复合增长率达到14%.
其中,滤波器有益于频谱的增加以及工艺的提升,市场空间达到225亿美元,占比64%,年复合增长率达到19%;功率放大器市场空间达到70亿美元,占比20%,年复合增长率达到7%;射频开关市场空间达到30亿美元,占比9%,年复合增长率为15%.
5G时代,射频模组中新增毫米波模块,市场空间为4.
23亿美元.
图24:2017-2023年射频前端模组市场资料来源:MEMS,东莞证券研究所表8:手机中射频前端价值2G3G4G4G高端LTE5G射频前端价值(美元)0.
93.
46.
1515.
3预计40iPhone11proMax:31.
5资料来源:互联网资料整理、东莞证券研究所手机产业系列报告之一29请务必阅读末页声明.
图25:各器件在射频前端模块中的占比资料来源:Yole,东莞证券研究所5.
2滤波器:5G时代要求升级,国产替代存在空间5.
2.
15G时代滤波器要求升级滤波器种类较多,包括多层陶瓷滤波器、单体式陶瓷滤波器、声学滤波器、空腔滤波器等.
声学滤波器在频带选择、Q值、插入损耗等方面具有明显优势,因此成为智能手机射频前端的主流滤波器方案.
按照工作原理不同,声学滤波器又可分为声表面滤波器(SAW)和体声波滤波器(BAW).
其中SAW利用石英等晶体的压电效应和声特性进行工作,由压电材料和两个叉指式换能器组成,输入端的IDT将电信号转换成声波并在滤波器基板表面进行传播,输出端的IDT将接收到的声波转换成电信号输出来实现滤波;BAW的声波则在基板内部垂直传播,通过振荡形成驻波,基板厚度和电机质量决定共振频率,从而实现滤波.
图26:SAW滤波器的工作原理图27:BAW全球市场格局资料来源:wind,东莞证券研究所资料来源:wind,东莞证券研究所SAW体积小,制作成本低,但使用范围受限.
与传统腔体/陶瓷滤波器相比,SAW体积更小,可以制作在晶圆上进行低成本批量生产,在低频段有很好的使用价值.
但是,SAW在中高频表现一般,当频率高于1GHz时选择性降低,在2.
5GHz左右时仅限于中等性能的应用.
此外,SAW对温度变化较为敏感,温度上升时,声表面波速度降低,基片材料刚手机产业系列报告之一30请务必阅读末页声明.
度降低,滤波器性能下降.
由于温度性能不佳,加上频率选择具有较高局限性,SAW在5G时代将面临挑战.

SAW滤波器的改进1.
TC-SAW对于声表面波器件来说,对温度非常敏感.
在较高温度下,SAW滤波器的性能会下降.
一种替代方法是使用温度补偿(TC-SAW)滤波器,它是在IDT的结构上另涂覆一层在温度升高时刚度会加强的涂层.
温度未补偿SAW器件的频率温度系数(TCF)通常约为-45ppm/℃,而TC-SAW滤波器则降至-15到-25ppm/℃.
目前TC-SAW技术越来越成熟,国外大厂基本都有推出相应产品,在手机射频前端取得不少应用,而国内的工艺仍需要摸索.
2.
I.
H.
P.
SAW(高频SAW滤波器)普通SAW支持的频率在2GHz以下,村田开发出I.
H.
P.
SAW滤波器(IncredibleHighPerformance-SAW).
村田希望SAW滤波器使用频率能达到4GHz以下,目前量产的频率可达3.
5GHz.
I.
H.
P.
SAW可以实现与BAW相同或高于BAW的特性,具备高Q值、低TCF、高散热性的优点.
BAW滤波器在高频段领域具有明显优势,但生产工艺复杂,生产成本较高.
与SAW相比,BAW在频率实用性和温度特性等方面优势明显,能更好地实现高频段的筛选,最大可以工作到20GHz,功率接近40dBm(10W),且对温度变化不敏感,具备"插入损耗小,带外衰减大"等优点.
但是,BAW制造流程相比SAW更为复杂,工艺步骤约为SAW的近10倍,生产制造成本远高于SAW.
出于成本因素考量,目前大多数智能手机仍采用SAW方案,未来随着5G手机不断渗透,BAW滤波器凭借在高频段领域的优良特性,市场份额有望提升.

BAW滤波器分为两种,分别是BAW-SMR与FBAR.
BAW-SMR就是通过堆叠不同刚度和密度的薄层形成一个声布拉格(Bragg)反射器,这样大部分波会反射回来和原来的波叠加,把声波反射到压电层里面.
FBAR就是薄膜腔声谐振滤波器,不同于以前的滤波器,是使用硅底板、借助mems技术以及薄膜技术而制造出来的.
表9:SAW与BAW的比较种类SAW滤波器BAW滤波器适用频段10MHz-2.
5GHz2GHz以上特征1、性能稳定:可靠性高,抗干扰能力强,不易老化1、频率高:最大工作频率可支持20GHz,功率可以接近40dBm(10W)2、使用方便:装配时只需要插入和焊机即可,无需调节等2、对温度不敏感:插入损耗小,带外衰减大3、选择性好:选择性一般可达到140db左右,可确保图像的清晰度3、尺寸小:尺寸随频率升高而缩小4、频带宽:动态范围大,并且中心频率不受信号强度的盈盈,能确保图像、彩电、声音的正常传输,不会互相干扰4、成本高5、插入损耗较大:使用需要在前级价款频带放大器,以补偿插入损耗5、Q值高,量产移植性困难资料来源:互联网资料整理、东莞证券研究所手机产业系列报告之一31请务必阅读末页声明.
图28:BAW-SMR器件结构图29:FBAR器件结构资料来源:互联网公开资料,东莞证券研究所资料来源:互联网公开资料,东莞证券研究所目前FBAR具备高于SAW滤波器的性能.
FBAR滤波器相比具有更广的射频范围,可以接收到3GHz以上的频率,目前全球主要5G商用国家使用的5G频段集中3.
5GHz附近.
第二,FBAR具备更低的插损,更高的Q值,对温度敏感度低,抗静电能力优秀的特点.
重要的是,FBAR滤波器尺寸较小,具有可集成的能力.
在5G时代,手机的功能相对4G时代会有一定程度的提升,例如电池,散热,存储等等,手机内部的净空间将会被进一步的压缩,届时,大量元件将会被集成,实现模块化;此外,器件供应商为了实现市场份额和市场地位的进一步提升,具备自家知识产权的多样器件组成的解决方案将会以模块的形式销售出去.
因此具备可继承的元件将会受到市场的青睐.
5.
2.
2美日虽强,国产仍存空间美日厂商垄断,国产替代空间巨大.
滤波器是通信行业高精尖技术的代表,设计及制造工艺复杂,具有极高生产壁垒.
当前SAW和BAW滤波器市场均呈现寡头垄断格局,美、日厂商占据绝大部分市场份额.
SAW由日本厂商垄断,村田(Murata)占据全球50%份额,村田、TDK、太阳诱电(TaiyoYuden)三家公司共占全球份额的85%;BAW滤波器则是美国厂商的天下,博通(Broadcom,已被Avago收购)一家独大,占据全球BAW市场87%的表10:SAW与BAW的比较SAWFBAR频率10MHz-3GHz500MHz-10GHz插损2.
5-4dB1-1.
5dB功率容量1WQ值200-400700-1000温度系数-35to-90ppm/℃-25to-30ppm/℃抗静电能力一般优秀尺寸小最小可集成性不能能资料来源:互联网资料整理、东莞证券研究所手机产业系列报告之一32请务必阅读末页声明.
市场份额,博通和Qorvo市场份额合计达95%.
国内声学滤波器尚在起步阶段,市场话语权有限,产量远远无法满足国内市场需求,因此具备广阔的国产替代空间.

图30:SAW全球市场格局图31:BAW全球市场格局资料来源:中国半导体行业协会,东莞证券研究所资料来源:中国半导体行业协会,东莞证券研究所SAW成为国产滤波器的率先突破口.
与BAW相比,SAW滤波器使用量较大,生产步骤较少,技术门槛相对较低,有望成为声学滤波器国产替代的突破口.
目前国内仅有麦捷科技、中电26所、德清华莹等少数几家具备SAW滤波器设计制造和量产能力,已实现为部分中低端机型供货.
随着国内厂商研发实力增强和生产工艺逐步成熟,我国SAW滤波器自给率将迎来提升.
智研咨询指出,2018年我国SAW滤波器产量为5.
04亿只,消费量为151.
2亿只,自给率仅为3.
33%;到2025年,我国SAW滤波器产量有望达到28.
02亿只,消费量小幅增长到157.
40亿只,自给率达到17.
80%.
图32:各器件在射频前端模块中的占比资料来源:智研资讯,东莞证券研究所我国正在加速研发BAW滤波器.
由于BAW滤波器在高频段具备良好的性能,并且随着频率的上升尺寸越小,因此,BAW滤波器在5G时代具备较高的应用潜能.
国产滤波器若想在滤波器领域在全球范围内有立足之地,BAW的研发与生产是重中之重.
虽然目前BAW滤波器领域,美国厂商具备垄断的实力,但是,我国部分企业不甘人后,正努力努力开发.

例如,天津诺思具有完全知识产权(IP)的FBAR晶圆厂,2018年底发布的5G新频段FBAR手机产业系列报告之一33请务必阅读末页声明.
滤波器,已向客户提供测试使用.
再如,开元通信推出了国产首颗应用在5Gn41频段的高性能BAW滤波器产品EP70N41.
这是国内芯片厂商在5GBAW滤波器的首次突破.
开元通信与国内领先的MEMS代工厂进行了深度战略合作,于2018年10月建成了本土唯一的8英寸BAW量产线.
目前开元通信首批客户已完成测试.

5G时代可用的滤波器不仅有BAW,存在可选方案.
2019年11月21日,安徽云塔电子科技有限公司在"世界5G大会"上,发布其自主研发的5GNRn77频带(3.
3-4.
2GHz)、n78频带(3.
3-3.
8GHz)、n79频带(4.
4-5.
0GHz)三款滤波器芯片.
这三款芯片比低温共烧陶瓷技术有着更加精密的工艺控制和一致性、更高的电容密度和更小更薄的尺寸.
这是国内厂商首次正式发布的进入5G最具代表性的Sub-6GHz频段的滤波器芯片.
麦捷科技方面表示,公司拥有LTCC滤波器技术可以应用于SUB-6GHZ和20GHZ以上超高频段,另外公司针对SUB-6GHZ频段正在研发FBAR等高性能滤波器;信维通信表示,公司SAW滤波器已经批量出货,类似BAW技术的产品已经研发成功.
5.
3功率放大器技术确定,材料中看国产替代机会5.
3.
1功率放大器市场提升,国外厂商成占据优势数量增加提升产品价值量.
功率放大器市场规模射频前端放大器包括两种,分别是射频低噪声放大器(LNA)和射频功率放大器(PA).
LNA用于实现接收通道的视频信号放大,PA则是用于实现发射通道的射频信号放大.
PA是手机中重要的器件之一,随着通信技术的提升以及频段数量增加,手机里面PA的数量也逐渐增加.
4G时代,手机所需的PA芯片约为5-7颗;5G时代,我们预测手机内的PA芯片数量将达到16颗.
随着4G手机和5G手机的渗透率的提升,PA市场规模将会继续扩大.
据Yole数据显示,2018年PA市场规模为60亿美元,预计2025年PA市场规模为104亿美元,年复合增长率达到8%.
国外厂商占据主要份额.
国外行业内主要芯片设计厂商一般同时向市场提供射频开关、射频低噪声放大器、射频功率放大器等多种产品.
目前,全球射频前端芯片市场主要被Broadcom、Skyworks、Qorvo等国外企业占据,因此,延伸到放大器部分,Broadcom、Skyworks、Qorvo三大射频前端公司依然占据全球大部分市场份额,三大射频公司占据全球92%的市场份额.
国内竞争厂商锐迪科、国民飞骧、唯捷创芯、韦尔股份等.

手机产业系列报告之一34请务必阅读末页声明.
图33:功率放大器全球竞争格局资料来源:Yole,东莞证券研究所5.
3.
2GaAs目前继续引领5G时代目前,在半导体材料领域内,除了有单一元素材料外,还有由两种及两种以上元素结合的形成的化合物半导体材料,主要包括GaAs(砷化镓)、InP(磷化铟)、氮化镓(GaN)、SiC(碳化硅)等.
化合物材料相比单一元素材料,有着禁带宽度更大、电子迁移率更高、击穿场强大、耐高温性更好等特点.
因此,使用化合物半导体材料做出来器件比传统的单一元素材料器件具有更好的特性,在通信领域中有更广泛的应用.

目前,射频功率放大器的设计与加工主要使用GaAs工艺、SiGe工艺和射频CMOS工艺3种工艺.
GaAs工艺的射频功率放大器主要适用于高功率输出的应用,广发应用于无线通信领域;SiGe工艺与SiCMOS工艺兼容,有助于实现射频功率放大器与射频集成电路的集成;射频CMOS工艺可以实现更高的集成度,成本也更低,但是CMOS射频功率放大器的性能,与GaAs相比尚有一定的差距,目前主要用于蓝牙、ZigBee等.
砷化镓属于Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料,为闪锌矿型晶格结构,晶格常熟为0.
565nm,熔点为1238℃,近代宽度为1.
424eV,是继硅、锗之后最主要的半导体之一.
GaAs器件具有高频、高速、耐高温、低噪声、抗辐射能力强等优点.
4G时代,手机端PA的工艺以CMOS和GaAs为主,5G时代更高的功率、频率及效率要求,对PA的性能也提出新的要求,GaAs材料的电子迁移率是Si的6倍,适合用于长距离、长通信时间的高频电路,因此,GaAs器件相对Si器件具有高频、高速的性能,在5G手机PA中将有望获得广泛的使用.
据集邦咨询预测,随着5G智慧型手机渗透率逐渐提升,将带动中国手机GaAsPA市场从2019年的18.
76亿美元增长到2023年的57.
27亿美元,年复合增长率达到19.
17%.

表11:Si、GaAs两种半导体材料的物理参数材料SiGaAs禁带宽度/eV1.
121.
43电子迁移率/(cm2/(V·s))14008500击穿电场强度/(V/cm)0.
3*1060.
4*106热导率(W/cm·K)1.
50.
54饱和速度(cm/s)1.
0*1072.
0*107手机产业系列报告之一35请务必阅读末页声明.
图34:功率放大器全球竞争格局资料来源:集邦咨询,东莞证券研究所5.
3.
3国产替代存在希望全球GaAs材料国外玩家处于垄断地位.
根据SemiconductorTODAY数据,目前全球半绝缘单晶GaAs衬底市场集中度CR3高达95%,日本的住友电气、德国费里伯格以及美国的AXT公司占据了95%以上的市场份额.
根据PioneerReports数据显示,国内主要GaAs单晶衬底生产厂商有中科晶电、云南锗业、有研新材、神舟晶体以及美国AXT全资子公司北京通美等.
目前,全球GaAs射频器件市场以IDM模式为主,主要厂商有美国Skyworks、Qorvo、Broadcom,日本村田等,CR4达到70%.
其中,Skyworks和Qorvo更是遥遥领先,达到32%和26%.
GaAs元件在全球范围内还有Fabless和晶圆代工产业.
2018年GaAs晶圆代工市场,中国台湾稳懋独占全球71%的市场份额,是全球第一大GaAs晶圆代工厂.
中国大陆方面,在Fabless领域,有昂瑞微、唯捷创芯、紫光展锐、国民飞骧等老牌厂商,主要集中在非高端手机领域.
在晶圆代工领域有海威华芯和三安集成.
近期,华为将自研的4GPA交由三安集成代工,在一定程度上,表明华为有意降低供应商的集中度,以及对国内集成电路产业的扶持.
目前国产手机品牌在全球出货量占比近4成.
虽然5G时代已经来临,但是全球普及尚需时间,4G网络将会在一段较长的时间内存在,因此,针对4G网络的PA依然存在相当大的市场空间.
因此,在自主可控的主旋律下,随着国产GaAsPA公司技术与产能的提升,国产GaAsPA产品将会在4G产品中渗透率逐渐提高,部分企业有望在大公司的扶持下实现5G产品的突破.
介电常数11.
812.
8资料来源:集成电路产业全书、东莞证券研究所手机产业系列报告之一36请务必阅读末页声明.
图35:GaAs元件市场格局图36:全球GaAs晶圆代工市占格局资料来源:StrategyAnalytics,东莞证券研究所资料来源:StrategyAnalytics,东莞证券研究所6、5G手机去金属化成趋势,三大方案可供选择6.
1手机后盖去金属化成为趋势5G信号衰减严重,手机后盖去金属化成为趋势.
从2012年iphone5首次使用金属后盖到2016年大部分手机主流品牌使用,金属后盖因为其色泽与手感成为了当时的潮流.

然而,金属材质后盖对无线信号具有屏蔽作用,且导热性强,在无线充电时易导致手机表面温度过高,影响使用安全.
2017年,5G概念在通信领域中出现,相关技术与要求已经在各大手机厂商中被广泛地提起.
5G手机通过增加内部天线和天线系统设计复杂度来提升信号收发质量,MassiveMIMO技术对电磁干扰的敏感程度提高,如何减少信号传输过程中的干扰成为焦点.
为适应5G技术带来的变化,多个手机厂商已经开始相关的试验,并体现在自家的产品之中.
金属后盖也随之在大部分手机品牌中消失.
对于金属后盖的取代方案,目前产业方面有三种材料可供选择,分别是玻璃、PC/PMMA复合材料、氧化锆陶瓷.
图37:2012年到2018年手机后盖材质变化资料来源:好奇心日报,东莞证券研究所手机产业系列报告之一37请务必阅读末页声明.
6.
2各项表现平衡,玻璃后盖已成潮流玻璃后盖已成为潮流.
早在2014年,联想就推出了玻璃后盖手机S850,但是玻璃后盖真正得到大规模使用则是从2017年开始.
2017年,苹果推出的iPhone8/8Plus/X采用2.
5D玻璃后盖,同年,安卓阵营发布的手机都是玻璃后盖.
至此,玻璃后盖正式成为潮流.
苹果在手机产业一直被认为是创新的风向标,从手机外观到手机功能.
虽然苹果在2019年未发布5G手机,但从2017年开始其手机产品全系采用玻璃后盖替换金属材质,以支持其最新搭载的无线充电功能,目前最新一代的iPhone11系列手机沿用2.
5D玻璃后盖.
安卓阵营方面,目前多个品牌已经发布了自家的5G手机.
从市场已发布5G手机情况看,除了三星S105G顶配版采用陶瓷材质后盖外,其余手机厂商大多采用3D玻璃作为手机后盖材料,以减少对手机信号的屏蔽作用.
表12:2012-2019年iPhone手机后盖材料材料种类耐磨性脆性刚性电磁屏蔽感官制造成本重量氧化锆陶瓷最好材料改性后塑性显著增强,满足跌落试验最好塑形变形小无影响、可一体成型最高最高厚度控制、一般聚碳酸酯塑料最差较好、材料有较强的塑性差、塑形变形明显无影响、可一体成型最低最低厚度较厚、较轻玻璃较好最差、但仍能满足跌落实验最好、塑形变形小无影响、可一体成型一般居中厚度较厚、重铝镁合金较差最好、金属塑形居中、有一定的塑形变形极大影响、上下天线处镶嵌塑料、释放信号较高较高厚度较薄、轻资料来源:UTPE弹性体门户、东莞证券研究所表13:2012-2019年iPhone手机后盖材料年份手机型号手机后盖材质2012iPhone5金属2013iPhone5s金属2013iPhone5C塑料2014iPhone6/6Plus金属2015iPhone6s/6sPlus金属2016iPhone7/7Plus金属2017iPhone8/8Plus/X2.
5D玻璃2018iPhoneXS/XSMax/XR2.
5D玻璃2019iPhone11/11Pro/11ProMax2.
5D玻璃资料来源:中关村在线、东莞证券研究所表14:部分5G手机手机后盖材料手机品牌手机型号手机后盖材质华为Mate30Pro5G3D玻璃华为Mate20X5G3D玻璃手机产业系列报告之一38请务必阅读末页声明.
相比金属材料,玻璃材质不具备电磁屏蔽特性且导热性较弱,且相比陶瓷后盖生产成本较低,是生产5G手机后盖的理想材料.
随着技术演进,玻璃后盖耐磨、耐摔和抗压等性能得到提高,被越来越多手机厂商所采用.
根据Counterpoint数据,2016年全球手机出货中仅有约7%手机采用玻璃后盖材质,截至2018年底提升至约26%,预计到2020年底出货占比将提升至约60%.
我们认为,随着5G手机普及和无线充电渗透率提高,3D玻璃将迅速实现对金属后盖的替换,预计渗透率将快速提升.
图38:玻璃盖板渗透率将不断提升资料来源:Counterpoint,东莞证券研究所荣耀V303D玻璃三星GalaxyNote10+5G3D玻璃三星GalaxyS105G玻璃、陶瓷vivoiQOOPro5G3D玻璃VivoNEX35G3D玻璃小米9Pro3D玻璃小米RedmiK305G3D玻璃中兴Axon10Pro5G3D玻璃资料来源:中关村在线、东莞证券研究所表15:部分5G手机后盖材料手机品牌手机型号手机后盖材质华为Mate30Pro5G3D玻璃华为Mate20X5G3D玻璃荣耀V303D玻璃三星GalaxyNote10+5G3D玻璃三星GalaxyS105G玻璃、陶瓷vivoiQOOPro5G3D玻璃VivoNEX35G3D玻璃小米9Pro3D玻璃小米RedmiK305G3D玻璃手机产业系列报告之一39请务必阅读末页声明.
6.
3价廉物美,复合板材异军突起复合板材主要是指用PC和PMMA通过共挤制作而成的手机后盖.
PC,即聚碳酸酯,PC拥有优良的耐蠕变性能、抗冲击性能、较高的伸长率和刚性、弯曲强度、拉伸强度,并具备较好的耐热性和耐寒性、电性能突出,吸收率低,透光性好等特点.
PC还可与其他树脂共混形成PC混合物或PC合金,进行改性,克服其抗溶剂性和耐腐性较差的缺点,完善性能,满足多种特定应用领域性能的要求.
PMMA,即聚甲基丙烯酸甲酯,具有较好的透明性、化学稳定性、耐候性、易染色、易加工、外观优美等特点.
共挤复合数采用数台挤出机将不同种类的树脂同时挤入到一个复合模头中,各层树脂在模头内或外汇形成一体,挤出复合后经冷却定型即成为复合薄膜.
因层与层之间无需使用粘合剂,所以不存在残留溶剂问题,薄膜无异味.
复合板材手机后盖将有望在5G中低端手机中使用.
首先,要满足在5G时代广泛使用,首先要5G抗信号屏蔽要求.
复合板材手机后盖的抗信号屏蔽性能虽然不及玻璃和陶瓷材质后盖,但是优于金属材质后盖.
第二,复合板材主要有两层复合材料,PMMA层和PC层.
PMMA具有较高的硬度和耐磨性,所以可用于手机盖板的外层使用.
但是由于性脆,所以复合PC作为内层,这样材料整体的韧性提高.
目前复合板材表面硬度达到4H-6H;耐磨性可做到0000钢丝绒1公斤力,1cm*1cm磨头,5000次完好,基本可以符合手机等电子产品对于材质性能的要求.
第三,复合板材手机后盖采用共挤工艺制作,能实现一次挤出成型,其工艺简单,节省能源,生产效率高,成本低.
虽然复合板材具备一定的优点,但是依然存在不足之处.
首先,由于复合板材在硬度方中兴Axon10Pro5G3D玻璃资料来源:中关村在线、东莞证券研究所表16:PC和PMMA性能比较聚碳酸酯(PC)亚克力(PMMA)结晶情况非结晶塑料非结晶塑料透明性能透光率89%,仅次于PMMA和PS透光率高达92%以上燃烧性能燃烧慢,离火后慢熄难着火,能缓慢燃烧力学性能刚硬带着韧性,耐冲击性在塑料中最好,耐疲劳强度差,对缺口敏感,耐应力开裂显著质轻不易变形,耐冲击性及表面硬度均稍差,表面容易擦花耐腐蚀性能化学稳定性较好,但不耐碱、酮、芳香烃等有机溶剂不耐醇、酮、强碱,能溶于芳香烃、氧化烃成型方面成型收缩率小(0.
5-0.
7%),成品精度高,尺寸稳定性高容易成型,尺寸稳定资料来源:多普达聚合物有限公司、东莞证券研究所手机产业系列报告之一40请务必阅读末页声明.
面相对于玻璃与陶瓷材质较差,因此复合板材不耐磨,塑性变形明显.
第二,手感与外观表现上不如玻璃与陶瓷材质的贴合与高端.
最后,散热效果较差.
综合以上优点与不足之处,低成本的复合板材手机后盖已经能满足基本要求,预计在5G时代,PC/PMMA复合材料在追求高性价比的中低端手机市场渗透率不断提升.
6.
4氧化锆陶瓷,高端方案需要时间等待氧化锆陶瓷具有熔点和沸点高、硬度大、常温下为绝缘体、而高温下则具有导电性等优良性质.
氧化锆陶瓷手机后盖结合了玻璃的外观与硬度高的优异性能,同时拥有接近于金属材质的良好导热率,其介电常数高,无信号屏蔽.
氧化锆陶瓷手机背板的制备主要包括氧化锆陶瓷粉体的制备、成型、烧结、研磨抛光处理等流程.
其中氧化锆陶瓷粉体的制备是整个流程中最重要且技术难度最大的部分.
氧化锆陶瓷手机背板粉体是纳米复合氧化锆,纳米复合氧化锆在制备陶瓷时,其质量要求包括,粒度分布是正态分布,颗粒形状接近圆形,分散性要好,纯度高等.
氧化锆手机后盖虽然性能优良,但是由于制作难度大,导致出现良品率低,高成本等问题,一直难以得到推广,目前仅出现在较少的高端手机中.
2018年,氧化锆陶瓷在手机背板的渗透率较低,仅为1%.
目前高端应用如AppleWatch的背板采用的材料是氧化锆陶瓷,预计未来几年随着5G的商业化应用不断成熟,进一步完善的生产工艺使背板成本不断降低,市场渗透率有望提升.

7、投资策略投资建议:首次给予推荐评级.
全球智能手机出货量增速在连续7个季度下跌后,由于安卓阵营发布5G手机以及苹果手机销量回暖,手机出货量增速终于迎来企稳.
我国5G商用已经开始,2020年是我国5G网络建设的大年,5G网络将获得进一步完善.
我们通过分析目前韩国5G应用的情况,类比认为,我国在2020年将有望开启5G手机换机潮,推动智能手机的出货量.
5G对比4G的第一区别是通过多种技术实现网络速度的倍增.
这些新的技术应用对手机相关元器配件的功能提出了新的要求.
从基带芯片,到天线,射频前端,到手机后盖都有涉及.
受益于新的要求,手机元器件既有因材料工艺提升获得的单体价值量的上升,也有因使用数量的提升实现价值总量提升.
建议关注受益于换机潮,产品单机价值含量提升,并拥有优质客户资源的元器件供应商.
天线:信维通信(300136),立讯精密(002475)、硕贝德(300322)射频:信维通信(300136)、麦捷科技(300319)、卓胜微(300782)、三安光电(600703)手机盖板:蓝思科技(300433)、智动力(300686)、领益智造(002600);先进封装:环旭电子(601231)、长电科技(600584)、华天科技(002185).
8、风险提示手机出货量不及预期:自2020年1月1日起,工信部对于5G终端的入网申请原则上需要其同时兼容NSA独立组网和SA独立组网的通信架构.
大部分手机厂商对于相关技术手机产业系列报告之一41请务必阅读末页声明.
的研发和商用还需要一定的时间,这将成为5G手机持续推出的一大挑战.
虽然已有5G手机价格已经下探至与4G手机相当,但由于其5G通信架构是建立在5GNSA非独立组网的方式上,致使部分消费者将暂缓换机计划,手机出货量将受到消费终端的影响.

原材料等价格上涨:我国在高端制造材料的自给率还处于低位,大部分材料还需要进口.
但对于上游材料的议价能力较弱,存在价格上涨的可能,致使企业成本上升.

宏观经济环境变化:在贸易形式不断改变下,部分国家对于我国相关产业产品出口限制将对产业有所打击.
表17:重点公司盈利预测(截至2020/1/18)代码名称股价EPSPE评级评级变动2018A2019E2020E2018A2019E2020E300136信维通信45.
171.
011.
091.
47454131推荐维持002475立讯精密41.
900.
660.
781.
05635440推荐维持300322硕贝德21.
370.
150.
350.
511426142谨慎推荐维持300319麦捷科技12.
940.
190.
210.
35686237推荐首次300782卓胜微426.
892.
164.
917.
451978757推荐维持600703三安光电21.
040.
690.
370.
56305737推荐维持300433蓝思科技17.
650.
160.
420.
581104230推荐维持300686智动力23.
250.
030.
720.
987223224推荐首次002600领益智造12.
60-0.
100.
340.
41-3731谨慎推荐首次601231环旭电子21.
950.
540.
620.
79413528推荐维持600584长电科技23.
70-0.
650.
050.
36-45366推荐维持002185华天科技8.
930.
180.
110.
23498139推荐维持资料来源:东莞证券研究所手机产业系列报告之一42请务必阅读末页声明.
东莞证券研究报告评级体系:公司投资评级推荐预计未来6个月内,股价表现强于市场指数15%以上谨慎推荐预计未来6个月内,股价表现强于市场指数5%-15%之间中性预计未来6个月内,股价表现介于市场指数±5%之间回避预计未来6个月内,股价表现弱于市场指数5%以上行业投资评级推荐预计未来6个月内,行业指数表现强于市场指数10%以上谨慎推荐预计未来6个月内,行业指数表现强于市场指数5%-10%之间中性预计未来6个月内,行业指数表现介于市场指数±5%之间回避预计未来6个月内,行业指数表现弱于市场指数5%以上风险等级评级低风险宏观经济及政策、财经资讯、国债等方面的研究报告中低风险债券、货币市场基金、债券基金等方面的研究报告中风险可转债、股票、股票型基金等方面的研究报告中高风险科创板股票、新三板股票、权证、退市整理期股票、港股通股票等方面的研究报告高风险期货、期权等衍生品方面的研究报告本评级体系"市场指数"参照标的为沪深300指数.
分析师承诺:本人具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格或相当的专业胜任能力,以勤勉的职业态度,独立、客观地在所知情的范围内出具本报告.
本报告清晰准确地反映了本人的研究观点,不受本公司相关业务部门、证券发行人、上市公司、基金管理公司、资产管理公司等利益相关者的干涉和影响.
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