2021年全球和中国射频功率放大器(PA)规模及技术现状分析,5G带动产业量价齐升「图」-不锈钢3D打印工厂

2021年全球和中国射频功率放大器(PA)规模及技术现状分析,5G带动产业量价齐升「图」-不锈钢3D打印工厂插图

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一、射频功率放大器概述及产业定位

射频前端是移动通信系统的核心组件,主要起到收发射频信号的作用,包括功率放大器(PA)、双工器(Duplexer和Diplexer)、射频开关(Switch)、滤波器(Filter)和低噪放大器(LNA)五个部分。射频器件是无线连接的核心,凡是需要无线连接的地方必备射频器件。

射频前端结构及部件介绍

2021年全球和中国射频功率放大器(PA)规模及技术现状分析,5G带动产业量价齐升「图」

资料来源:公开资料整理

数据显示,射频前端器件中,价值量占比最高的是滤波器,其次是功率放大器,占比分别约为总价值量的1/2和1/3。其余器件包括开关、低噪声放大器等,合计占比约15%。

射频前端细分结构价值量占比情况

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资料来源:公开资料整理

二、射频功率放大器技术及分类

1、工作原理

放大器的电路一般由晶体管、偏置及稳定电路、输入输出匹配电路等组成。功率放大器核心是利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控制作用将电源的功率转换成按照输入信号变化的电流,起到电流电压放大的作用。晶体管作为射频放大器的核心器件,它通过用小信号来控制直流电源,产生随之变化的高功率信号,从而实现将电源的直流功率转换成为满足辐射要求的功率信号。

射频功率放大器工作原理

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资料来源:公开资料整理

2、技术分类

5G对于射频PA技术和频段等要求更高,GaN材料具有优异的高功率密度和高频特性,GaN HEMT具有高击穿电压、高功率密度、大带宽和高效率等优势;硅基LDMOS工艺的极限频率不超过3GHz; GaAs功率放大器虽能满足高频通信需求,但输出功率比GaN HEMT低很多;宏基站端,GaN射频PA将有望取代硅基LDMOS工艺;小基站对于输出功率要求不高,GaAs器件工艺有望发挥其高频优势及成本优势。

不同材料射频功率放大器性能及成本对比

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资料来源:公开资料整理

三、射频功率放大产业影响因素分析

1、基站端

工信部发布的《2021通信业统计公报》显示,我国已建成全球最大5G网络,我国5G基站总量占到了全球60%以上。2021年,全国移动通信基站总数达996万个,全年净增65万个。其中4G基站达590万个,5G基站为142.5万个,全年新建5G基站超过65万个。2G到5G,基于频率和带宽的增加,使得延迟大幅度降低,速度提升,频率和带宽的增大给PA带来了挑战。为了迎合5G、MIMO的通行需求,射频前端走向模块化,PA需求和价值同步增长,是PA需求增长的关键影响因素。

2018-2021年中国4G和5G基站建设情况

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资料来源:工信部,华经产业研究院整理

2、手机端

随着国内5G基站快速建设,为我国随着5G快速发展打下关键基础,受此影响,加之国家政策助力,我国5G手机快速发展,作为关键产品的智能手机是其中最大的受益者。根据信通院数据,目前我国5g发展时间较短,但整体手机出货量快速增长,市场渗透率呈现爆发式增长,截止2021年我国5G手机出货量已达2.66亿台,5G渗透率已达75.9%。手机从4G升级至5G将带动生产设备升级,由4G产品升级为5G产品,射频前端由普通天线升级,单机射频功率需求数量和价值稳步增长,。

2019-2021年中国5g手机出货量及增长率

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资料来源:信通院,华经产业研究院整理

单手机对射频功率放大器需求价值及数量

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资料来源:公开资料整理

四、射频功率放大器市场现状

1、全球市场规模

移动终端设备从手机到平板电脑、智能穿戴的不断丰富,移动医疗、智能家居等新兴应用领域的逐步发展,以及移动终端设备的单机射频前端芯片价值量的提升,全方位促进全球射频前端市场规模高速增长。数据显示,2019 年全球射频前端市场规模为 53.73亿美元,随着5G带动射频功率放大器整体产业量价齐升,预计2025年全球移动射频放大器市场规模将达到89.31%,CAGR达8.83%。

2019-2025年全球移动射频前端市场规模及预测

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资料来源:唯捷创芯招股书,华经产业研究院整理

相关报告:华经产业研究院发布的《2022-2027年中国射频功率放大器行业发展监测及投资方向研究报告》;

2、中国市场规模

5G信号的低延迟、高速率等优势将带动物联网等新兴市场的发展,增加对物联网终端设备的需求。同时,在移动终端设备设计持续小型化的趋势下,射频前端模组化的趋势日益明显,预计2021年我国射频放大器市场规模将突破200亿元。

2015-2021年中国射频放大器市场规模及预测

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资料来源:公开资料整理

五、射频功率放大器竞争格局

1、竞争格局

当前PA市场主要被三大厂商Skyworks、Qorvo、Broadcom垄断,合计占有超过90%的市场份额,此三大厂商均采用IDM模式。

2019年全球射频功率放大器主要企业市场份额

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资料来源:公开资料整理

国内PA产品大多停留在中低端应用,布局高端应用的PA厂商不多。但华为设计的PA将提高国内厂商布局高端PA的信心,目前由华为设计、三安光电代工的砷化镓和氮化镓PA进展顺利,有望成为PA国产替代的闪光点。其余厂商中,设计公司包括中科汉天下、唯捷创芯、紫光展锐、慧智微、中普微等;代工厂商包括三安光电、海特高新等。

射频PA国内厂商情况

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资料来源:公开资料整理

2、主要企业分析

唯捷创芯作为国内发展较快的PA设计企业,随着国内5g基站和手机渗透率持续提高,PA模组营收快速扩张,根据招股书数据显示,2020年同比增长215.6%至17.96亿元,5G PA渗透达到11%,从2021年上半年数据来看,2021年整年PA模组营收有望突破30亿元,随着5g渗透率持续提升,营收仍有较大扩张空间。根据营收估算,2020年4G射频功率放大器出货量国内厂商第一的唯捷创芯约占全球3%的市场份额。

2018-2021年H1唯捷创芯PA模组营收变动情况

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资料来源:唯捷创芯招股书,华经产业研究院整理

2019-2021年H1唯捷创芯PA模组结构占比

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资料来源:唯捷创芯招股书,华经产业研究院整理

六、射频功率放大器技术趋势

硅基和碳化硅基衬底的氮化镓技术由于性能、成本等差异而或将适用于不同的场景,GaN-on-SiC由于具备优良的物理特性等,将主要致力于不断提高器件性能,未来有望在基站、国防等领域发挥重要作用。而GaN-on-Si由于具备相对较低成本的潜力,未来将有望在对于成本相对敏感的领域成为潜在的竞争者。比如射频能量领域。目前来说在基站侧,更多的还是采用GaN-on-SiC技术。

华经产业研究院对中国射频功率放大器行业发展现状、市场供需情况等进行了详细分析,对行业上下游产业链、企业竞争格局等进行了深入剖析,最大限度地降低企业投资风险与经营成本,提高企业竞争力;并运用多种数据分析技术,对行业发展趋势进行预测,以便企业能及时抢占市场先机;更多详细内容,请关注华经产业研究院出版的《2022-2027年中国射频功率放大器行业发展前景及投资战略咨询报告》。

✅大唐盛世是一站式金属3D打印服务平台,长年专注于金属3D打印的设计、定制加工、小批量生产及后工序处理,拥有多年精密零件金属3D打印成型经验,旗下的大型金属3D打印生产基地位于东莞大朗镇光辉高新产业园,上万平米的打印生产制造车间,50多台高精度金属3D打印设备,CNC加工中心、4轴加工中心、5轴加工中心、三轴加工中心、铣床、数控车床、三坐标、精雕机、电火花机、钻攻机等配套设备上百台,擅长小公差、复杂结构原型、高精密度的金属零件小批量生产。为新老用户提供钛合金3D打印、铝合金3D打印、不锈钢3D打印、模具钢3D打印等近百种金属3D打印加工服务及综合解决方案。通过我们3D打印加工的产品被广泛应用于机械、医疗、通讯、电子、电器、汽车、航空航天等各行各业。公司自成立以来始终坚持:为客户提供满意的产品和服务的基本质量方针,严格执行ISO9001质量管理体系,加强6S质量体系的内部实施,并且通过全体员工的共同努力,让每一位客户对我们的服务及产品质量都表示满意。金属3D打印定制就到大唐盛世!

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