「 國金電子 」周觀點:看好5G基站射頻技術變革下的新機會(2018-09-16)

作者:Hailey 時間:2018-09-17 03:17:51 標籤: 分類:

國金電子周觀點

2018.09.16

核心觀點:看好5G基站射頻技術變革下的新機會

我們認為,5G進程明顯加快,建議關注5G受益(基站濾波器/PA、基站PCB、移動終端天線、射頻前端及散熱技術)、汽車功率半導體器件、高功率光纖激光器等方向。


看好5G基站濾波器和功率放大器

5G陶瓷介質濾波器迎來發展新機遇。濾波器是基站射頻系統關鍵部件。基站濾波器是射頻系統的關鍵部件,通過對不同頻率的信號進行濾波,保障信號能在特定的頻段內有效傳輸,提高信號的有效性和可靠性。基站濾波器主要分為兩大類 :腔體濾波器和介質濾波器。

5G時代,陶瓷介質濾波器將成為主流。3G/4G時代,由於同軸腔體濾波器工藝成熟,成本低,因此成為主流。5G時代,元器件增加,濾波器需要更加小型化和集成化。陶瓷介質濾波器體積小,利用介質陶瓷材料的低損耗、高介電常數、頻率溫度系數和熱膨脹系數小、可承受高功率等特點,將成為主流。陶瓷介質濾波器增長潛力巨大。根據IHS的數據,預計2020年用於5G基站的介質濾波器的市場規模將超過15.6億美金,年複合增長率達到143.9%。


5G基站RF功率放大器GaN 有望異軍突起

GaN HEMT已經成為未來宏基站功率放大器的主流候選技術。GaN高電子遷移率電晶體(HEMT)憑藉其固有的高擊穿電壓、高功率密度、大帶寬和高效率,已成為基站PA的有力候選技術。對於約翰遜品質因數(FoM),GaN器件比矽(Si)、砷化鎵(GaAs)、碳化矽(SiC)和磷化銦(InP)要高出幾個數量級。

與現有的矽LDMOS和GaAs解決方案相比,GaN器件能夠提供下一代移動通信網絡所需的具有較高功率/效率水平的功率放大器。而且,GaN的寬帶能力是實現許多重要新技術(如多頻帶載波聚合)的關鍵因素之一。對於6Ghz附近的宏蜂窩單元將普遍使用GaN器件,因為LDMOS不能工作在如此高的頻率下,而GaAs對於高功率應用來說並不是最佳的工藝選擇。但是,由於小基站(微基站)不需要很高的功率,現有GaAs技術仍然具有優勢。

根據Yole預測,2017年,全球GaN射頻市場規模約為3.84億美元,預測至2023年,GaN RF器件的市場營收預計將達到13億美元,約佔3W以上的RF 功率市場的45%。

我們認為,隨着5G基站建設進程的加快,5G基站濾波器和功率放大器將迎來發展良機,使用量大幅增加,看好重點受益公司:立訊精密、東山精密建議關註:三安光電、Qorvo、ADI、Infineon


國產高功率光纖激光器發力,大有可為。

光纖激光器具有獨特優勢,已發展成為激光技術主流方向。全球光纖激光器市場快速增長,從2013年的8.41億美元增長至2017年的20.39億美元,年均複合增長率達24.78%,呈現快速增長的良好態勢。未來光纖激光器有望繼續保持快速增長態勢,根據IDTechEx預測,到2028年全球光纖激光器市場的規模將達到89億美元。

光纖激光器有望繼續快速增長:(1)機械加工向激光加工轉變,2017年全球機械工具銷售額780億美元,其中基於激光的設備約140億美元,佔比約18%,隨着技術、工藝演進,激光加工成本、效率優勢愈加凸顯,激光加工不斷替代傳統機械加工。(2)光纖激光器將不斷替代傳統激光器,與傳統激光器相比,光纖激光器具有轉換效率高、光束質量好、散熱性能好、結構簡單,維護成本低,柔性傳輸等特點,隨着光纖激光器的價格下降、切割工藝的改良、高功率崛起,光纖激光器將不斷替代傳統激光器。(3)新興產業需求逐漸增多,光纖激光器在工業加工上優勢明顯,未來在新興領域的應用將越來越廣泛,如智能手機全面屏加工、脆性材料加工、動力電池激光加工、汽車輕量化車身材料加工、3D打印、激光雷達及感測等。

我們認為,國內企業在中低功率光纖激光器領域已取得較快發展,並在高功率領域逐步取得突破,在人民幣貶值及中美貿易摩擦的背景下,高功率光纖激光器國產替代拉開帷幕,再加上新興市場需求快速增長,行業龍頭公司將迎來良好的發展機會,看好重點受益公司:銳科激光、大族激光


擁抱5G,基站端PCB/覆銅板產業迎來發展新機遇

我們從產業鏈調研了解到,用於射頻單元的半導體元器件(ASIC、FPGA、LDMOS、GaN、PLL以及RF部件)的採購量突然呈現「激增」態勢,尤其是華為的新增基站設備,全部都轉向GaN器件,5G基站建設加速情況非常明顯,基站用PCB/覆銅板將迎來發展新機遇。

5G基站:結構升級,數量增加。基站結構:由4G時代的BBU+RR天線,升級為DU+CU+AAU三級結構。總的基站數將由2017年的375萬個,增加到2025年的1442萬,複合增速18.33%。


PCB變化:5G時代,PCB將迎來量價齊升

AAU、BBU上PCB層數和面積增加。隨着5G頻段增多,頻率升高使得射頻前端元件數量大幅增加,以及Massive MIMO集合到AAU上,AAU上PCB使用面積大幅增加,層數增多,天線AAU 的附加值向PCB 板及覆銅板轉移;隨着5G傳輸數據大幅增加,對於基站BBU的數據處理能力有更高的要求,BBU將採用更大面積,更高層數的PCB。

5G基站PCB價值量更高。隨着頻段增多,頻率升高,5G基站對高頻高速材料需求增加;同時,對於PCB的加工難度和工藝也提出了更高的要求,PCB的價值量提升。

通信(基站)用PCB需求增速最快。據Prismark 統計,全球PCB下游應用增長率情況, 通信(基站)2017-2021年複合增速將達到6.9%,遠高於其他行業增速。


覆銅板變化:高頻高速基材將迎來高增長。傳統4G基站中,主要是RRU中的功率放大器部分採用的高頻覆銅板,其餘大部分採用的是FR-4覆銅板,而5G由於傳輸數據量大幅增加,以及對射頻要求更高,將採用更多的高頻高速覆銅板。

我們預測,5G基站端需求PCB的面積將增加4-6倍,看好重點受益公司:滬電股份、東山精密、深南電路、生益科技


看好5G通信連接器新增長及國產化

近期我們周報連續重點談論了5G給電子行業帶來的機會,包括5G天線、5G散熱、5G基站PCB/覆銅板、5G手機的進展。本周我們繼續研究5G帶來的連接器行業的機會。

全球連接器市場1550億美元,汽車和通信是佔比最高也是成長性最好的領域。目前汽車/通信連接器市場空間分別為490/450億美元,未來五年CAGR(2018-2023)分別為7.3%/8.7%,其中通信是增長最快的領域。而全球射頻連接器市場空間將由2017年的138億美元,增加到2022年的189億美元,年複合增速6.5%。

傳統射頻連接器常應用於基站天線、射頻拉遠單元(RRU)和跨接/饋電電纜。4G技術的升級以及5G的推廣將會增加連接器的使用數量,同時對連接器的性能提出了更高要求。①高階FDD-LTE MIMO將採用更多的連接器。②多模多頻以及LTE新頻段將增加對射頻連接器的需求。

5G大規模MIMO天線系統帶來射頻連接器的數量增加和產品升級。5G將採用大規模MIMO技術,天線與RRU集成為AAU,RRU外部不需要用跨接電纜與端口天線相連的個射頻連接器。而大規模MIMO有源天線設計都是PCB板上的天線陣列和射頻收發器子系統。每個天線陣列都由小型板對板射頻連接器與對應的射頻收發器相連。為了應對基站配置的變化,同時達到更好的PIM性能,5G基站用到的高功率射頻連接器正在升級,由傳統7-16 DIN型升級到尺寸更小、性能更好的4.3-10 DIN型以及最新研發的NEX10TM,還有針對5G大規模MIMO天線系統的小尺寸MCX/MMCX連接器。

我們認為,隨着5G基站數量增加,以及大規模MIMO技術的採用,射頻連接器是數量會同步增加。對於國內的連接器企業將充分受益5G發展紅利。在中美貿易摩擦及人民幣貶值的背景下,倒逼下游設備廠商積極加速採用國內供應商的產品,國產替代需求迫切,看好重點受益公司:立訊精密、中航光電。立訊精密今年上半年通訊業務大幅增長166%,中航光電通訊業務也實現了快速增長。


高通推出5G射頻模組,看好5G手機天線變革的機會

7月23日,高通宣佈推出全球首款面向智能手機和其他移動終端的全集成5G新空口毫米波及6GHz以下射頻模組,目前最新零組件正在送樣客戶,預計將內建在2019年初第一批問世的5G手機當中。高通5G毫米波射頻模組尺寸非常小,可以在空間和成本允許的情況下,在手機的四個邊立面上配備4個毫米波天線模組,以配合5G調製解調器晶片。這些毫米波天線模組都會連接到驍龍X50 5G調製解調器上,並集成從調製解調器往後的所有射頻鏈路晶片上的功能,包括收發器、射頻前端、天線等。隨着5G標準的逐步確定及各硬件技術的成熟,5G應用也漸行漸近。

我們調研了台灣經砷化鎵代工龍頭及國內手機ODM廠商,高通、Skyworks等國際大廠在5G技術發展上速度明顯加快,國內手機廠商也積極推進5G手機研發,預計明年各品牌5G手機將閃亮登場,給智能手機產業帶來了新的生機與活力,手機天線及射頻前端系統也將迎來重大變革,並帶來需求量的增加及新的發展機遇。

從蘋果推出的LCP天線,再到高通推出的5G毫米波天線模組,手機從4G向5G演進的過程中,天線將發生重大變化,單機價值量會大幅增加,看好重點受益公司:立訊精密、信維通信

本周重點推薦:立訊精密、東山精密、信維通信、深南電路、滬電股份、中航光電、銳科激光

9月推薦:立訊精密、東山精密、信維通信、大族激光、艾華集團、歐菲科技、水晶光電、揚傑科技、勝宏科技、中航光電、三安光電、法拉電子、深南電路、滬電股份、銳科激光

一、看好5G基站濾波器和功率放大器

5G射頻系統非常複雜,尤其是那些需要使用高載波頻率和寬頻帶的新技術,包括載波聚合、Massive MIMO等,隨着5G頻段增多,頻率提高,5G基站中濾波器和PA將迎來量價齊升。


5G陶瓷介質濾波器迎來發展新機遇

濾波器是基站射頻系統關鍵部件。基站濾波器是射頻系統的關鍵部件,通過對不同頻率的信號進行濾波,保障信號能在特定的頻段內有效傳輸,提高信號的有效性和可靠性。基站濾波器主要分為兩大類 :腔體濾波器和介質濾波器。

3G/4G時代,金屬腔體濾波器是主流。3G/4G時代,金屬同軸腔體濾波器是是主流,其工作原理是通過不同頻率的電磁波在腔體濾波器中振蕩,保留達到濾波器諧振頻率的電磁波,而其他頻率的電磁波在振蕩中耗散掉,從實現濾波的功能。由於同軸腔體濾波器工藝成熟,成本低,因此在3G/4G時代成為主流。

5G時代,陶瓷介質濾波器將成為主流。5G時代,元器件的增加,濾波器需要更加小型化和集成化。陶瓷介質濾波器沒有金屬腔體,體積小。此外,利用介質陶瓷材料的低損耗、高介電常數、頻率溫度系數和熱膨脹系數小、可承受高功率等特點設計製作的。通常的介質濾波器為方形截面波長一體化諧振子,通過在陶瓷體中間的方形孔使兩個諧振子得到最佳藕合。其特點是體積小、插入損耗小、耐功率性好、帶寬窄,具有良好的選頻作用。

陶瓷介質濾波器大概率用在基站AAU部分。介質濾波器主要使用陶瓷材料,相比傳統濾波器可以做到更小的尺寸,比如:全陶瓷的波導濾波器可以做到兩個火柴盒的大小。在5G密集組網情況下,使用基站內部介質濾波器可使AAU小型化,進而顯著降低運營商基站選址成本,大概率將被廣泛用在AAU部分。

陶瓷介質濾波器增長潛力巨大。根據IHS的數據,預計2020年用於5G基站的介質濾波器的市場規模將超過15.6億美金,年複合增長率達到143.9%。

5G基站RF功率放大器GaN 有望異軍突起,成為主流

GaN HEMT已經成為5G宏基站功率放大器的主流候選技術。GaN高電子遷移率電晶體(HEMT)憑藉其固有的高擊穿電壓、高功率密度、大帶寬和高效率,已成為基站PA的有力候選技術。

GaN 是極穩定的化合物,具有強的原子鍵、高的熱導率、在Ⅲ-Ⅴ族化合物中電離度是最高的、化學穩定性好,使得GaN 器件比Si 和GaAs 有更強抗輻照能力,同時GaN又是高熔點材料,熱傳導率高,GaN功率器件通常採用熱傳導率更優的SiC做襯底,因此GaN 功率器件具有較高的結溫,能在高溫環境下工作。

GaN將在高功率,高頻率射頻市場優勢明顯。相比於4G,5G的通信頻段往高頻波段遷移。目前我國4G網絡通信頻段以2.6GHz為主,2017年工信部發佈了5G系統在3-5GHz頻段(中頻段)內的頻率使用規劃,後期會逐步增補6GHz以上的高頻段作為容量覆蓋。相較於基於Si的橫向擴散金屬氧化物半導體(Si LDMOS,Lateral Double-diffused Metal-oxide Semiconductor)和GaAs,在基站端GaN射頻器件更能有效滿足5G的高功率、高通信頻段和高效率等要求。目前針對3G和LTE基站市場的功率放大器主要有Si LDMOS和GaAs兩種,但LDMOS 功率放大器的帶寬會隨着頻率的增加而大幅減少,僅在不超過約3.5GHz的頻率範圍內有效,而GaAs功率放大器雖然能滿足高頻通信的需求,但其輸出功率比GaN器件遜色很多。然而,在移動終端領域GaN射頻器件尚未開始規模應用,原因在於較高的生產成本和供電電壓。GaN將在高功率,高頻率射頻市場發揮重要作用。

預計到2025年GaN將主導RF功率器件市場,搶佔基於矽LDMOS技術的基站PA市場。根據yole的數據,2014年基站RF功率器件市場規模為11億美元,其中GaN佔比11%,而橫向雙擴散金屬氧化物半導體技術(LDMOS)佔比88%。2017年,GaN市場份額預估增長到了25%,並且預計將繼續保持增長。預計到2025年GaN將主導RF功率器件市場,搶佔基於矽LDMOS技術的基站PA市場。

預計2022年,4G/ 5G基礎設施用RF半導體的市場規模將達到16億美元,其中,MIMO PA年複合增長率將達到135%,射頻前端模塊的年複合增長率將達到119%。

下圖展示的是鍺化矽和氮化鎵的毫米波5G基站MIMO天線方案,左側展示的是鍺化矽基MIMO天線,它有1024個元件,裸片面積是4096平方毫米,輻射功率是65dbm,與之形成鮮明對比的,是右側氮化鎵基MIMO天線,儘管價格較高,但功耗降低了40%,裸片面積減少94%。

根據Yole預測,2017年,全球GaN射頻市場規模約為3.84億美元,在3W以上(不含手機PA)的RF射頻市場的滲透率超過20%。GaN在基站、雷達和航空應用中,正逐步取代LDMOS。隨着數據通訊、更高運行頻率和帶寬的要求日益增長,GaN在基站和無線回程中的應用持續攀升。在未來的網絡設計中,針對載波聚合和大規模輸入輸出(MIMO)等新技術,GaN將憑藉其高效率和高寬帶性能,相比現有的LDMOS處於更有利的位置。

未來5~10年內,Yole預計GaN將逐步取代LDMOS,並逐漸成為3W 及以上RF功率應用的主流技術。而GaAs將憑藉其得到市場驗證的可靠性和性價比,將確保其穩定的市場份額。LDMOS的市場份額則會逐步下降,預測期內將降至整體市場規模的15%左右。預測至2023年,GaN RF器件的市場營收預計將達到13億美元,約佔3W以上的RF 功率市場的45%。

境外GaN射頻器件產業鏈重點公司及產品進展:目前微波射頻領域雖然備受關注,但是由於技術水平較高,專利壁壘過大,因此這個領域的公司相比較電力電子領域和光電子領域並不算很多,但多數都具有較強的科研實力和市場運作能力。

GaN 微波射頻器件的商業化供應發展迅速。據材料深一度對Mouser 數據統計分析顯示,截至2018年4月,共有4家廠商推出了150個品類的GaN HEMT, 佔整個射頻電晶體供應品類的9.9%,較1月增長了0.6%。

Qorvo、CREE、MACOM 73%的產品輸出功率集中在10W~100W之間,最大功率達到1500W(工作頻率在1.0-1.1GHz, 由Qorvo生產),採用的技術主要是GaN/SiC GaN路線。

此外,部分企業提供GaN射頻模組產品,目前有4家企業對外提供GaN射頻放大器的銷售,其中Qorvo產品工作頻率範圍最大,最大工作頻率可達到31GHz。Skyworks產品工作頻率較小,主要集中在0.05-1.218GHz之間。

在我國工信部公佈的2個5G工作頻段(3.3-3.6GHz、4.8-5GHz,)內,Qorvo 公司推出的射頻放大器的產品類別最多,最高功率分別高達 100W和 80W(1月份Qorvo在4.8-5GHz的產品最高功率為60W),ADI在4.8-5GHz的產品最高功率提高到50W(之前產品的最高功率不到40W), 其他產品的功率大部分在50W 以下。

大陸GaN射頻器件產業鏈重點公司及產品進展:歐美國家出於對我國技術發展速度的擔憂及遏制我國新材料技術的發展想法,在第三代半導體材料方面,對我國進行幾乎全面技術封鎖和材料封鎖。在此情況下,我國科研機構和企業單位立足自主創新,目前在GaN微波射頻領域已取得顯著成效,在軍事國防領域和民用通信領域兩個領域進行突破,打造了中電科13所、中電科55所、中興通信、大唐移動等重點企業以及中國移動、中國聯通等大客戶。

蘇州能訊推出了頻率高達6GHz、工作電壓48V、設計功率從10W-320W的射頻功率電晶體。在移動通信方面,蘇州能訊已經可以提供適合LTE、4G、5G等移動通信應用的高效率和高增益的射頻功放管,工作頻率涵蓋1.8-3.8GHz,工作電壓48V,設計功率從130W-390W,平均功率為16W-55W。

我們認為,隨着5G基站建設進程的加快,5G基站濾波器和功率放大器將迎來發展良機,使用量大幅增加,建議重點關注受益公司:立訊精密、東山精密,三安光電、Qorvo、ADI、Infineon

二、國產高功率光纖激光器發力,大有可為

光纖激光器已成主流,未來有望繼續替代傳統激光器:根據增益介質不同;激光器可以分為液體激光器、氣體激光器、半導體激光器和固體激光器等。與其他激光器相比,光纖激光器擁有結構簡單、轉換效率高、光束質量好、維護成本低、散熱性能好等優點,已成為金屬切割、焊接和標記等傳統工業製造領域的主流光源,並廣泛應用於醫療美容、航空航天和軍事應用等領域,目前已成為激光技術發展主流方向和激光產業應用主力軍。

光纖激光器主要由光學系統、電源系統、控制系統和機械結構四個部分組成,其中,光學系統有泵浦源、增益光纖、光纖光柵、信號/泵浦合束器及激光傳輸光纜等光學器件材料通過熔接形成全光纖激光器,並在電源系統、控制系統的驅動和監控下實現激光輸出。同時,光纖激光器根據功率大小的不同採用不同的冷卻方式,通常情況下,功率低於200W時採用風冷結構,功率大於200W時採用循環水製冷,以保證激光器在工業環境條件可靠穩定運行。

2013年以來,全球光纖激光器市場規模逐年增長,從2013年的8.41億美元增長至2017年的20.39億美元,年均複合增長率達24.78%,呈現快速增長的良好態勢。

同時,全球光纖激光器在工業激光器中的市場份額保持逐年上升,從2013年的33.8%提升至2017年的47.3%,成為市場份額最大的工業激光器。

宏觀材料加工是光纖激光器主要應用市場,增長迅猛

工業加工技術不但創新,如智能手機、可穿戴設備等需求的新型元器件,對激光加工設備的需求不斷加大。光纖激光器的用途可以分為打標、微材料加工、宏觀材料加工三大類。其中,微材料加工包括了除打標以外,所有輸出功率小於1000W的激光器應用;宏觀材料加工包括了所有輸出功率大於等於1000W的激光器應用,主要為金屬切割和焊接。

全球光纖激光器市場規模不斷增長,各細分應用市場規模也保持增長。其中,用於宏觀材料加工的光纖激光器市場規模增長迅速,從2013年的5.12億美元增加至2017年的12.68億美元,預計未來隨着工業加工精細化的發展,全球光纖激光仍將保持較好的增長速度。

中國是全球第一大激光器消費市場,國產替代逐漸開始:亞太地區,尤其是中國是全球工業激光器的最大市場。由於消費電子產品製造商的市場需求使中國、日本、韓國等國家和地區的工業激光器市場呈現大幅增長,預計2021年亞太地區光纖激光器市場規模將達到13.26億美元,佔比全球市場提升至46%,18-21年CAGR為14.99%。

光纖激光器增長邏輯:(1)機械加工向激光加工轉變:2017年全球機械工具銷售額780億美元,其中基於激光的設備約140億美元,佔比約18%,隨着技術、工藝演進,激光加工成本、效率優勢愈加凸顯,激光加工不斷替代傳統機械加工。(2)光纖激光器將不斷替代傳統激光器:與傳統激光器相比,光纖激光器具有轉換效率高、光束質量好、散熱性能好、結構簡單,維護成本低,柔性傳輸等特點,隨着光纖激光器的價格下降、切割工藝的改良、高功率崛起,光纖激光器將不斷替代傳統激光器。(3)新興產業需求:光纖激光器在工業加工上具有獨特優勢,未來在新興領域的應用將越來越廣泛,如智能手機全面屏加工、脆性材料加工、動力電池激光加工、汽車輕量化車身材料加工、3D打印、激光雷達及感測等。


智能手機不斷創新、汽車輕量化及電動化,光纖激光器大有可為

智能手機全面屏加速滲透,無論是LCD屏還是OLED屏,激光切割都具有非常明顯的優勢,此外還有機身不鏽鋼材料加工、攝像頭、軟板等,對激光設備的需求日益加大。

受益於動力電池擴產,激光焊接設備行業需求增長。電動汽車未來發展的關鍵技術是動力電池的安全性、成本及儲能容量。動力電池的製作工藝複雜,安全性要求高;其製作過程中的關鍵工藝技術之一是激光焊接技術;動力電池激光焊接工藝包括電池軟連接焊接、頂蓋焊接、密封釘焊接、模組及PACK焊接。激光焊接優勢在於焊材損耗小、被焊接工件變形小、設備性能穩定易操作,焊接質量及自動化程度高。

汽車輕量化持續帶動對激光焊接的需求。減輕汽車重量,不僅可以降低油耗、減少二氧化碳排放,而且可以改善加速性能、縮短制動距離、最終提升駕駛體驗。因此,汽車輕量化已經成為國內外汽車製造追求的一個新的目標。實現汽車輕量化,最有效的方式是使用輕質材料;相比於傳統材料,目前可用的汽車輕質化材料有鋁合金、碳纖維、鎂合金等,而這些材料加工較普通鋼材難度更大,通常採用激光焊接的方式進行處理,可以在加工效率和性能之間找到平衡;此外,板材的激光拼焊,能減少板材的搭接部分,進而減輕一部分的重量。激光焊接作為一種先進的加工技術,未來將成為汽車製造業的標配工具,需求也將受到汽車輕量化的發展而不斷增長。

不斷的創新與進步使得光纖激光器在各個領域不斷提升份額及獲得新的應用,未來新興市場的需求將加速推進光纖激光器產業的發展。

根據IDTechEx預測,到2028年全球光纖激光器市場的規模將達到89億美元。

國內企業發力高功率光纖激光器市場,國產替代進行時。

國內企業在低功率光纖激光器領域取得了較好的發展,2016年,中國低功率光纖激光器市場國內企業佔比高達85%;在中功率光纖激光器市場,國內企業與國外企業市場份額相當;但是在高功率光纖激光器市場,主要由海外知名大廠主導,根據中國產業信息網數據,2017年,IPG在中國光纖激光器市場佔有率高達53%,銳科激光佔比12%。

2017年,國際光纖激光器龍頭IPG營收同比增長40%,主要來自於高功率光纖激光器出貨量大幅增長,2017年IPG高功率產品營收佔據整體達到61.60%,相較於2016年提升4.1%。

國內光纖激光器龍頭銳科激光營收同比大幅增長82.01%,公司已經開始銷售1000W/1500W/2200W/3300W/6000W高功率連續光纖激光器,1000W以上高功率連續光纖激光器從2015年的50台快速提升到2017年的1136台,翻了近23倍。

我們認為,國內企業在中低功率光纖激光器領域已取得較快發展,並在高功率領域逐步取得突破,在人民幣貶值及中美貿易摩擦的背景下,實現自主可控需求迫切,高功率光纖激光器國產替代拉開帷幕,行業龍頭公司將迎來良好的發展機會,看好重點受益公司:銳科激光、大族激光

、擁抱5G,基站端PCB/覆銅板產業迎來發展新機遇

5G基站:結構升級,數量增加

基站結構由4G時代的BBU+RRU,升級為DU+CU+AAU三級結構

4G基站構成:BBU(Base Band Unit)+RRU(RemoteRadio Unit)+天饋系統。4G時代,標準宏基站由基帶處理單位BBU、射頻處理單元RRU和天線三部分構成,RRU通過饋線與天線相連。

5G基站構成:DU+CU+AAU。隨着5G網絡容量的提升,以及Massive MIMO的應用,①5G基站將RRU和天饋系統合併成AAU(Active Antenna Unit),由於5G天線數量多,這從性能上可以減少饋線對信號造成的損耗,同時也能一定程度降低成本。②5G基站將BBU拆解分DU(Distributed Unit)和CU(Centralized Unit)。

5G 帶動基站數量大幅增加

根據Yole的數據,5G的毫米波段和sub-6頻段,將搭建大量的5G宏基站、毫米波微基站、sub-6微基站。總的基站數將由2017年的375萬個,增加到2025年的1442萬,符合增速18.33%。

 PCB變化:5G時代,PCB將迎來量價齊升

 AAU、BBU上PCB層數和面積增加。隨着5G頻段增多,頻率升高使得射頻前端元件數量大幅增加,以及Massive MIMO集合到AAU上,AAU上PCB使用面積大幅增加,層數增多,天線AAU 的附加值向PCB 板及覆銅板轉移;隨着5G傳輸數據大幅增加,對於基站BBU的數據處理能力有更高的要求,BBU將採用更大面積,更高層數的PCB。

5G基站PCB價值量更高。隨着頻段增多,頻率升高,5G基站對高頻高速材料需求增加;同時,對於PCB的加工難度和工藝也提出了更高的要求,PCB的價值量提升。

5G將驅動通信PCB行業持續增長

通信(基站)用PCB需求增速最快。據Prismark 統計,全球PCB下游應用增長率情況, 通信(基站)2017-2021年複合增速將達到6.9%,遠高於其他行業增速。

覆銅板變化:高頻高速基材將迎來高增長

5G的頻譜和關鍵技術

5G頻譜可分為:Sub-6 GHz、20 to 40 GHz、+60 GHz;

5G關鍵技術:Massive MIMO 天線、更複雜的MLB結構;

5G對覆銅板材料的要求

短期:<6GHz

對Dk和厚度變化敏感(3GHz至6GHz)

更高的導熱系數高Dk,適用於緊湊型PA設計

MLB處理緊湊設計

長期:>20GHz(mmWave)

超薄低損耗電介質,適用於高達77 GHz頻段的光滑銅纜

適用於有源器件集成的機械特性

傳統4G基站中,主要是RRU中的功率放大器部分採用的高頻覆銅板,其餘大部分採用的是FR-4覆銅板,而5G將由於傳輸數據量大幅增加,以及對射頻要求更高,將採用更多的高頻高速覆銅板 。

我們認為,隨着5G基站結構升級,數量增加,基站PCB作為下游增速最高的行業,將迎來量價齊升。看好:滬電股份、深南電路、東山精密、生益科技

四、看好5G通信連接器新增長及國產化

近期我們周報連續重點談論了5G給電子行業帶來的機會,包括5G天線、5G散熱、5G基站PCB/覆銅板、5G手機的進展。本周我們繼續研究5G帶來的連接器行業的機會。


全球連接器市場1550億美元,通信和汽車是未來核心驅動力

2017年全球連接器市場1550億美元,預計到2018年,全球線纜連接組件市場將同比增長6.6%,達到1652億美元。

不同細分領域來看,目前汽車和通信是佔比最高也是成長性最好的領域。目前汽車連接器市場空間約490億美元,隨着汽車電氣化和電子化率的提升,未來五年CAGR(2018-2023)=7.3%;通訊/數據通信類連接器市場空間約450億美元,隨着5G的漸行漸近以及數據中心的蓬勃發展,未來五年CAGR(2018-2023)=8.7%,是增長最快的領域。

按區域來看,中國地區增長最快,中國未來五年複合年增長率預計為8.9%,亞太地區為6.8%,其餘地區為4%-6%。

從4G/4.5G到5G,基站射頻連接器需求持續增加

射頻連接器主要應用在手機和基站端,根據Bishop & Associates預測,全球射頻連接器市場空間將由2017年的138億美元,增加到2022年的189億美元,年複合增速6.5%。

傳統射頻連接器常應用於基站天線、射頻拉遠單元(RRU)和跨接/饋電電纜, 對於單個頻段,採用2×2 MIMO的宏基站而言,每個扇區總共需要八個射頻連接器:塔頂RRU兩個、跨接電纜四個,以及基站天線兩個。各扇區每增加一個頻段,就要多八個連接器。如果是4x4MIMO的情況,這個數字便翻倍到16。

為了達到越來越高的數據速率,4G技術的升級以及5G的推廣將會增加連接器的使用數量,同時對連接器的性能提出了更高要求。

高階FDD-LTE MIMO將採用更多的連接器。FDD-LTE制式的RRU所採用的2x2 MIMO逐漸升級為4x4/4x2及8x8 MIMO,為了轉向高階4X4 MIMO,大多數RRU的端口和射頻連接器數量都會翻倍到四個。

多模多頻以及LTE新頻段將增加對射頻連接器的需求。以北美為例,運營商如果應用2×2 MIMO技術來覆蓋700、1900和2100MHz LTE,每個頻帶需要兩個射頻連接器端口,那麼一根基站天線上總共需要六個端口。若升級到4x4 MIMO,則需要12個端口,新頻段的部署也將帶動射頻連接器需求的增加。

5G大規模MIMO天線系統帶來射頻連接器的數量增加和產品升級。5G將採用大規模MIMO技術, 比如32/64/128/256等高階MIMO技術,5G天線與RRU集成為AAU, RRU外部不需要用跨接電纜與端口天線相連的個射頻連接器。

目前,5G大規模MIMO有源天線設計都是PCB板上的天線陣列和射頻收發器子系統。每個天線陣列都由小型板對板射頻連接器與對應的射頻收發器相連。以64x64 MIMO有源天線系統為例,射頻收發器PCB、天線陣列PCB上各需要64個連接器,外加64個板對板連接器——一個天線系統共計需要192個更小更好的連接器。

為了應對基站配置的變化,同時達到更好的PIM性能,5G基站用到的高功率射頻連接器正在升級,由傳統7-16 DIN型升級到尺寸更小、性能更好的4.3-10 DIN型以及最新研發的NEX10TM,還有針對5G大規模MIMO天線系統的小尺寸MCX/MMCX連接器。

我們認為,隨着5G基站數量增加,以及大規模MIMO技術的採用,射頻連接器是數量會同步增加。對於國內的連接器企業將充分受益5G發展紅利。此外,中美貿易戰大背景下,倒逼下游設備廠商也在積極加速採用國內供應商的產品。行業增加+國產替代大背景下,看好:立訊精密、中航光電

五、5G有序推進,關注5G機散熱新技術機會

5G將給手機產業帶來積極的利好,表現最直接的是手機單價的提升和換機周期的加快,全球5G積極推進的信息較多。

諾基亞中標T-Mobile 35億美元訂單,這是截至目前所達成的全球移動通信業界最大的一份5G訂單。諾基亞將為T-Mobile在美國的「全國性」5G網絡建設提供包括管理系統、5G核心網設備、5G無線網設備等在內的一系列幾乎端到端的5G產品。

華為與菲律賓電信運營商Globe Telecom簽訂協議,將從2019年第二季度開始提供5G商用服務;英國第四大移動通信網絡運營商Three UK正式公佈華為成為5G設備唯一供應商。

7月30日,中國移動發佈比選公告,擬採購2018-2020年度5G終端技術和產業發展研究項目,選擇1家供應商提供5G終端新技術和產業發展研究服務,服務期限為2年。中國移動副總裁李慧鏑表示,未來兩年將通過多次5G終端採購等方式與產業充分合作,2019年上半年發佈首批5G預商用終端,包括5G數據類終端、5G智能手機等產品。

在5G終端方面,8月2日,聯想旗下摩托羅拉正式發佈新款智能手機Z3,同時摩托羅拉推出了一款新的5G模塊-將其插入到Z3,Z3即為5G手機,這款手機專門為Verizon量身定製的。

根據產業鏈信息,華為將於2019年6月發佈全球首款5G智能手機,月產能約為30萬台,並已確定5G手機供應鏈。華為輪值董事長徐直軍分析,5G晶片的計算能力要比現有的4G晶片高至少5倍,功耗大約高出2.5倍。對於5G手機而言,除了研發降低能耗方案,解決散熱問題至關重要。根據產業鏈調研信息,華為5G手機有望採用0.4mm銅片作為5G手機核心散熱組件,台灣雙鴻有望成為獨家供應商。此前,散熱銅片多用在超輕薄的高端筆記本產品上,成本遠高於目前4G手機普遍採用的石墨散熱片,甚至比三星、LG、HTC採用的熱管的成本也要高。

目前手機散熱傳統的技術方案採用石墨材料,另外還有液冷式熱管散熱技術,三星S7、S8都採用了熱管技術。

近期華為發佈的榮耀Note10採用了THE NINE液冷散熱技術,帶來了常規8層散熱結構外的散熱第9層——PC級液冷管;液冷管縱穿熱區和冷區,配合9層立體散熱,整機散熱能力提升41%,CPU最高可降10℃。

由於5G手機天線及射頻前端將發生較大變化,高頻段手機天線還有望採用有源方式,手機耗電量將大幅增加,散熱技術方案將至關重要,除了傳統的石墨散熱和液冷熱管散熱技術外,建議重點關注手機散熱新技術的機會,看好飛榮達

據麥姆斯諮詢報道,近日日本電信公司NTT DoCOMO、日本玻璃製造商AGC與愛立信合作,展示了全球首款可直接安裝在汽車擋風玻璃上的5G天線。通過採用5G技術,車輛在100公里/小時的高速行駛狀態下創造出8 Gbps傳輸速率的新記錄。展示車輛上安裝有支持28 GHz毫米波頻段的5G天線,由AGC支持開發。

測試的5G通信使用具有波束賦形和MIMO功能的天線,天線分別安裝在車輛的前後擋風玻璃、後視鏡兩側,共計8組天線,以確保更好地接收來自各個方向的毫米波波束。該實驗在日本茨城縣國土和基礎設施管理研究所進行。在車速為100公里/小時的情況下,該天線系統的通信傳輸速度為8 Gbps,而在車速為30公里/小時的情況下,最大通信傳輸速度為11 Gbps。

風險提示:蘋果整體手機銷售不達預期,今年三款新機創新及進度不達預期,蘋果產業鏈存在降價風險。國內智能手機出貨量不達預期,全球智能手機出貨量下滑。智能手機創新遭遇瓶頸,安卓陣營3D攝像頭推廣不及預期,無線充電滲透率不達預期,5G手機開發技術難以突破,進展緩慢,成本高昂。5G商業化不及預期。

六、一周行情及估值

 周行情

報告期內(9/10-9/14)上證A指上漲1.8%,深證A指下跌2.57%,其中半導體行業下跌5.08%,電子元件及設備行業下跌4.2%,在各行業分類的漲跌幅分別位於第36位、第34位。電子板塊漲幅前五為韋爾股份、民盛金科、超頻三、華工科技、光一科技。跌幅前五為長電科技、歐菲光、兆易創新、瑞豐光電、大華股份。

全球半導體銷售額

半導體產業協會(SIA)公佈,2018年7月份全球半導體銷售額(3個月移動平均值)由前月的385.40億美元上升至391.73億美元。與去年同期比較,3月份全球半導體銷售上升17.40%。

中關村指數

截至2018年9月15日,中關村周價格指數較9月8日的90.55下降至90.44。

灣電子指數

我們選取2013年8月開始的台灣電子行業指數、台灣半導體指數、台灣電子零組件指數和台灣電子通路指數的走勢來呈現台灣電子行業相關指數的變化趨勢。

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