2024年-2026年射頻功率放大器產業(yè)競爭分析報告匯報人：張佳伶2024-08-01射頻功率放大器定義產業(yè)鏈發(fā)展歷程政治環(huán)境商業(yè)模式政治環(huán)境目錄經濟環(huán)境社會環(huán)境技術環(huán)境發(fā)展驅動因素行業(yè)壁壘行業(yè)風險行業(yè)現(xiàn)狀目錄行業(yè)痛點問題及解決方案行業(yè)發(fā)展趨勢前景機遇與挑戰(zhàn)競爭格局行業(yè)定義01什么是射頻功率放大器射頻功率放大器定義:射頻功率放大器是射頻前端模組的重要器件，負責將發(fā)射通道的射頻信號放大。射頻發(fā)收器中調制振蕩電路所產生的射頻信號功率較小，需經過一系列的放大（緩沖放大器、可控放大器、末級放大器）獲得足夠的射頻功率后，傳輸至天線上。射頻功率放大器主要應用于手機終端、通信基站、物聯(lián)網設備、軍事氣象雷達等領域。本篇報告主要研究射頻功率放大器在手機及基站中的應用。射頻功率放大器指標包括帶寬、輸出功率、效率、線性度及功率增益。輸出功率與效率為射頻功率放大器核心技術指標，提高輸出功率和效率是射頻功率放大器重要設計目標。每一次通信技術的升級都對射頻功率放大器的性能提出更高要求。除功率及效率，5G基站系統(tǒng)對射頻功率放大器的線度性提出更高要求，避免產生非線性失真而干擾鄰近信道，確保信號輸出的質量。此外，隨著對頻譜的不斷利用開發(fā)，頻譜資源稀缺。為在有限頻段內容納更大可用信道，5G通信技術采用毫米波段等高頻段解決頻譜擁擠問題，對功率放大器的最高工作頻率和帶寬提出更高要求。不同射頻功率放大器存在半導體材料與晶體管制造工藝結構的差異。射頻半導體材料由第一代發(fā)展至第三代，而晶體管制造工藝結構由基礎的BJT、FEF向更復雜的HBT、LDMOS和HEMT發(fā)展。第一代半導體材料:包括Si和Ge，采用的晶體管制造工藝為BJT。全球Si材料存儲量豐富，且具有耐高溫、穩(wěn)定性高、成本低等優(yōu)勢。但Si材料電子遷移率低，導致SiBJT僅能在低頻環(huán)境下工作，僅在不超過5GHz的頻率范圍內有效。第二代半導體材料:包括GaAs和InP等化合物，具有高飽和電子速度和高電子遷移率特性，因此基于這些材料的射頻功率放大器可在高頻波段上工作，且具有抗輻射性、低噪聲、高線性度性能。跟隨第二代半導體材料發(fā)展的晶體管制造工藝包括MESFET、HEMT、PHEMT和HBT。第二代半導體材料制造的功率放大器功率不能滿足宏基站的需求。第三代半導體材料:包括SiC、GaN等化合物，具有更高的電子遷移率。GaN制造的射頻功率放大器可具有高功率、高增益、高效率、高工作頻率等優(yōu)勢，且擁有較好的散熱性、耐高溫、抗輻射。第三代半導體晶體管的制造工藝主要為HEMT。定義產業(yè)鏈02EDA軟件、襯底材料、封測材料供應商上游射頻功率放大器行業(yè)中游手機終端、通信基站、物聯(lián)網設備、軍事氣象雷達下游產業(yè)鏈010203發(fā)展歷程0304政治環(huán)境FROMBAIDUWENKUCHAPTER描述科技部:《“十二五”國家戰(zhàn)略性新興產業(yè)發(fā)展規(guī)劃》:圍繞重點整機和戰(zhàn)略領域需求，大力提升高性能集成電路產品自主開發(fā)能力，突破先進和特色芯片制造工藝技術，先進封裝、測試技術以及關鍵設備、儀器、材料核心技術，加強新一代半導體材料和器件工藝技術研發(fā)，培育集成電路產業(yè)競爭新優(yōu)勢:《國家集成電路產業(yè)發(fā)展推進綱要》:著力發(fā)展集成電路設計業(yè)。圍繞重點領域產業(yè)鏈，強化集成電路設計、軟件開發(fā)、系統(tǒng)集成、內容與服務協(xié)同創(chuàng)新，以設計業(yè)的快速增長帶動制造業(yè)的發(fā)展:《國家信息消費示范城市建設指南》:鼓勵智能終端產業(yè)、集成電路產業(yè)、軟件和信息服務業(yè)的發(fā)展，推動基礎軟件核心關鍵技術突破，加快核心技術的研發(fā)及產業(yè)化政治環(huán)境1政治環(huán)境科技部《“十二五”國家戰(zhàn)略性新興產業(yè)發(fā)展規(guī)劃》:圍繞重點整機和戰(zhàn)略領域需求，大力提升高性能集成電路產品自主開發(fā)能力，突破先進和特色芯片制造工藝技術，先進封裝、測試技術以及關鍵設備、儀器、材料核心技術，加強新一代半導體材料和器件工藝技術研發(fā)，培育集成電路產業(yè)競爭新優(yōu)勢《國家集成電路產業(yè)發(fā)展推進綱要》:著力發(fā)展集成電路設計業(yè)。圍繞重點領域產業(yè)鏈，強化集成電路設計、軟件開發(fā)、系統(tǒng)集成、內容與服務協(xié)同創(chuàng)新，以設計業(yè)的快速增長帶動制造業(yè)的發(fā)展政治環(huán)境《2018年工業(yè)通信業(yè)標準化工作要點》大力推進重點領域標準體系建設，深入推進軍民通用標準試點工作，加強集成電路軍民通用標準的推廣應用，開展軍民通用標準研制模式和工作機制總結《關于集成電路設計和軟件產業(yè)企業(yè)所得稅政策的公告》符合條件的集成電路設計企業(yè)和軟件企業(yè)，在2018年12月31日前自獲利年度起計算優(yōu)惠期，第一年至第二年免征企業(yè)所得稅，第三年至第五年按照25的法定稅率減半征收《產業(yè)結構調整指導目錄（2019年本）》明確將“集成電路設計，線寬0.8微米以下集成電路制造，及球柵陣列封裝（BGA）、插針網格陣列封裝（PGA）、芯片規(guī)模封裝（CSP）、多芯片封裝（MCM）等先進封裝與測試”列為鼓勵類發(fā)展的項目。《關于印發(fā)新時期促進集成電路產業(yè)和軟件產業(yè)高質量發(fā)展的若干政策的通知》為進一步優(yōu)化集成電路產業(yè)和軟件產業(yè)發(fā)展環(huán)境，深化產業(yè)國際合作，提升產業(yè)創(chuàng)新能力和發(fā)展質量，制定出臺財稅、投融資、研究開發(fā)、進出口、人才、知識產權、市場應用、國際合作等八個方面的政策措施。05商業(yè)模式FROMBAIDUWENKUCHAPTER06經濟環(huán)境FROMBAIDUWENKUCHAPTER我國經濟不斷發(fā)展，幾度趕超世界各國，一躍而上，成為GDP總量僅次于美國的唯一一個發(fā)展中國家。我國經濟趕超我國人口基數(shù)大，改革開放后人才競爭激烈，大學生就業(yè)情況一直困擾著我國發(fā)展過程中。就業(yè)問題挑戰(zhàn)促進社會就業(yè)公平問題需持續(xù)關注并及時解決，個人需提前做好職業(yè)規(guī)劃與人生規(guī)劃重中之重。公平就業(yè)關注經濟環(huán)境07社會環(huán)境FROMBAIDUWENKUCHAPTER總體發(fā)展穩(wěn)中向好我國總體發(fā)展穩(wěn)中向好，宏觀環(huán)境穩(wěn)定繁榮，對于青年人來說，也是機遇無限的時代。關注就業(yè)公平與提前規(guī)劃促進社會就業(yè)公平問題需持續(xù)關注并及時解決，對于個人來說提前做好職業(yè)規(guī)劃、人生規(guī)劃也是人生發(fā)展的重中之重。就業(yè)問題與人才競爭我國人口基數(shù)大，就業(yè)問題一直是發(fā)展過程中面臨的挑戰(zhàn)，人才競爭激烈，大學生畢業(yè)后就業(yè)情況、失業(yè)人士困擾國家發(fā)展。政治體系與法治化進程自改革開放以來，政治體系日趨完善，法治化進程也逐步趨近完美，市場經濟體系也在不斷蓬勃發(fā)展。中國當前的環(huán)境下描述了當前技術發(fā)展的日新月異，包括人工智能、大數(shù)據、云計算等前沿技術的涌現(xiàn)。技術環(huán)境需求增長、消費升級、技術創(chuàng)新等是行業(yè)發(fā)展的主要驅動因素，推動了行業(yè)的進步。發(fā)展驅動因素行業(yè)壁壘包括資金、技術、人才、品牌、渠道等方面的優(yōu)勢，提高了新進入者的難度。行業(yè)壁壘我國經濟不斷發(fā)展08技術環(huán)境FROMBAIDUWENKUCHAPTER技術驅動技術環(huán)境的發(fā)展為行業(yè)帶來了新的機遇，是行業(yè)發(fā)展的重要驅動力。創(chuàng)新動力技術環(huán)境的不斷創(chuàng)新和進步，為行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展提供了有力支持。人才需求技術環(huán)境的發(fā)展促進了人才的需求和流動，為行業(yè)的人才隊伍建設提供了機遇。團隊建設技術環(huán)境的發(fā)展要求企業(yè)加強團隊建設，提高員工的技能和素質，以適應快速變化的市場需求。合作與交流技術環(huán)境的發(fā)展促進了企業(yè)間的合作與交流，推動了行業(yè)的整體發(fā)展。技術環(huán)境010203040509發(fā)展驅動因素FROMBAIDUWENKUCHAPTER發(fā)展驅動因素我國高度重視5G技術的研究，近些年來不斷推出5G支持性政策，2020年2月，工信部發(fā)布《關于推動5G加快發(fā)展的通知》，強調加快5G網絡建設進度；《國家“十四五”規(guī)劃綱要》提出，加強原創(chuàng)性引領性科技攻關和關鍵數(shù)字技術創(chuàng)新應用，建設現(xiàn)代基礎設施體系。在一系列的政策支持下，我國5G基站建設持續(xù)推進，5G手機滲透率持續(xù)走高。政策支持5G通信技術在4G的基礎上新增更高頻率的波段，而5G智能手機除需接收5G高頻信號外，還需兼?zhèn)淇山邮?G信號的能力，因此5G手機需配置多個射頻前端模組接收不同頻率的信號。4G多模多頻手機需要5-7顆射頻功率放大器，而5G智能手機配置的射頻功率放大器高達16顆。5G智能手機對射頻功率放大器的用量翻倍據在頭部基站設備廠商擔任戰(zhàn)略規(guī)劃總監(jiān)的專家分析，電磁波具有頻率越高，波長越短的特點。5G使用更高的頻率導致信號覆蓋面積大幅縮小，信號覆蓋同一個區(qū)域，通信設備商需建設5G基站的數(shù)量超過需建設4G基站的數(shù)量。專家分析，5G基站建設總數(shù)為560萬架其中包括260萬架宏基站及300萬架微基站。宏基站信號覆蓋面積較大，共有6個扇區(qū)，每個扇區(qū)采用64通道天線方案，因此單個宏基站需要376副天線，每副天線射頻前端模組中需要一個射頻功率放大器微基站信號覆蓋面積較小，僅用一個扇區(qū)，因此僅需64副天線與64個射頻功率放大器。5G建設周期為2020年至2024年，因此未來5年5G基站建設對射頻功率放大器總需求為17億個?；旧漕l功率放大器需求上升5G信號頻率高，穿透性差，因此需采用高功率、高頻率的射頻功率放大器。微基站信號覆蓋面積較小，采用GaAs基底的射頻功率放大器則可滿足基本需求。而宏基站信號覆蓋面積廣，需使用更高輸出功率的射頻功率放大器擴大信號覆蓋面積，因此需采用更高功率的GaN射頻功率放大器。GaN單晶市場價格在2萬元左右，較GaAs貴30，因此GaN基底射頻功率放大器售價遠高于GaAs基底射頻功率放大器。5G時代，基站射頻功率放大器需求量及價格均有望上漲?；旧漕l功率放大器價格上升10行業(yè)壁壘FROMBAIDUWENKUCHAPTER11行業(yè)風險FROMBAIDUWENKUCHAPTER12行業(yè)現(xiàn)狀FROMBAIDUWENKUCHAPTER市場情況描述行業(yè)現(xiàn)狀5G基站加速建設，基站射頻功率放大器迎來量價齊升據在頭部無線設備廠商擔任戰(zhàn)略總監(jiān)的專家預測，5G基站建設總數(shù)為560萬架，其中包括260萬架宏基站及300萬架微基站。宏基站信號覆蓋面積較大，共有6個扇區(qū)，每個扇區(qū)采用64通道天線方案，因此單個宏基站需要376副天線，每副天線射頻前端模組中需要一個射頻功率放大器。微基站信號覆蓋面積較小，僅用一個扇區(qū)，因此僅需64副天線與64個功率放大器。5G建設周期為2020年-2024年，未來5年，5G基站建設將共消耗17億個射頻功率放大器。行業(yè)現(xiàn)狀01市場份額變化中國射頻功率放大器在中國手機終端領域的市場規(guī)模:射頻功率放大器下游應用諸多，本篇報告僅測算射頻功率放大器在中國手機及基站領域的市場規(guī)模。根據中國信息通信研究院統(tǒng)計，2017年中國手機出貨量為6億部，較2016年同比下降12。2019年，中國手機出貨量下降至9億部。隨著5G通信技術的升級，中國迎來換機潮，手機出貨量將緩慢上升。2020年手機出貨量受疫情影響增長緩慢，2020年手機出貨量小幅回暖。2024年手機出貨量上升至7億部。2014年至2018年，4G手機的滲透率迅速提升，2018年4G手機滲透率高達91。2019年為5G手機商用的首年，但由于5G信號并未普及，因此滲透率僅為5左右。到2024年，5G手機基本普及，5G手機的滲透率上升至60。根據數(shù)量與單價，可測算出2024年射頻功率放大器在中國手機領域的市場規(guī)模高達22億美元。行業(yè)現(xiàn)狀02市場情況中國射頻功率放大器在基站領域的市場規(guī)模:射頻功率放大器在基站領域的市場規(guī)模更具周期性。通信技術升級，基站建設將迎來加速期。4G基站的建設周期在2014-2019年，其中2014-2016年是4G基站建設的高峰期，無線設備廠商對射頻功率放大器的需求上升明顯，隨后4G基站建設速度放緩，無線設備廠商對射頻功率放大器需求減弱，射頻功率放大器市場規(guī)模收縮。5G基站建設的高峰期在2020年-2022年。2020年，三大運營商全年原計劃建設55萬架基站，其中中國電信及中國聯(lián)通共同建設30萬架，中國移動建設25萬架。因疫情影響，2020年第一季度5G基站建設進度不及預期，除火神山、雷神山等醫(yī)療單位所需的5G基站建設進程相對穩(wěn)定，其他地區(qū)5G基站建設因基礎建設施工人員大多未復工而暫緩。在工信部2020年2月22日召開的關于加快推進5G發(fā)展、做好信息通信業(yè)復工復產工作電視電話會議上，三大運營商領導均表態(tài)將全力保障5G發(fā)展不受疫情影響，并加速建設進度。在復工后，三大運營商響應政府號召，加速建設5G基站，2020年5G基站的建設數(shù)量上升至80萬架左右，超出原定計劃。2023-2024年5G基站建設逐步放緩，中國射頻功率放大器在基站領域的市場規(guī)模下滑，從2022年的216億元下降至2024年的81億元。行業(yè)現(xiàn)狀中國EDA軟件受制于人的局面亟待改變中國射頻器件設計廠商多進口美國EDA軟件，進口EDA軟件價格更高，增加射頻器件設計廠商的經濟成本。EDA軟件費用按客戶端（公司被授權使用EDA軟件的電腦）數(shù)量計算，客戶需求不同，產生的費用不同。以華為為例，每年購買美國EDA軟件的費用在400萬美元左右，單個客戶端每年使用權費在300-400美元，華為在EDA軟件上的合計年支出在500萬美元左右。而本土EDA軟件價位較低，使用權費僅在1,000元人民幣每年左右，不到美國EDA軟件的一半。此外，由于中美關系反復，美國有可能停止對中國出口EDA軟件。當前，美國已停止向華為海思提供EDA軟件，一定程度上限制華為海思的研發(fā)進度。其他射頻器件設計廠商亦可能面臨無EDA軟件可用的尷尬局面。015G智能手機及通信基站對射頻功率放大器性能提出更高要求現(xiàn)代通信技術經歷從1G到4G的發(fā)展，5G技術也即將大規(guī)模商用。每一代通信技術采用不同頻譜，導致頻譜資源逐漸稀缺。5G通信技術采用毫米波段等高頻段的通信頻段解決頻譜擁擠問題，對基站及手機領域的功率放大器的最高工作頻率和帶寬提出更高要求。0213行業(yè)痛點FROMBAIDUWENKUCHAPTER當PA以更高效率和更寬帶寬運行會出現(xiàn)失真如果PA能夠達到完全線性,那么就能夠完美的放大并且輸出所需的信號。但現(xiàn)實中存在失真的情況，越接近飽和點失真越嚴重。同時當輸入信號增多,且非線性,輸入信號會彼此混頻,那么PA輸出端會輸出受到干擾后產生的相互調制頻率。為了消除這種問題，往往需要采用主動線性化的方式改善整體線性度和效率。5G頻率比4G高載波聚合與MassivieMIMO對PA的功耗要求提升5G的載波帶寬在sub-6GHz能夠達到10OMHz，毫米波達到40OMHz,PA功耗大的原因在于，PA需要工作在大信號狀態(tài),完成近1W或幾W量級的功率輸出。PA的功率轉換效率通常在30-50%，在5G手機中，由于需要支持更高的功率等級，達到更好的網絡覆蓋和網絡體驗PA在3G/4G時代耗電量在手機終端產品上僅次于LCD屏幕,因此5GPA如何提升功率、降低功耗也是新的挑戰(zhàn)。QAM數(shù)量增加，PA線性要求提升更高階的調制意味著一定數(shù)量的數(shù)據塊可以更快地傳輸，因此QAM數(shù)量提升增加了信息量的傳輸，Bits/symbol提高了頻譜效率同時也要求更高的信噪比。和視覺上的感覺一樣，QAM增加點數(shù)難以分辨，信息在載波上的幅度相較于OAM較少時更加接近。因此上行載波器的功率放大器需要重新設計滿足線性化,以此降低信號受到的干擾和噪音。030201行業(yè)痛點14問題及解決方案FROMBAIDUWENKUCHAPTER15行業(yè)發(fā)展趨勢前景FROMBAIDUWENKUCHAPTER發(fā)展趨勢前景描述集成化發(fā)展:隨著通信頻段的增加，移動終端中射頻器件數(shù)量與種類逐漸增多。為滿足移動終端輕薄便攜的需求，射頻器件逐漸從分立器件發(fā)展至集成模組化。中國射頻功率放大器廠商均是Fabless，不具備封測工藝，需與市場上的封測廠商合作。中國封測行業(yè)已進入成熟階段，行業(yè)頭部企業(yè)長電科技、華天科技及通富微電均進入全球封測前10，且均具備成熟的SiP封裝技術，可滿足中國射頻器件Fabless廠商對高度集成產品的需求。行業(yè)內部競爭加劇:5G高頻段的開發(fā)使得射頻器件的市場需求成倍放大，吸引大批巨頭企業(yè)切入射頻器件行業(yè)如英特爾、三星、華為海思等芯片設計頂尖企業(yè)紛紛加入射頻器件的研發(fā)。華為為中國消費電子與無線設備巨頭企業(yè)，基于芯片設計領域的領先技術，全面布局射頻器件領域，目前在低噪聲功率放大器、射頻功率放大器、天線開關等領域已取得進展。在2019年發(fā)布的Mate30中，華為采用自研功率放大器。此外，眾多規(guī)模較小的中國芯片設計公司亦進入射頻芯片設計領域，而中小設計公司進入行業(yè)后普遍采用在低端領域重復設計和低價競爭的策略，導致行業(yè)存在過度競爭的隱患。隨著新進入者的增加，射頻器件行業(yè)面臨重新洗牌，行業(yè)競爭加劇。5G帶動射頻前端增長:2G到5G，頻段數(shù)量大幅增加，技術演進給PA和濾波器帶來了挑戰(zhàn)。為了適應5G的需求，射頻前端走向模塊化，濾波器、開關都在增加。2G、3G時代，手機大概需要10顆以內的濾波器，一臺4G手機需要10-30顆。而到了5G，中端機型大約需要30顆以上的濾波器，高端機型所需數(shù)量更高。5G手機降價加速，5G銷量有望重回快速增長軌道:2G/3G換機周期經過5年手機降價,國內3G/4G換機周期開始時間晚于全球。換機周期開始于2015-2016年,降價時間縮短至1年。根據中國信通院數(shù)據，5G手機在中國起步階段快于4G手機增長速度。目前國產5G手機已經下探至2000元價位。隨著國內疫情得到控制,中國全面開展新基建,完善5G的基礎建設,將加快5G滲透速。行業(yè)發(fā)展趨勢前景集成化發(fā)展隨著通信頻段的增加，移動終端中射頻器件數(shù)量與種類逐漸增多。為滿足移動終端輕薄便攜的需求，射頻器件逐漸從分立器件發(fā)展至集成模組化。中國射頻功率放大器廠商均是Fabless，不具備封測工藝，需與市場上的封測廠商合作。中國封測行業(yè)已進入成熟階段，行業(yè)頭部企業(yè)長電科技、華天科技及通富微電均進入全球封測前10，且均具備成熟的SiP封裝技術，可滿足中國射頻器件Fabless廠商對高度集成產品的需求。行業(yè)發(fā)展趨勢前景01020304行業(yè)內部競爭加劇5G高頻段的開發(fā)使得射頻器件的市場需求成倍放大，吸引大批巨頭企業(yè)切入射頻器件行業(yè)如英特爾、三星、華為海思等芯片設計頂尖企業(yè)紛紛加入射頻器件的研發(fā)。華為為中國消費電子與無線設備巨頭企業(yè)，基于芯片設計領域的領先技術，全面布局射頻器件領域，目前在低噪聲功率放大器、射頻功率放大器、天線開關等領域已取得進展。在2019年發(fā)布的Mate30中，華為采用自研功率放大器。此外，眾多規(guī)模較小的中國芯片設計公司亦進入射頻芯片設計領域，而中小設計公司進入行業(yè)后普遍采用在低端領域重復設計和低價競爭的策略，導致行業(yè)存在過度競爭的隱患。隨著新進入者的增加，射頻器件行業(yè)面臨重新洗牌，行業(yè)競爭加劇。5G帶動射頻前端增長2G到5G，頻段數(shù)量大幅增加，技術演進給PA和濾波器帶來了挑戰(zhàn)。為了適應5G的需求，射頻前端走向模塊化，濾波器、開關都在增加。2G、3G時代，手機大概需要10顆以內的濾波器，一臺4G手機需要10-30顆。而到了5G，中端機型大約需要30顆以上的濾波器，高端機型所需數(shù)量更高。5G手機降價加速，5G銷量有望重回快速增長軌道2G/3G換機周期經過5年手機降價,國內3G/4G換機周期開始時間晚于全球。換機周期開始于2015-2016年,降價時間縮短至1年。根據中國信通院數(shù)據，5G手機在中國起步階段快于4G手機增長速度。目前國產5G手機已經下探至2000元價位。隨著國內疫情得到控制,中國全面開展新基建,完善5G的基礎建設,將加快5G滲透速。16機遇與挑戰(zhàn)FROMBAIDUWENKUCHAPTER17競爭格局FROMBAIDUWENKUCHAPTER競爭格局全球射頻功率放大器市場主要被