濾波器產值持續(xù)增長,全球主要手機品牌的射頻供應鏈

濾波器產值持續(xù)增長

從2G手機到5G手機，射頻濾波器用量由個位數(shù)增至100顆以上，產量與價值齊升。據(jù)預測，隨著射頻前端市場由4G時代的160億美元增至2025年的400億美元，射頻濾波器市場總價值也將于2025年達到280億美元。濾波器市場是射頻前端市場中發(fā)展最快的市場，其年復合增長率達到21%。 圖1: 2G手機到5G手機的射頻濾波器用量、單機ASP及市場規(guī)模

據(jù)預測，到2021年，濾波器6寸晶圓出貨量將達到約518萬片，而到2022年，濾波器6寸晶圓出貨量將小幅上升至約532萬片。 圖2: 全球濾波器出貨量（6寸，萬片）

圖3: 中國Saw濾波器產量及需求量（億顆）

全球主要手機品牌的射頻供應鏈

全球主流手機終端中，射頻部件供應商比較統(tǒng)一。目前，Qorvo、Skyworks和Murata等廠商占據(jù)了手機PA模組、接收模組及各分立部件中的巨大市場份額。華為、三星、蘋果及小米都在其射頻前端中采用上述企業(yè)供應的產品。在其他類型手機終端中，MicroWave、RDA等國外廠商以及漢天下、國民技術等中國廠商也占據(jù)小部分市場份額。但國內廠商尚不具備模組化產品供應能力，主要提供分立部件，分立部件從業(yè)廠商眾多，市場競爭激烈。 圖4: 射頻前端供應鏈

國際知名廠商優(yōu)勢顯著。蘋果、華為、三星、OPPO以及小米旗艦產品中主要器件的供應商為Qorvo和Skyworks，分別占比32%和21%。 圖5: 知名手機品牌2018~2019年旗艦產品中的主要器件供應商

在Yole總結的17款低端至高端智能手機中，高通、Qorvo、Skyworks以及Murata等廠商占比較高。在低端機型中，高通較有競爭力，其產品在手機終端中所占面積比例較高。在高端機型，尤其是蘋果機型中Skyworks和Maxscend提供的射頻器件占比較高。 圖6: 17款低端至高端智能手機中射頻器件供應商面積占比

從供應商成本角度來看，Qorvo、高通、Skyworks、Maxscend等知名廠商占了射頻器件成本的較高比例。其中，高通仍為低端機型中配置較多的射頻器件供應商，而Qorvo的產品分布在所有機型中。高端機型中，Skyworks、Maxscend以及Samsung的器件更受青睞。 圖7: 17款低端至高端智能手機中射頻器件供應商成本占比

濾波器的供應格局 根據(jù)Resonant數(shù)據(jù)，在2020年，射頻前端芯片市場規(guī)模估計為150億美元。射頻前端市場的領導者之一是Murata公司，占據(jù)四分之一的市場份額，主要依靠其濾波器占領龍頭地位。在濾波器市場中，2020年60%以上的濾波器都是基于Saw技術，包括Saw濾波器、TC-Saw濾波器和TF-Saw濾波器。對于普通的Saw濾波器而言，有數(shù)家亞洲公司參與該市場，比如WISOL和Kyocera。對于TC-Saw來說，市場主要由四家公司占領。其中兩個是Skyworks和Qorvo。另外兩家公司已經將TF-Saw技術引入他們的投產品組合，分別是Murata公司在2019年引入和高通公司在2020年引入。 壓電濾波器技術由部分龍頭壟斷，Saw及TC-Saw濾波器領域，高通、Qorvo、Murata、Skyworks等企業(yè)競爭激烈。而在Baw濾波器領域，各企業(yè)尚未形成完全的產品分布。Murata在Baw-Xbar技術上布局較多。 圖8: 射頻濾波器主要技術方向及代表廠商

但是濾波器市場格局相對集中。根據(jù)調查數(shù)據(jù)顯示，2018 年全球Saw濾波器市場份額前五位的廠商分別為Murata(47%)、TDK(21%)、Taiyo Yuden(14%)、Skyworks(9%)、Qorvo(4%)，合計占比達95%。Baw/Fbar市場基本被Broadcom、Qorvo壟斷。其中Broadcom的Baw濾波器主要為Fbar，而Qorvo 的Baw濾波器主要為SMR。2016 年，Broadcom 的Fbar產品出貨突破5 億顆。Murata、TDK和太陽誘電等日本廠商主要為Saw濾波器供應商。而Avago、Qorvo等美國廠商則集中在Baw濾波器，據(jù)Murata統(tǒng)計數(shù)據(jù)稱，Murata占據(jù)了2015年全球Saw濾波器市場規(guī)模的47%。而Baw濾波器市場中前二大廠商占據(jù)幾乎全球超過95%以上的份額。出現(xiàn)這樣的格局主要由于濾波器市場具有較高的進入門檻，阻擋了小廠商的發(fā)展壯大。 在濾波器市場中，射頻前端龍頭企業(yè)Murata占較大市場份額，市場占比達38%；RF360占全球濾波器市場的25%，WISOL占市場份額的11%，Qorvo、博通、Skyworks以及太陽誘電等企業(yè)則占市場份額的6%或7%。從雙工器市場來看，Murata仍占最大市場份額，市場占比達35%。博通市場占比達20%，而RF360的市場份額達12%。 圖9: 濾波器主要廠商及份額

圖10: 雙工器主要廠商及份額

回顧濾波器行業(yè)，過去十年競爭格局十分穩(wěn)固。全球主要濾波器廠商集聚日本與美國，Saw濾波器供應商主要為Murata、TDK、太陽誘電、Skyworks等幾家廠商。而體聲波濾波器則為Broadcom（Avago收購Broadcom，改名為新Broadcom）以及Qorvo主導，兩家廠商占據(jù)全球超過95%以上份額，其中Broadcom的體聲波濾波器主要為Fbar，而Qorvo的體聲波濾波器主要為Baw。 表1: 全球主要濾波器廠商

Saw濾波器市場份額主要由日本廠商占領，其中Murata連續(xù)近10年占領近半數(shù)市場份額。與Avago合并的Broadcom牢牢把握體聲波濾波器市場，在2019年占到市場總額的87%。2006至2014年，Avago穩(wěn)穩(wěn)占據(jù)體聲波濾波器收入市場份額的50%以上，太陽誘電等日本企業(yè)也通過自主創(chuàng)新等方式提升體聲波濾波器的技術能力。 圖11: 2019年Saw濾波器市場份額

圖12: 2019年Baw濾波器市場份額

據(jù)調查數(shù)據(jù)顯示，2011年至2019年，Murata、Broadcom、Qorvo（TriQuint和RFMD）等企業(yè)穩(wěn)固占據(jù)領先地位。上述企業(yè)牢牢把握技術領先優(yōu)勢，站在行業(yè)技術前端，在小型化、高頻化和模組化方面都領先于其他企業(yè)，如Murata率先在2019年推出了世界上最小的Saw雙工器。 圖13: Saw濾波器主要廠商

Murata占據(jù)FeMid市場龍頭地位 從FEMiD市場來看，Murata仍然獨占鰲頭，市場占比達77%。RF360和WISOL在FEMiD產品上則分別占9%和10%。 圖14: FEMiD模組各大廠商市場占比

IDM為射頻濾波器主要運營模式 半導體行業(yè)有三種主要的商業(yè)模式，即IDM模式、Fabless模式、Fablite模式。IDM企業(yè)包括設計和制造兩個環(huán)節(jié)；Fabless企業(yè)只專注于集成電路設計；Fablite則指企業(yè)的一部分業(yè)務采用IDM模式，另一部分不具備規(guī)模經濟效應的產品線采用Fabless模式。 IDM模式集芯片設計、芯片制造、封裝測試等多個環(huán)節(jié)于一身，能夠充分協(xié)同設計和制造等多個環(huán)節(jié)，且對于企業(yè)的實驗和推進技術很有幫助。但由于這種模式需要的管理成本和運營費用較高，極少有企業(yè)能夠維持這種模式。 IDM成為當前射頻濾波器行業(yè)主導模式。射頻廠商生產模式可以分為IDM、Fabless、Foundry、OSAT四種。射頻前端非常注重制造工藝和材料，所以，射頻廠商需要通過優(yōu)化產線上的工藝來保障產品的性能穩(wěn)定和控制成本，目前Skyworks、Broadcom、Qorvo、Qualcomm這四大巨頭均為IDM廠商。 表2 ：射頻濾波器企業(yè)供應鏈及運營模式

圖15: 2019年全球各地區(qū)集成電路企業(yè)運營模式占比

專利的壁壘 濾波器市場被海外壟斷的背后在于專利的集中，射頻濾波器市場格局高度集中的背后原因在于專利的壁壘。如今Murata（村田）和Taiyo Yuden（太陽誘電）等日本廠商在Saw專利申請數(shù)量方面處于領先地位，而Qorvo、Qualcomm（高通）和Broadcom（博通）等美國廠商則在體聲波濾波器專利領域處于領先地位。某領域專利的數(shù)量標志在該領域技術掌握程度，村田和太陽誘電在Saw濾波器專利申請數(shù)量的領先奠定了其在Saw市場的壟斷地位，同樣Qorvo和Broadcom在體聲波濾波器專利數(shù)量上遙遙領先。 圖16: 12個聲波濾波器專利申請人排名

截至2017年7月，全球630多位專利申請人共申請了6550多項射頻聲波濾波器發(fā)明專利。KnowMade預測2017年單年專利數(shù)將達240項。在全球射頻專利中，Saw濾波器相關專利數(shù)量最多。而體聲波濾波器中，F(xiàn)bar濾波器的專利數(shù)明顯高于Baw-SMR濾波器專利數(shù)。相關專利的申請始于上世紀70年代的日本，當時興起的聲表面波濾波器主要用于中頻電視。2000年左右，隨著智能手機的興起，體聲波濾波器開始應用于3G手機通信，跟體聲波相關的專利申請數(shù)量迅速上升。 圖17: 歷年濾波器專利申請情況

科技行業(yè)不同于傳統(tǒng)行業(yè)，技術起著關鍵作用。在傳統(tǒng)制造業(yè)，供需是最核心的因素，供需的變化及優(yōu)勢往往決定了行業(yè)的前景。而科技行業(yè)，創(chuàng)新是永恒的旋律，跟得上創(chuàng)新節(jié)奏的公司能夠獲得跨越式發(fā)展。 射頻濾波器創(chuàng)新曲線在2010年后趨于平緩。Webof Science網站中，以“射頻前端”為關鍵詞檢索的相關論文，被引用量排行前十的主要為2005年以前的文章。2005年以后射頻前端領域高引用論文數(shù)量較少。一定程度上體現(xiàn)了近十年來射頻前端領域創(chuàng)新的變緩。 表3: 濾波器學術領域被引頻次較高文獻集中在2005年之前論文

射頻巨頭通過并購擴展技術能力 濾波器生產線投資金額一般較大。以國內廠商卓勝微為例，其高端射頻濾波器芯片及模組研發(fā)和產業(yè)化項目的總投資金額為22.74億元。 而國外各廠商在濾波器領域積累深厚，生產線更完善，產能也更高。以Qorvo為例，Qorvo及其前身——TriQuint和RFMD公司均以并購方式提升濾波器產能。TriQuint在2001年Sawtek合并，而2004年收購了擅長于Baw技術的TFRTechnologies公司，通過連續(xù)并購Qorvo強化其射頻濾波器技術能力。高通斥資30億美元與TDK合資挺進濾波器市場。而Broadcom也從收購了英飛凌的體聲波業(yè)務，擴大體聲波濾波器市場份額。 表4: 各廠商射頻前端生產線發(fā)展歷程

行業(yè)領先廠商不僅在Saw、Baw及Fbar濾波器領域具有較強的技術積累的核心的工藝和專利，也對射頻前端各個環(huán)節(jié)積極布局。例如Qorvo、Broadcom和Murata均布局了射頻模組產品。Qorvo由于擁有自己的工廠，在生產和封裝方面具有豐富經驗，開發(fā)出了創(chuàng)新的封裝技術，集性能穩(wěn)定、外觀小巧、性價比高、極低功耗等優(yōu)勢于一身。 全球各廠商先后多次在濾波器領域提高產能，擴產的驅動原因主要是移動通信的技術迭代和消費電子的興起。如日本企業(yè)Murata、太陽誘電等紛紛在2014年前后擴充濾波器產能，以適應快速興起的4G、LTE以及增長的4G手機零部件需求。而從2017年起至今，5G和IoT進展飛快，Qorvo、高通等國際知名廠商均通過收購、建廠等方式擴充濾波器產能，試圖在5G時代中搶占先機。 表5: 各廠商擴產原因及情況

國際射頻巨頭盈利能力如何 射頻前端行業(yè)現(xiàn)有格局呈現(xiàn)出Broadcom、Skyworks、Qorvo、Murata、RF360五強壟斷的特征。 在智能手機射頻前端濾波器領域，尤其是體聲波濾波器領域，Broadcom是市場領導者。據(jù)Yole分析，濾波器成為助推MEMS市場的最強勁引擎，如果不包括射頻器件，MEMS市場在2011-2023年間增長率僅為9%；若再加上RF MEMS，則整個MEMS市場的年復合成長率達到17.5%。2017年，由于在體聲波濾波器領域的優(yōu)異表現(xiàn)，Broadcom成為全球MEMS領域最大的供應商。2015年，Avago與Broadcom合并，奠定了行業(yè)領先的濾波器技術基礎，在收購英飛凌體聲波業(yè)務后體聲波濾波器市場份額擴大至65%以上。據(jù)金智創(chuàng)新數(shù)據(jù)顯示，2016年，Broadcom的Fbar濾波器出貨量突破5億顆。2019年中旬，蘋果與Broadcom簽訂兩年的射頻前端訂單，以應對5G手機需求。受到疫情影響，博通2020年第一季度業(yè)績略遜于預期。 Murata是全球Saw濾波器龍頭，在2012年~2016年間，受益于蘋果供應鏈、智能手機通信模塊增長、壓電器件需求景氣等影響，Murata營收增長明顯。從2003~2018年，Murata營業(yè)收入年復合增長率達到8.66%。Murata在2019財年業(yè)績相對下滑，公司營業(yè)利潤率同比下降5.1%，主要是由于客戶與代理商存在庫存調整，產品用途廣泛性降低，整體出現(xiàn)萎縮。在通訊設備領域，5G智能手機和基站推動MLCC和射頻濾波器及模塊需求增長，Murata仍保持增長態(tài)勢，2019年營收同比上升4.1%。2020年初，由于疫情緣故，Murata于菲律賓、馬來西亞的代工廠以及日本的福井雄、出云和福山代工廠均經歷停產，目前雖已大部分恢復生產，但仍將對2020財年營收造成影響。 圖18: 2017年Murata代表性產品及全球份額

Baw和SOI等核心技術搭配公司差異化的解決方案，擴大了Qorvo的收入，其基于Baw推出的天線接收器和分集接收模塊等產品都帶來了廣闊的增長機會。Qorvo在2020第一季度的銷售額也超越了競爭對手Skyworks，銷售額的增長主要依靠5G增量在基站和手機對于射頻器件需求不斷增長。Qorvo在2019年收購了4家公司以擴充其產品線。 Skyworks作為行業(yè)內的龍頭企業(yè)，銷售額同比2019Q1下降了5.4%，主要原因是新冠疫情導致中國市場需求下降。在各細項指標上，Skyworks依然延續(xù)了穩(wěn)健高效的運營風格，毛利率依然保持在高位49.0%，凈利率達到了23.6%。Skyworks的銷售額增長大多依靠公司產品線的高效運營和內生增長而非并購。 圖19: Skyworks和Qorvo收入對比（百萬美元）

圖20: Skyworks和Qorvo毛利潤對比（百萬美元）

2020年第一季度Skyworks與Qorvo凈利率均出現(xiàn)一定程度下滑，推測由于疫情導致復工進度減緩。毛利率上，兩公司差別較小，而凈利率上，Skyworks的凈利率遠高于Qorvo。 圖21: Skyworks和Qorvo毛利率對比

圖22: Skyworks和Qorvo凈利率對比

Broadcom是射頻方面的領導企業(yè)，在收購英飛凌體聲波業(yè)務后擴大了Baw濾波器市場份額。 圖23: Broadcom公司近三年第一季度營業(yè)情況（億美元）