通信| 证券研究报告 — 行业深度报告 2017 年 9 月 21 日
[Table_IndustryRank]
增持
公司名称 股票代码
目标价
(人民币)
评级
中兴通讯 买入
麦捷科技 - 未有评级
信维通信 - 未有评级
通宇通讯 - 未有评级
大富科技 - 未有评级
上海贝岭 - 未有评级
万盛股份 - 未有评级
大唐电信 - 未有评级
[Table_Source] 资料来源:万得,中银证券
以 2017年 9月 18日当地货币收市价为标准
支持评级要点
5G 历史使命驱动的产业机遇将是比投资和业
务创新更确定的机会。
5G 时代高频应用、MassiveMIMO 带来射频创
新需求,中国厂商将扮演更重要角色。
数模转换器件有望在5G时代迎来技术初步突围。
中国厂商有望在5G时代实现主导基带市场份额。
相关研究报告
《新通信的创新时代:通信行业 2017年度中期策
略报告》
中银国际证券有限责任公司
具备证券投资咨询业务资格
通信
[Table_Analyser]
吴友文
(8621)20328313
@
证券投资咨询业务证书编号:S1300515070001
易景明
(8621)20328303
@
证券投资咨询业务证书编号:S1300517080005
程燊彦
(8621)20328305
@
证券投资咨询业务证书编号:S1300517080004
吴彤
(8621) 20328504
@
证券投资咨询业务证书编号:S1300517080002
[Table_Title]
从历史使命看 5G 驱动的
三大产业机遇
5G 主题创新思路报告
[Table_Summary] 5G 标准即将于明年落定并启动试商用进程,其带来的新的资本开支周期,
以及新网络特性所驱动的业务前景让市场充满憧憬,但是 5G 对于中国的科
技产业,特别是设备产业则是意味着一次再次实现弱项超车的机遇,这是抓
住 5G 所带来的产业确定性机遇的核心逻辑。
支撑评级的要点
5G 历史使命驱动的产业机遇将是比投资和业务创新更确定的机会。5G网
络属性对未来包括视频、物联网业务的发展具备极大的促进作用,而中国
的 5G投资将带来新的投资周期。但从历史使命的角度来看,5G作为中国
与全球第一次同步研发的移动通信标准,更让中国产业具备了从更深层次
实现突破和超越的历史机遇。中国在 3G时代依靠 TDS实现了从 0到 1的
进展,在 4G时代依靠 TD实现了系统设备产业的中兴华为全球主导能力,
而 5G时代关键器件领域仍然落后的中国通信设备产业,有望借力投资驱
动和国家政策重点支持,实现跨越。我们判断,射频关键器件、AD/DA转
换器件、基带芯片将成为 5G时代中国产业实现突破的关键定位。
5G 时代高频应用、MassiveMIMO 带来射频创新需求,中国厂商将扮演更
重要角色。5G时代 6Ghz等更高频段的使用,massive MIMO 、波束成形等
技术的创新支撑,推动射频产业整体新需求。而在移动通信的射频关键
器件放大器 PA、滤波器等市场,海外厂商仍然占据垄断地位。我们认为,
随着中国在 5G 标准制定和网络建设方面的投入加大,掌握射频领域领
先技术和制造工艺将成为未来投资重点,相关产业和公司将有望获得政
策和资金支持。
数模转换器件有望在 5G 时代迎来技术初步突围。全球 AD/DA 转换中高
端市场主要由 ADI、TI 等美国厂商占据,同时美国商务部对采样精度在
12bit及以上的 200Ms/sADc、 5G时代,
对器件标准提出了更高要求,而同时 5G 时代有望加速发展的物联网则
对数模中低端器件的需求全面提升。我们认为,在数模转换器件领域,
5G高端需求有望实现突破,而应用在物联网等领域的中低端器件需求,
有望成为国内相关厂商升级突破的重要机遇。
中国厂商有望在 5G时代实现主导基带市场份额。TDS时代展讯实现了国
内基带领域的逐步突破,而当前手机基带中 LTE制式占据了近 60%的市
场份额,中高端市场仍然为外资主导。随着华为为代表的中国厂商在高
端领域的突破,5G基带的研发进展已经与全球领先的高通起头并进。我
们认为,5G时代的中国厂商份额有望从当前 20%左右提升至超过 50%水
平,带来极大投资机遇。
评级面临的主要风险
运营商投资不力风险,技术路径风险,竞争风险。
重点推荐
建议重点关注 5G方向具备总体竞争力的中兴通讯。
在射频方向建议核心关注 SAW滤波器逐步进展的麦捷科技,终端测天线
领先并有望拓展射频器件的信维通信,系统侧射频和天线的通宇通讯、
大富科技等,及专注通讯连接、无线射频等领域芯片分销的润欣科技。。
在数模转换方向,重点关注高精度转换器有所进展的上海贝岭,以及股
东公司具备产品能力的振华科技,以及新拓展该领域的万盛股份。
基带方向,重点关注中兴通讯、大唐电信等拓展机会。
2017年 9月 21日 从历史使命看 5G驱动的三大产业机遇 2
目录
投资摘要 ............................................................................... 5
5G 继往开来,行胜于言 ........................................................ 6
5G 网络试点进展在全球如火如荼 ................................................................ 6
使能长远需求的信息基础设施,高性能指标倒逼网络变革 .......................... 8
5G 标准中国引领,历史使命驱动关键器件变革带来产业机遇 .................. 12
5G 步入高频,射频技术和工艺亟待精进............................. 15
大规模(MASSIVE)MIMO 及波束成形推动射频处理变革 .......................... 16
5G 高频及高带宽需求推动器件工艺升级 ................................................... 19
射频技术产业价值巨大,中国产业亟待创新升级 ...................................... 21
数据转换器等待技术突围,触发行业新机遇 ....................... 24
数据转换器是通信系统必不可少的核心器件 .............................................. 24
国际数据转换器市场呈现海外巨头垄断 ..................................................... 26
国内数据转换器在 5G 时代有望迎来产业突破 ........................................... 29
5G 基带市场风云际会,中国厂商有望变局突围 .................. 31
作为终端核心部件,基带芯片是拉通并主导产业的关键 ............................ 31
前 5G 市场步入增速放缓期,各厂商正逐步蓄力酝酿变局 ......................... 34
竞争态势向有利方向倾斜,中国厂商将在基带芯片格局中崛起 ................. 36
研究报告中所提及的有关上市公司 ...................................... 40
2017年 9月 21日 从历史使命看 5G驱动的三大产业机遇 3
图表目录
图表 1. 5G 规范化工作时间表 ....................................................................6
图表 2. 5G 商用推广关键路标 ....................................................................7
图表 3. 全球重要国家的近期 5G发展举措 .............................................7
图表 4. 2020-2025年 5G网络连接数与人口覆盖率预测 .......................8
图表 5. 5G 频谱的定义和实用 ....................................................................9
图表 6. 5G 频谱的定义和实用 .................................................................. 10
图表 7. 5G 频谱的定义和实用 .................................................................. 10
图表 8. 5G 规范中网络切片的架构 .......................................................... 11
图表 9. 通过 SDN与 NFV来实现网络切片 ............................................. 11
图表 10. 下一代通信系统为网络、空口和频谱全面引入演进 ......... 12
图表 11. 中国移动通信发展历程及与海外对比情况 ........................... 13
图表 12. 中国数字移动通信发展路线图 ................................................ 14
图表 13. 射频结构示意图 .......................................................................... 15
图表 14. 5G潜在频谱分配 ......................................................................... 15
图表 15. 5G毫米波应用示意图 ................................................................ 16
图表 16. massive MIMO 应用场景示意图 ................................................ 17
图表 17. 混合波束成形射频传输示意图 ................................................ 17
图表 18. 瑞典隆德大学——基于 USRP RIO的大规模 MIMO测试台 17
图表 19. 大规模 MIMO系统关键属性 ...................................................... 18
图表 20. 32x32 大规模 MIMO 系统示意图 ............................................... 18
图表 21. 模拟、数字和混合波束成形示意图 ....................................... 18
图表 22. GaN满足 5G应用需求 ................................................................ 20
图表 23. GaN及 LDMOS出货量对比 ........................................................ 20
图表 24. SAW 示意图 ................................................................................... 20
图表 25. BAW示意图................................................................................... 20
图表 26. 适用于各个频段的滤波器技术 ................................................ 21
图表 27. 放大器、SAW滤波器、BAW主要厂商 .................................. 21
图表 28. 射频领域上市公司梳理 ............................................................. 22
图表 29. 数据转换器中的模数转换器(ADC)与数模转换器(DAC) 24
图表 30. 数据转换器连接模拟与数字世界,应用广泛 ...................... 25
图表 31. 应用于无线通信系统的高性能数据转换器芯片 .................. 25
图表 32. 无线发射机与接收机中的数据处理过程 ............................... 26
图表 33. 常见的高精度 DAC器件架构图 ............................................... 27
2017年 9月 21日 从历史使命看 5G驱动的三大产业机遇 4
图表 34. 亚德诺的数据转换器产品线布局 ............................................ 28
图表 35. 全球数据转换器市场份额划分概要 ....................................... 28
图表 36. 可用于军事雷达与卫星设备的数据转换器芯片 .................. 29
图表 37. 民用通信系统的数据转换器低配需求 ................................... 30
图表 38. 苏州云芯微电子的高性能数据转换器芯片产品 .................. 30
图表 39. 智能手机包含的主要功能模块 ................................................ 31
图表 40. SoC架构示意图 ........................................................................... 32
图表 41. 华为 P9主板拆解 ........................................................................ 32
图表 42. 基带芯片和射频芯片是手机中最核心部分 .......................... 33
图表 43. 4G基带芯片出货占比迅速提升 ............................................... 34
图表 44. 总市场规模已趋于平稳,4G基带强势挤占份额 ................ 34
图表 45. 全球基带芯片市场规模和主要厂商份额 ............................... 35
图表 46. 厂商技术实力梯队 ...................................................................... 36
图表 47. 5G终端芯片研发难度全面提升 ............................................... 37
图表 48. 各厂商 5G 投入和进展 ............................................................... 37
图表 49. 中国手机基带芯片厂商将在 5G格局中崛起 ........................ 38
图表 50. 智能手机基带芯片市场竞争态势激烈 ................................... 39
2017年 9月 21日 从历史使命看 5G驱动的三大产业机遇 5
投资摘要
5G 历史使命驱动的产业机遇将是比投资和业务创新更确定的机会。5G网
络属性对未来包括视频、物联网业务的发展具备极大的促进作用,而中国
的 5G投资将带来新的投资周期。但从历史使命的角度来看,5G作为中国
与全球第一次同步研发的移动通信标准,更让中国产业具备了从更深层次
实现突破和超越的历史机遇。中国在 3G时代依靠 TDS实现了从 0到 1的
进展,在 4G时代依靠 TD实现了系统设备产业的中兴华为全球主导能力,
而 5G时代关键器件领域仍然落后的中国通信设备产业,有望借力投资驱
动和国家政策重点支持,实现跨越。我们判断,射频关键器件、AD/DA转
换器件、基带芯片将成为 5G时代中国产业实现突破的关键定位。
5G时代高频应用、MassiveMIMO带来射频创新需求,中国厂商将扮演更重
要角色。5G时代 6Ghz等更高频段的使用,massive MIMO 、波束成形等技
术的创新支撑,推动射频产业整体新需求。而在移动通信的射频关键器件
放大器 PA、滤波器等市场,海外厂商仍然占据垄断地位。我们认为,随
着中国在 5G标准制定和网络建设方面的投入加大,掌握射频领域领先技
术和制造工艺将成为未来投资重点,相关产业和公司将有望获得政策和资
金支持。
数模转换器件有望在 5G时代迎来技术初步突围。全球 AD/DA转换中高端
市场主要由 ADI、TI等美国厂商占据,同时美国商务部对采样精度在 12bit
及以上的 200Ms/sADc、 器件产品实施禁运。在 5G时代,对器
件标准提出了更高要求,而同时 5G时代有望加速发展的物联网则对数模
中低端器件的需求全面提升。我们认为,在数模转换器件领域,5G 高端
需求有望实现突破,而应用在物联网等领域的中低端器件需求,有望成为
国内相关厂商升级突破的重要机遇。
中国厂商有望在 5G 时代实现主导基带市场份额。TDS 时代展讯实现了国
内基带领域的逐步突破,而当前手机基带中 LTE制式占据了近 60%的市场
份额,中高端市场仍然为外资主导。随着华为为代表的中国厂商在高端领
域的突破,5G 基带的研发进展已经与全球领先的高通起头并进。我们认
为,5G时代的中国厂商份额有望从当前 20%左右提升至超过 50%水平,带
来极大投资机遇。
建议重点关注 5G方向具备总体竞争力的中兴通讯。在射频方向建议核心
关注 SAW 滤波器逐步进展的麦捷科技、终端测天线领先并有望拓展射
频器件的信维通信、硕贝德等,系统侧射频和天线的通宇通讯、大富科
技、盛路通信等,以及专注于通讯连接、无线射频及传感领域芯片分销
的润欣科技。在数模转换方向,重点关注高精度转换器有所进展的上海
贝岭,以及股东公司具备产品能力的振华科技,以及新拓展该领域的万
盛股份。基带方向,重点关注中兴通讯、大唐电信等拓展机会。
2017年 9月 21日 从历史使命看 5G驱动的三大产业机遇 6
5G 继往开来,行胜于言
5G 网络试点进展在全球如火如荼
5G 网络架构标准化工作自 2016 年正式启动,预计通过三个版本完成,Rel-14
版本将在 2017年终发布,2018下半年发布 Rel-15版本,而 2019年底 Rel-16版
本正式完成。截至 2019年底之前的时段,都成为 LTE-Advanced Pro或 阶段。
在这一时段内,ITU将组织或协调成员在技术领域开展交流和评估,2017年完
成主要需求评估标准,并在后面 2018 到 2020年持续为 3GPP的标准给出建议
和评估。3GPP 负责标准化工作,R14后至 R15 实现非独立 5G组网,R16后实
现独立 5G组网,通过两个阶段在 2019年底完成标准制定。
图表 1. 5G规范化工作时间表
资料来源:ITU,3GPP,中银证券
5G在各方面尤其是空口技术上将发生革命性变化,预期于 2020年开始全球商
用。目前已经确定的试点商用路标如下:最早在 2017 年年底在北美和阿联酋
开启 5G网络实验局;2018年 1季度和 2季度在韩国冬奥会与俄罗斯举办的世
界杯将会对 5G网络进行预商用;2019年 3季度将进行 IOT测试,意味着物联
网商用场景这个时间点将要成型;2020年 2季度将在全球展开商用,届时阿联
酋世博会和东京奥运将以 5G商用;在 2022年之后仍将进行 6G以上高频段的
研发。
2017年 9月 21日 从历史使命看 5G驱动的三大产业机遇 7
图表 2. 5G商用推广关键路标
资料来源:3GPP,中银证券
尽管目前 5G标准如网络架构、频率区段等问题尚待国际电讯组织或商业联盟
来取决,但各国主要电信业者已积极准备好引进新技术,纷纷落地试点的 5G
项目。业界普遍认为,这次 5G 的导入将是采用渐进性的方式,不过 5G 全网
的建设成本和所要求的网络密度会远高于前一代的 LTE。
图表 3. 全球重要国家的近期 5G发展举措
主要国家 5G 发展举措
欧盟
1、决定发展使用 694~790Mhz频率区段的 5G宽带网络技术,主要电信服务供货商将能在 2020年 6月底前取得使用权。
2、统一设施建设计划和筹组 5G发展联盟。
英国
1、政府则在 2017年 3月公布了 5G发展战略。
2、民间企业(如 Gigaclear)已开始让大型和中型企业付费试用 5G高速网络。
美国
1、Verizon和三星合作,已在美国 5个城市进行 5G部署并测试。
2、T-Mobile US Inc也计划在 2019年推出 5G,并在 2020年完成全国架构。
日本
1、NTT Docomo、KDDI和软银等将在 2020年正式提供 5G通讯技术服务,全国性的部署则计划在 2023年进行。
2、5G网络总投资规模预计达到 5兆日圆(约 457亿美元)。
韩国 以 KT为首的数家电信业者则与 Ericsson合作,为 2018年在江原道平昌举行的冬奥建臵与测试 5G线路。
俄罗斯
1、5G发展被列为俄罗斯”数字经济” 计划的重点之一,2018年世足期间将在举办的 11个俄罗斯城市设臵 5G试验区。
2、2020年前正式在全国 8个百万人口都市进行建臵,2025年将施行的城市数量增加到 15个。
3、2021年首都莫斯科将出现第一批 5G用户,达 52万人,至 2022年能成长到 78万人。
中国
1、国内 5G发展由政府主导,并以中国制造 2025计划打底,于今年 3月建成了全球最大的 5G试验网。
2、2017年 6月 5日,中国工业和信息化部公开征求对 5G(IMT-2020)使用 3300MHz~3600MHz和 4800MHz~5000MHz频段的
意见。
3、中国 5G标准 2017年底完成第一基础版本制定。
资料来源:iothome,中银证券
与 4G相比,5G具有速率更高、带宽更宽、可靠性更高、时延性更低等技术特
点,能够更好地满足个人和行业的应用需求。根据 Ovum的预测,到 2021年年
底,全球包括移动和固定宽带服务在内的 5G 用户数将达到 2,400 万,北美和
亚洲地区将分别占据全球 5G用户数的 4 0 % ,其次是欧洲,占比超过 1 0 % ,
绝大多数的 5G用户将集中在美国、日本、中国和韩国。同时,思科发布的全
球移动数据研究表明,到 2021年,5G网络每月将产生 30千兆字节的数据, 是
2016年 4G连接所产生的数据量的 5倍。
2017年 9月 21日 从历史使命看 5G驱动的三大产业机遇 8
依照 GSMA在《5G—无限连接与智能自动化的时代》报告中的预测,未来几年
商用 5G网络将获得大量部署,到 2025年将覆盖全球近三分之一的人口。届时,
5G连接数量将超过 11亿,约占全球移动连接数的八分之一。
图表 4. 2020-2025年 5G网络连接数与人口覆盖率预测
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
40%
0
2
4
6
8
10
12
2020 2021 2022 2023 2024 2025
链接数(左轴) 人口覆盖率(右轴)
(亿)
资料来源:Ovum,GSMA,中银证券
基于 5G技术的支撑,跨行业的融合发展进一步加强,新型信息化和工业化将
深度融合,引发产业领域的深层次变革。移动物联网场景等 5G技术将渗透到
消费、生产、销售、服务等各行业,推动研发、设计、营销、服务等环节进
一步向数字化、智能化、协同化方向发展,实现工业领域全生命周期、全价
值链的智能化管理。这个新增的市场空间可谓丰厚,足以驱使电信行业的巨
头展开竞争。
使能长远需求的信息基础设施,高性能指标倒逼网络变革
提升网络性能,本质是深入挖掘频谱效率或拓展可用频段。频谱效率方面,
空口将依据场景自适应,通过全双工、极化码、基于子带滤波的 OFDM、SCMA
和 MIMO,充分发掘频谱效率,预计系统基带整体频谱效率将提升 3倍。相应
的,基站基带部分都面临软硬件升级或替换,网络主设备商将迎来持续的市
场需求。
2017年 9月 21日 从历史使命看 5G驱动的三大产业机遇 9
图表 5. 5G的各项无线接入性能指标全面大幅提升
资料来源:ITU,中银证券
根据 ITU 指引,下一代网络支撑高速移动的速度大幅提升;时延降低 10 倍;
连接密度提升一个数量级;网络效能提升百倍;单位空间网络流量提升百倍;
且峰值速率抬升一个数量级。严苛的指标要求,除了基带方面需要扩充可用
频段范围,提升频谱利用率之外,而意味着网络需要终端进行更多更频繁的
测量,利用复杂算法进行判决、调度和控制协调。网络侧设备的处理能力对
基站基带芯片和算法设计提出了空前要求。
2017年 9月 21日 从历史使命看 5G驱动的三大产业机遇 10
图表 采纳多重技术方案综合提升网络效能
资料来源:ABIresearch,中银证券
新标准中,为了提升容量、能耗效率、连接密度、时延、移动性、频谱效率、
体验速率和峰值速率,综合采纳了多套领先的技术方案,厂商间就这些方案
适配的基本场景和参数的模拟和实测结果提供给 3GPP审议,并最终落实在规
范里。但除了交互接口有约束性之外,网络厂商内部保留了灵活的实践方式
来确保自己的设备效能最具备竞争力。
原有蜂窝网络多使用 3GHz 以下微波段,5G 主力频段源自蜂窝频谱,并拓展
6GHz,可用频带拓宽了整整一倍。而系统带宽的定义也自 LTE 阶段的 20M 扩
大到了 500M,可以整合利用的系统带宽整整扩大了 25 倍。6GHz 以下频谱将
用于宏站,提供控制信道和数据信道,是对原有网络保持连接、覆盖、移动
性和容量的极大升级。
图表 7. 5G将大幅延拓可用频段至拓展 6GHz以上
资料来源:IHS Markit,中银证券
2017年 9月 21日 从历史使命看 5G驱动的三大产业机遇 11
存量方面,考虑到天线与射频单元在远端合并的形态与 MIMO的普及,可以确
定现有 4G 基站都涉及射频单元和天线的升级或替换。更大的革新来自 5G 辅
助频段,包括从 6GHz直到可见光的一部分,预计自 2022年起会逐步体现在规
范中,以重点解决蜂窝接入和自回传。通过对高频段基站的精准部署,可有
效解决用户密集区的接入和边缘区的覆盖问题,大带宽可分摊集中的流量回
传。意味着在流量需求集中的区域,都有望布设高频基站由于依据用户接入
与流量分布进行部署,伴随业务体验要求的持续提升,该部分增长有望长期
持续。
图表 8. 5G规范中网络切片的架构 图表 9. 通过 SDN与 NFV来实现网络切片
资料来源:NGMN,中银证券 资料来源:NGMN,中银证券
在 5G规范中对于核心网处理也给出了“网络切片”的新定义:在统一的物理
网络基础上实现不同移动网络应用的载体,它需要同时满足移动宽带、大规
模物联网等不同业务场景下,对于移动性、计费、安全、策略控制、延时、
可靠性等方面要求完全不同。而“网络切片”是在基础资源层上面建立逻辑
上的网络切片实例,每个实例占有不同的网络传输资源,专门为特定的引用
实例服务。整套方案基于云计算、虚拟化、软件定义网络、分布式云架构等
几大技术群而实现的,通过上层统一编排让网络具备管理、协同的能力,从
而实现基于一个通用网络基础架构平台,能够同时支持多个逻辑网络功能。
因此,采用 SDN和 NFV 构建的云化网络是实现“网络切片”的基础,而网络
切片正是未来 5G通信业务能力的关键所在。
2017年 9月 21日 从历史使命看 5G驱动的三大产业机遇 12
图表 10. 下一代通信系统为网络、空口和频谱全面引入演进
从Sub 扩展到 Sub 6GHz
6Ghz
LTE
EPC vEPC
虚拟化
LTE
5G网络功能
虚拟化+云化
共存
Ready for 5G
Refarming
SDN/NFV
演进
Massive CA
256QAM
LAA
M-MIMO
NB-IOT
新空口
帧结构
双工波形
多址接入
6Ghz
新频谱+老频谱Refarming
100Ghz
信道编码
..................
网络架构
空口
频谱
资料来源:华为,中银证券
网络架构的变革对长期来以专用设备为主导的网络设备市场将产生深远的冲
击。5G 最终将全面达成网络柔性,专用设备比重将大大降低,通用设备的替
换除了提升运营商投资效率、降低总开支外,最大的意义是实现了链路乃至
无线资源的整合,藉由全面的网络能力虚拟化,完成类似与 IT 资源虚拟化的
工作,由统一的服务接口来提供标准化的通信能力。这样的趋势无疑会加固
运营商的管道地位,未来不排除政策层面将运营商服务向网业分离的方向引
导,运营商当下的确面对业务转型的压力,但同时全国性的 NFV 网络对通用
设备制造商和云服务供应商对专用设备商将拥有空前的弯道超车机遇。
综上所述,在争夺 5G 新技术标准话语权以及 5G 新业务市场先机的双重推动
力下,未来 3年内 5G网络的试点发展将在全球范围内如火如荼,不断给通信
产业链带来增长驱动。
5G 标准中国引领,历史使命驱动关键器件变革带来产业机遇
5G 作为有史以来最为复杂的移动通信系统,在增强人与人之间链接的同时,
将进一步推动物联网的应用加速万物互联时代的到来。在移动通信技术标准
上,中国先后经历了 1G空白、2G跟随、3G突破、4G同步的发展历程。
2017年 9月 21日 从历史使命看 5G驱动的三大产业机遇 13
图表 11. 中国移动通信发展历程及与海外对比情况
中国 欧美国家
移动通信
标准
典型标准 速率 商用时间 发展情况 商用时间 主要优势及进展
1G AMPS
1987
国内在 80年代初期移动通信产业还
属于一片空白,直到 1987年的广东
第六届全运会上蜂窝移动通信系统
正式启动。国内移动网络采用的是欧
洲的 TACS系统 ,英国、西班牙以及
意大利都采用这种网络制式。
1985
模拟话音传输,频带范围:
450M、900M,数据利用率低,
数据承载业务难开展;基本上
被摩托罗拉所垄断。
2G
GSM(基于
TDMA)、CDMA
64kbit/s
1995
国内 2G网络的建设从 1994年中国联
通的成立开始,同时这也促进了GSM
网络在中国的落地生根,而到 2000
年 4月中国移动也成立了。
1992
数字蜂窝移动通信,采用时分
多址,频带利用率高、容量大,
开放接口,安全性高,可支持
全球漫游,语音+短信+低速数
据业务。
GPRS、EDGE
3G
UMTS(W-CDMA、
TD-SCDMA,
CDMA2000)
下行速度峰值
理论可达
速度峰值也可
达 384kbit/s。
2009
TD-SCDMA成为百年通信史上第一个
中国企业拥有核心知识产权的无线
移动通信国际标准,2009年 1月,发
放 3G牌照,由中国移动正式商用,,
大唐、中兴、华为等企业成为
TD-SCDMA产业的核心。
2003
提供高速数据业务,宽带接入
IP系统,可提供 150Mb/s高质量
影响服务,促进移动互联网的
快速发展。
HSDPA
4G
LTE-Advanced(TDD
-LTE\FDD-LTE)
行链路速度为
100mbps,上行
链路速度为
30mbps
中国已经建成全球最大的 4G网络,
基站的规模数超过了 200万个,用户
数突破了 5亿人,拥有全球第一的互
联网和移动互联网用户数,成为全球
最大的电子信息产品生产基地和最
具成长性的信息消费市场。中国企业
掌握 TD-LTE 20%~28%专利。中国在
3GPP框架下成为 TD-LTE标准倡导和
获益者。
2010
4G网络作为最新一代通讯技
术,在传输速度上有着非常大
的提升,理论上网速度是 3G的
50倍,实际体验也都在 10倍左
右,上网速度可以媲美 20M家
庭宽带。
5G
峰值速率
10Gbps-20Gbps
2020E
率先在亚太地区成立 IMT-2020(5G)
推进组,整合产、学、研、用精锐力
量,积极向国际电信联盟等国际标准
组织输出观点。工信部、中国
IMT-2020(5G)推进组的工作部署以
及三大运营商的 5G商用计划,我国
将于 2017年展开 5G网络第二阶段测
试,2018年进行大规模试验组网,并
在此基础上于 2019年启动 5G网络建
设,最快 2020年正式商用 5G网络。
目前国内的 5G技术水平在多个领域
和国外企业不相上下,甚至在一些关
键技术上,还具有明显的优势。
中国华为公司主推的 Polar Code(极
化码)方案,成为 5G控制信道 eMBB
场景编码方案。
2020E
eMBB移动宽带增强、mMTC大
规模物联网、uRLLC超高可靠超
低时延通信。5G的第一个标准
“R15”,将在 2017年年底发布
一个初步版本,2018年 6月会
发布正式版本。下一个版本 R16
将在 2019年年底能够实现。
最早在 2017 年 4 季度北美和阿
联酋将开启
实验局;2018 年 1 季度和 2 季度
在韩国冬奥会与俄罗斯举办的
世界杯将会对
5G 网络进行预商用;2019 年 3
季度将进行 IOT 测试;2020 年 2
季度将在全球展开商用,届时
阿联酋世博会和东京奥运将以
5G 商用;在 2022 年之后仍将进
行 6G 以上高频段的研发。
资料来源:中银证券
在 5G时代,中国力量进一步走向舞台的中心并第一次与全球领先水平站在同
一起跑线上。凭借 3G、4G时代成功的经验以及全球最大的移动互联网市场配
合主导 4G 系统设备的中国厂商,中国将提升在 5G 标准制定值中的话语权,
有望实现弯道超车从而引领 5G未来。
2017年 9月 21日 从历史使命看 5G驱动的三大产业机遇 14
图表 12. 中国数字移动通信发展路线图
资料来源:中银证券
5G 网络属性对未来包括视频、物联网业务的发展具备极大的促进作用,而中
国的 5G投资将带来新的投资周期。但从历史使命的角度来看,5G作为中国与
全球第一次同步研发的移动通信标准,更让中国产业具备了从更深层次实现
突破和超越的历史机遇。中国在 3G时代依靠 TDS实现了从 0到 1的进展,在
4G时代依靠 TD实现了系统设备产业的中兴华为全球主导能力,而 5G时代关
键器件领域仍然落后的中国通信设备产业,有望借力投资驱动和国家政策重
点支持,实现跨越。我们判断,射频关键器件、AD/DA转换器件、基带芯片将
成为 5G时代中国产业实现突破的关键定位。
2017年 9月 21日 从历史使命看 5G驱动的三大产业机遇 15
5G 步入高频,射频技术和工艺亟待精进
射频(Radio Frequency)单元是所有无线通信的关键部件之一,其主要功能为:
1、在发射过程中将二进制信号转换成高频率无线电磁波信号;2、在接收过
程中,将收到的高频电磁信号转换成低频基带信号然后转换为二进制信号传
输给基带芯片。其中,射频前端(RF front end,RFFE)直接连接天线负责信号
在发送前和接受后的第一道处理。在发送过程中,基带信号通过载波调制调
制成可供无线发射的高频信号,然后经过滤波器(Filter)和放大器(power
amplifier,PA)处理之后传输到发送天线。在信号的接收过程,天线接收到信
号将会通过低噪声放大器(Low Noise Amplifier,LNA)处理后经过解调和滤波,
然后通过可变增益放大器(Variable-Gain Amplifier,VGA)传送给基带处理芯片
进行处理。
图表 13. 射频结构示意图
资料来源:Auburn University,中银证券
随着 5G 无线通信带宽及容量的升级,采用更高的频率将成为 5G 物理层的升
级重点。目前,主流 5G通信频段设计将以 6GHz为分界点,分为 6GHz以上的
高频段和 6GHz以下的 sub-6 GHz频段。其中,sub-6 GHz在广覆盖方面优势明
显,而高频段在为 5G提供流量和回传方面具备更高性能。因此,统筹考虑高
低频率结合,成为 5G 网络部署重点。在 5G 通信上面将一方面需要考虑高频
率通信要求,另一方面也将需要面对更多更宽的频谱兼容,以及大量新频段
的覆盖。同时,在 4G 中成功应用的载波聚合技术,在 5G 中将会得到加强,
即载波聚合技术的路数必将上升。
图表 14. 5G潜在频谱分配
资料来源:诺基亚,中银证券
2017年 9月 21日 从历史使命看 5G驱动的三大产业机遇 16
其中,5GHz以下将成为 4G LTE-Advanced 和 LTE LAA(Licence Assisted Access)
作为网络运营商 wifi替代的候选频段。鉴于 10GHz以上可以提供较大的带宽从
而带来容量和吞吐量的提升,因此对于 5G升级将最具吸引力,但是预计厘米
波及毫米波频谱分配将需要等到 ITU WRC-19 会议之后。在 2019年之前,新增
的频段将集中在 5GHz以下,其中一些频段将部署贯穿宏基站、微基站和小基
站,而厘米波、毫米波的频段将主要集中在超小范围内的数据传输。低频段
传播特性好且资源稀缺,需要优先获取,我国已提出 3300-3400MHz、
4400-4500MHz和 4800-4990MHz等候选频段;高频段传播特性差、资源丰富、可
选余地大,可作为支撑 5G发展的后续补充频段。
图表 15. 5G毫米波应用示意图
资料来源:IEEE microwave magazine,中银证券
大规模(massive)MIMO 及波束成形推动射频处理变革
在 5G通讯中,为了实现大容量、低延迟以及海量接入等性能,支持超高频的
massive MIMO技术将成为主流。在 massive MIMO中,借助于高出现有 MIMO天
线数量 1到 2个数量级的天线技可有效弥补传播损耗并实现带宽的高效利用。
2014年,三星在 massive MIMO技术上获得了里程碑式的进展,在 28GHz的频率
上实现了 的连接速度,在 100km/h的移动测试中录得 。借助于
三星自己开发的混合自适应天线阵列技术,三星在业界首次成功完成 28GHz
的高频实验,克服了毫米波长距离通信的困难。
2017年 9月 21日 从历史使命看 5G驱动的三大产业机遇 17
图表 16. massive MIMO 应用场景示意图
图表 17. 混合波束成形射频传输示意图
资料来源:IEEE microwave magazine,中银证券 资料来源:,中银证券
2015年,上海移动选用的华为 Massive MIMO多天线系统单模块内臵 128个射频
通道和 128根天线,选择高楼林立,人口密度大的长寿路商圈进行现网试点,
并率先采用 Massive MIMO多扇区连续组网,重点验证了典型高层楼宇的 3D覆
盖、深度覆盖以及典型室外场景的覆盖能力及小区吞吐量的提升效果。本次
测试通过 3D波束赋形等技术,利用一个 25米高的基站实现了 75米高楼的立
体式覆盖和周边水平道路覆盖,小区吞吐量达到 630Mbps,有效解决了现网多
个基站才能解决的问题。部署方式复用了现网站址资源,充分利旧现网机柜、
电源、光纤,以及核心网和传输资源,大大节省了整体工程成本。
图表 18. 瑞典隆德大学——基于 USRP RIO的大规模 MIMO测试台
资料来源:National Instruments,中银证券
2017年 9月 21日 从历史使命看 5G驱动的三大产业机遇 18
Massive MIMO及 Beamforming 技术的应用使 5G高频毫米波的应用成为可能,同
时也带动了射频技术的革命。相比于传统的射频前端,在 5G中射频前端将要
完成更精确的信号同步以及更多路的信号处理能力。相较于传统无线通信以
及支持 MIMO的 4G LTE对射频器件数量上的需求将更高,也因此带来集成度、
小型化要求的提升。
图表 19. 大规模 MIMO系统关键属性 图表 20. 32x32 大规模 MIMO系统示意图
资料来源:,中银证券 资料来源:,中银证券
鉴于 massive MIMO 配合波束成形来补偿毫米波传输过程中严重的耗散缺点,
RF的设计中必须考虑波束成形(beam forming)。波束成形,源于自适应天线
的一个概念。接收端的信号处理,可以通过对多天线阵元接收到的各路信号
进行加权合成,形成所需的理想信号。从天线方向图(pattern)视角来看,这样
做相当于形成了规定指向上的波束。天线的尺寸是由电磁波信号的波长决定
的,因此毫米波与波束成形技术将在手机终端等便携设备中做到完美融合。
波束成形的技术可分为模拟波束成形、数字波束成形以及混合波束形成。
图表 21. 模拟、数字和混合波束成形示意图
资料来源:xilinx,中银证券
2017年 9月 21日 从历史使命看 5G驱动的三大产业机遇 19
模拟波束成形中,移相器操作在 RF频带,且在主讯号的路径上,优点是架构
比较简单,混频器的数目少,缺点是移相器因为操作在高频,损耗较大,因
此主讯号路径损耗大,且高频移相器相位分辨率较低。数字波束成形中,移
相器在数字处理,优点是场型实现的自由度最高,缺点则是每一路都需要 RF
链(Chain),另外,每一路都需要额外的数字/模拟转换器(D/A Converter)来处理讯
号,因此更耗电,尤其当系统带宽越宽的时候,更显严重。混合波束成形(Hybrid
Beam forming),移相器在数字及射频路径,结合数字与射频波束成形架构,将
波束成形在数字与射频当中取得优化,且能够弹性的支持多波束/多使用者,
通常在巨量多数入多输出系统最为常见。
综上所述,毫米波由于其具备丰富的频谱资源支持超过带宽对于在 5G中的应
用具备极高的吸引力。同时,由于天线尺寸与波长成正比,因此毫米波的应
用使得多天线的设计在手机端成为可能,同时在基站端也将降低功耗。鉴于
massive MIMO 及波束成形技术的应用,5G 射频中一方面将引入更多的射频单
元,相互之间的协同和同步要求大幅提升;另一方面,波束成形的考量将成
为射频设计中新的挑战。
5G 高频及高带宽需求推动器件工艺升级
根据前面的介绍,射频前端中的关键器件包括放大器及滤波器。为迎接 5G的
到来,射频器件的升级不仅体现在数量及处理技术的升级方面,超高带宽及
超高频信号将超过传统射频器件处理的极限,因此相关材料和技术的升级也
势在必行。
2017年 5月,领先 RF供应商 Qorvo宣布推出四款适用于 5G基站的高性能 28GHz
RF产品,其架构充分利用该公司经现场检验的碳化硅基氮化镓 (GaN-on-SiC) 和
砷化镓 (GaAs) 工艺技术,不仅提供领先的性能,还具有小型化的尺寸。Qorvo 的
28GHz 产品包括:QPC1000 移相器,这款产品具有相位解析能力,能够在发射
/接收功能之间切换;两款发射产品 – TGA4030-SM GaAs 中等功率放大器/倍增器
和 TGA2594 GaN-on-SiC 功率放大器;QPA2628 GaAs 低噪声放大器。整套 28GHz
发射和接收解决方案可提高功效、优化尺寸,帮助电信设备提供商构建 5G 试
验系统,加快整个毫米波 5G 基站网络的部署。
研究机构 Yole Developpement 指出,随着 5G技术的日益成熟,未来射频功率放
大器(RF PA)市场将出现显著成长。由于氮化镓(GaN)之于载波聚合(CA)、
多输入多输出(MIMO)等新科技,效能与带宽上双双较横向扩散金属氧化物半导
体(LDMOS)具优势。LDMOS制程将逐渐被 GaN新兴的取代,砷化镓(GaAs)
市场占比则相对稳定。展望未来,采用 GaN制程的 RF PA将成为输出功率 3W
以上的 RF PA所采用的主流制程技术,LDMOS制程的市场份额则会明显萎缩。
Qorvo 认为低电压 GaN 所提供的耗能将不可避免的进入手机设备,在 5G 中凭
借应对高频信号的优势有望取代 3G、4G中已被广泛应用的 GaAs制程。
2017年 9月 21日 从历史使命看 5G驱动的三大产业机遇 20
图表 22. GaN满足 5G应用需求
图表 23. GaN及 LDMOS出货量对比
资料来源:Qorvo,中银证券 资料来源:《化合物半导体》
除了放大器部分,滤波器在处理相对 4G更宽的带宽以及更高的频率时也将需
要技术和工艺的升级。其中,声表面波(SAW)滤波器广泛应用于 2G接收机
前端以及双工器和接收滤波器。 SAW滤波器集低插入损耗和良好的抑制性能
于一身,不仅可实现宽带宽,其体积还比传统的腔体甚至陶瓷滤波器小得多。
温度补偿 TC-SAW可有效应对 SAW易受温度影响的问题,但是 SAW、TC-SAW
一般用于 以内。
图表 24. SAW示意图
图表 25. BAW示意图
资料来源: 资料来源:
高频率对滤波器的转变也是一个挑战。在 4G以前,由于频率相对较低,SAW
滤波器已经能够满足设备的需求。但跨入了 5G高频时代,SAW的局限性就凸
显。在高频仍然保持较高 Q值的 BAW滤波器就成了业界的新宠。同时,随着
毫米波、massive MIMO等技术的成熟应用,滤波器的需求将会快速提升,从而
推动相关市场的高速发展。体声波滤波器(BAW)滤波器集低插入损耗和良好
的抑制性能于一身,不仅可实现宽带宽,其体积还比传统的腔体甚至陶瓷滤
波器小得多。BAW 器件所需的制造工艺步骤是 SAW的 10倍,但因它们是在更
大晶圆上制造的,每片晶圆产出的 BAW 器件也多了约 4 倍。即便如此,BAW
的成本仍高于 SAW。 然而,对一些分配在 2GHz以上极具挑战性的频段来说,
BAW 是唯一可用方案。因此,BAW 滤波器在 3G/4G 智能手机内所占的份额在
迅速增长。
2017年 9月 21日 从历史使命看 5G驱动的三大产业机遇 21
图表 26. 适用于各个频段的滤波器技术
资料来源:Qorvo,中银证券
在过去的无线通信系统中,毫米波通信系统由多个分立器件搭建而成,各个
器件分别利用 CMOS、SiGe BiCMOS和 GaAs材料制成并调整为最优状态,但是
过多的器件不可避免导致了较高的成本和复杂因素。在 5G标准中,适当的器
件集成一方面将大幅降低成本另一方面也将使得相应的 PCB 更为小型化,鲁
棒性及良品率都会大幅提升,从而帮助 5G技术的大幅普及。
射频技术产业价值巨大,中国产业亟待创新升级
综上所述,5G升级特别是 massive MIMO 、波束成形等技术所支撑的高频高带
宽技术一方面将带来 5G相对于传统无线通信更大的容量和吞吐量,另一方面
也给射频器件包括放大器、滤波器、双工器、开关等技术和制造工艺提出了
新的更高需求。近年来,各大芯片厂商也纷纷意识到放大器等射频元器件的
重要性,纷纷开启收购。其中,高通收购 Blacksand 进入放大器市场,并于日
本元器件厂商 TDK 联合组件 RF360 Holdings 开发滤波器。联发科收购 PA 供应
商络达主要针对物联网市场。国内厂商中,展讯收购 RDA拓展 PA领域。
目前,高端产品线仍然倾向于采用独立的 PA供应商 Qorvo、Skywork、Broadcom
的产品。据了解,功率放大器 93%市场基本上被以上三家占据。而滤波器领域,
日期 Murata、TDK和 Taiyo Yuden占据 SAW双工器 85%以上市场,而 BAW市场
基本上被 Broadcom垄断,占据 87%市场份额。
图表 27. 放大器、SAW滤波器、BAW主要厂商
放大器市场 SAW滤波器市场 BAW滤波器市场
Qorvo、
Skyworks、
Broadcom,
93%
Others, 7%
Murata、
TDK、Taiyo
Yuden, 85%
Others, 15%
Broadcom,
87%
Others, 13%
资料来源:xilinx,中银证券
2017年 9月 21日 从历史使命看 5G驱动的三大产业机遇 22
鉴于中国已经成为移动通信大国,中国已经成为射频器件的重要市场。其中,
Skyworks中国市场 2015年收入占其总收入的 84%,华为、OPPP、Vivo等手机厂
商都是其客户。另外,PA 厂商纷纷开始在中国增设工厂,增加滤波器产品线
拓展未来发展方向。但是,面对中国依旧处于高速发展的无线通信市场,国
内也开始涌现出一批例如华为海思、信维通信等快速成长的企业。5G 通信标
准无疑给射频器件提出了更高的要求,同时也因为部分革新技术的出现以及
中国的大力支持,中国相关厂商有望迎来新的发展机遇。其中,国内厂商在
天线、滤波器方面相对发展较好。
图表 28. 射频领域上市公司梳理
领域 公司 简介 5G 产业机遇
基站天线
通宇通讯
公司专业从事通信天线及射频器件产品的研发、生
产及销售,产品主要包括基站天线、射频器件、微
波天线等,其中基站天线为公司的主导产品。公司
为移动通信运营商、设备集成商提供通信天线、射
频器件产品及综合解决方案。
5G中微基站、小基站的数量会随着覆盖范围的缩小而
指数级增长,同时 massive MIMO对天线的需求会相对
现有天线数量提升一到两个数量级,因此公司在 5G中
将迎来产品需求的大幅提升。公司的微波天线系列产
品覆盖 5GHz—80GHz频率范围,能满足在复杂电磁环
境中实现点对点传输,满足 5G对高频需求。
盛路通信
公司及下属子公司的产品线涵盖主干网传输天线、
基站天线、网络覆盖天线、终端天线、无源器件、
有源设备、汽车天线、大型地面警戒雷达 TR组件、
北斗定位天线、车载信息智联系统等领域,形成了
较为完善的通信设备、汽车电子设备产业链。
在 5G技术的发展推动下,追随 5G和物联网的发展步
伐,公司基站天线、无源天线、室分天线、微波天线、
汽车天线、终端天线等六大系列产品线不断完善,产
品性能逐步提高,为 5G时代做好技术储备。
终端天线
信维通信
国内小型天线行业发展的领跑者,集研发、制造、
销售于一体,主要研发和生产移动通信设备终端各
类型天线。公司的射频技术前沿研发及技术积累达
到了行业领先水平,射频测试能力达到国际先进水
平。公司拥有的研发测试中心已获得 CNAS 国家认
证以及国际通行的移动终端 CTIA 认证。
massive MIMO技术的应用会大幅提升单一终端天线数
量,同时物联网及可穿戴设备的进一步普及会带来终
端天线需求的大幅增长。
硕贝德
公司围绕移动智能终端,聚焦射频、传感及相关部
件,坚持“一点两线”发展战略,以天线产品为锥
点,重点发展天线及天线一体化技术、指纹生物识
别及 3D芯片封装技。
公司与美国乔治亚理工大学 ECE合作开发 5G微米波
射频前端芯片,5G MIMO天线及毫米波天线阵列。此
次联合开发将汲取双方的优势和研究成果,为 5G时代
发展机会做好全方位准备。
基站射频产品
大富科技
主营业务是移动通信基站射频产品、智能终端产
品、汽车零部件的研发、生产和销售。其中,移动
通信基站射频产品包括射频器件、射频结构件等移
动通信系统的核心部件,产品主要应用于 2G、3G、
4G 等移动通信系统。
公司紧密结合市场发展趋势,通过自有资金投入,围
绕 5G 核心技术持续开发新产品,研发新技术,例如在
介质盘加载滤波器、介质填充滤波器、双模/多模滤波
器、介质填充波导滤波器等,现已经储备了具有自主
知识产权的行业领先的高端技术,可适应 5G 网络对滤
波器高性能、小型化、不同频谱的复杂需求。
欣天科技
主要从事移动通信产业中射频金属元器件及射频
结构件的研发、生产和销售,射频金属元器件是公
司的核心主导产品,也是移动通信基站中射频器件
的核心部件,主要包括谐振器、调谐螺杆、低通、
传输主杆、电容耦合片、电容耦合杆、介质等。公
司已获得包括 Nokia、Sanmina-SCI、Flextronics、
CommScope、大富科技、上海国基的合格供应商认
证。
5G时代,移动通信基站的扩容和升级将直接拉动移动
通信基站设备商对射频器件及射频金属元器件的需
求,是推动射频金属元器件市场发展的最核心和直接
的驱动因素。
终端滤波器 麦捷科技
主营业务为研发、生产及销售片式功率电感、射频
元器件等新型电子元器件和 LCM显示屏模组器件,
并为下游客户提供技术支持服务和元器件整体解
决方案。
募集 亿元用于投资生产 MPIM小尺寸一体成型电感
和 SAW滤波器等新产品项目,打破国外厂商在 SAW滤
波器上面垄断,迎来国产化替代机遇。
芯片分销 润欣科技
国内领先的 IC产品和解决方案分销商,分销的 IC
产品以通讯连接芯片、无线射频和传感器芯片为
主。
目前主要代理高通、思佳讯、AVX/京瓷等全球著名 IC
设计制造公司的 IC产品,拥有共进电子、美的集团、
大疆创新、中兴通讯等客户,是 IC产业链中连接上下
游的重要纽带,将受益 5G时代射频及功率放大芯片在
网络通讯和物联网市场销售增长。
资料来源:公司公告,中银证券
2017年 9月 21日 从历史使命看 5G驱动的三大产业机遇 23
中国在 5G标准制定和网络建设方面的投入正持续加大,而射频器件无论是技
术还是制造工艺都是我国一直以来的产业相对短板,因此掌握射频领域领先
技术和制造工艺将成为“5G 引领”的关键一环也因此将有望成为未来投资重
点。我们认为,相关产业和公司,特别是在相关领域具备先发优势和一定的
技术储备的企业,将有望获得政策和资金支持以及国产化替代的长期机遇。
2017年 9月 21日 从历史使命看 5G驱动的三大产业机遇 24
数据转换器等待技术突围,触发行业新机遇
数据转换器是通信系统必不可少的核心器件
数据转换器(A/D器件)可以分为模数转换器(ADC)和数模转化器(DAC),
分别是将现模拟信号与数字信号互相进行转化的机器,模数转换器将现实世
界中的模拟信号转换为数字信号的接口器件,是联系现实世界中模拟信号和
数字信号的桥梁,是数字信号技术发展的基础。数据转换器是整个通信系统
中的关键所在,也是整个系统的瓶颈,国内外科研机构、大厂家一直投入大
量的物力、人力、财力致力于数据转换器件的研究。
数据转换器有着广泛而多样化的应用场景,随着 CMOS 集成电路工艺的迅速发
展,相对于模拟电路来说,数字电路集成度高、抗干扰强、易于实现和成本低
的优势越来越明显,因此,数字电路常用来代替模拟电路以完成信号的处理。
然而,现实中信号大多是模拟的,比如温度、声音、图像和压力等模拟信号。
因此就需要连接模拟信号与数字信号的桥梁——模数转换器和数模转换器。
图表 29. 数据转换器中的模数转换器(ADC)与数模转换器(DAC)
资料来源:Linear Technology,Texas Instruments,中银证券
这个世界上的信息与数据,无论是否被编码成二进制形式,都是不可能脱离
物理世界而单独存在的。存储器中的数据是以磁道上的磁极排列或者晶体管
栅极中的电荷的形式存在的,逻辑器件的工作依赖于逻辑单元器件之间的电
平传输,用户的操作靠按键开关的通断和触摸屏上的电压变化来被感知。因
此无论是数据存储、数字信号处理、数字系统用户界面,都必须以电压、电
流、电荷等模拟物理量的形式,在最终由模拟器件组成的电路中传递,完成
复杂的功能。而数据转换器便是将现实世界中的模拟信号转换为数字信号的
接口器件,是联系现实世界中模拟信号和数字信号的桥梁,是数字信号技术
发展的基础。
随着电子技术的迅猛发展以及大规模集成电路的广泛应用,数据转换器得到
了广泛的应用。高速数据转换器被广泛应用于各个领域,如雷达、通信、电
子对抗、测控、医疗、仪器仪表、高性能控制器以及数字通信系统等。根据
不同的应用场景,厂家设计了具有不同采样率、精度、低噪音、功率、价格、
尺寸的数据转换器,来定义并区分他们的产品。通常来看,一款数据转换器
产品的高转换速度与高转换准确度(高精度)间的平衡,往往是衡量该款产
品性能的两个重要指标。
2017年 9月 21日 从历史使命看 5G驱动的三大产业机遇 25
图表 30. 数据转换器连接模拟与数字世界,应用广泛
资料来源:电子产品世界,中银证券
在无线通信系统中,高速率、高精度的数据转换器同样在基站、直放站、移
动终端中都有着大量的应用。无线系统所需传输的数据经过复杂的信号处理
过程,最终以变化的电压/电流信号的形式激励发射天线,由天线以电磁波的
形式辐射至自由空间,再经过物理信道传输,被接收天线采集,再经过信号
处理过程,最终还原成数据。其中发射天线——物理信道——接收天线的过程
意味着无线射频通信系统必然涉及模拟过程,而信息数据的运算与控制则是
典型的数字过程,期间必须要大量使用数据转换器件才能实现整套系统的正
常运作。可以说,数据转换器件的性能将极大地影响基站与移动终端的通信
工作效率。
图表 31. 应用于无线通信系统的高性能数据转换器芯片
资料来源:Analog Devices,中银证券
2017年 9月 21日 从历史使命看 5G驱动的三大产业机遇 26
以无线设备的发射机为例,二进制数据经过信源编码、信道编码之后,首先
根据星座图进行符号映射,由二进制数据映射成多进制符号,符号流经过成
型滤波和数字-模拟(DA)转换变成基带模拟信号,基带信号经过正交调制器
上变频至射频(有时经过若干级中频),最后进行功率放大并发射。可以看
出从成型滤波那一步开始,离散的符号流被映射成了连续的模拟波形流。之
后的正交混频和功率放大都是模拟操作。而到了接收机系统,则是与其正相
反的一整套模拟-数字(AD)转换过程。
图表 32. 无线发射机与接收机中的数据处理过程
资料来源:CyberGraphics,中银证券
随着通信系统的升级换代、全面进入 5G时代后,无线带宽的大量增加与工作
频谱的高频变迁,对于数据转换器芯片的速率和精度要求将会进一步的大幅
提升。未来的无线发射机与接收机系统的终极目标将是直接数字合成和采集
射频信号、而不需要进行频谱搬移变换到基带(中频)部分,以实现对于无
线信道的软件数字化管理。
国际数据转换器市场呈现海外巨头垄断
目前,全球生产数据转换器的主要厂家有亚德诺(ADI)、德州仪器(TI)、
Philip、Motorola等,产品分类以处理速率、转换精度、器件功耗等为主要参数,
覆盖各种主要应用市场以及特殊应用的领域,根据硬件配臵、内存位大小、
采样率等因素,价格跨度从几美元到上千美元不等。
数据转换器具有应用广泛、成本低、技术成熟等优点,但在高性能的数据转
换器领域,它存在着很多先天性的不足,例如当信号的采样速率大于 2 MS/s
时,由于孔径抖动因素,会造成采样时间的不确定性。其规律是伴随着采样
速率的增加,其精度就会下降;大致上,数据转换器的速率每增加一倍,精
度就会下降大约 1bit,有效工作的动态范围也会出现下降。
2017年 9月 21日 从历史使命看 5G驱动的三大产业机遇 27
图表 33. 常见的高精度 DAC器件架构图
资料来源:电子产品世界,中银证券
而对于这些全球知名的数据转换器件公司,其对于构成通信系统关键的高精
度、高速率数据转换器件的设计研发已经成熟。特别是亚德诺和德州仪器公
司的高精度、超高速产品线体系越发完善,32bit 超高精度或者 12Gs/s 超高速
率的产品已经分别量产供货。此外,国外的 Atmel、Rohm等芯片公司设计新的
数模转换器都是走在技术的尖端。
2017年 9月 21日 从历史使命看 5G驱动的三大产业机遇 28
图表 34. 亚德诺的数据转换器产品线布局
资料来源:Analog Devices,中银证券
亚德诺和德州仪器作为数据转换器领域的龙头企业,一直试图通过提供差异
化的优质产品占领更多市场份额。亚德诺凭借产品的多样性和在研发上的大
量投入,不断引领产品技术的革新,使得企业利润长期增长,毛利润高达到
65%-68%。德州仪器则紧追行业的领先技术和制造工艺,在并购了国家半导体
后,实现了对产品组合的多样化配臵,通过搭配比竞争对手多 2-3倍的销售和
支持团队,来保证公司较强的行业能力。
根据 Databeans的报告统计,2016年全球数模转换器的市场在 40亿美元附近,
而其中亚德诺一家占据了超过 40%的市场份额,德州仪器的市场份额约在
20%,数据转换器市场呈现由美国企业实现行业垄断的趋势。因此,高速数据
转换器芯片的设计技术时至今日依然是美国对华禁运的重点科目。
图表 35. 全球数据转换器市场份额划分概要
亚德诺ADI, 45%
德州仪器TI,
22%
其他公司, 33%
资料来源:Databeans,中银证券
2017年 9月 21日 从历史使命看 5G驱动的三大产业机遇 29
在以中国为代表的亚洲新兴市场里,国际传统的数据转换器厂家往往会在中
低端产品线上会面临来自新兴企业的激烈的价格竞争。同时,由于中国通过
政策变化和投资,在积极推动和重塑国内半导体行业,中国本土企业在特定
行业里会对国外大厂形成挑战。国际大厂间因此也发生了一系列的兼并整合,
例如亚德诺在 2016年用 148亿美元收购了 Linear,使得他们能够更有效地统筹
财务、技术和管理资源来参与竞争,快速获取市场份额、形成规模经济效应,
挤压新兴公司的生存空间。另外,高利润的高端数据转换器产品领域目前仍
然是以海外大厂占据着绝对优势,新工艺与新技术专利也基本掌握在这些国
际大厂手中,利用 5G设备换代周期来实现技术突围,将成为国内企业打破市
场垄断的唯一出路。
国内数据转换器在 5G 时代有望迎来产业突破
在数据转换器的研究方面,国内企业的起步比较晚,和国际先进水平相比差
距较大,特别是在高速率、高精度的数据转换器芯片的研究上落后幅度较大。
目前,国内主要是一些科研院校在研究高速率与高精度的数据转换器,发展
的基础非常薄弱、工艺相对落后,几乎没有能够大量投入到市场上的商业化
产品。比较突出的研究成果有中电集团 55所设计的转换速率为 GS/s、精度
为 8 bit 的高速模数转换器件以模拟集成电路实验室公布的一款采样两通道时
间交错的 GS/s、8 bit的模数转换芯片。
总体来看,中国数据转换器行业可谓大而不强,关键技术落后于发达国家,
产品也多集中在中低端领域,国内高端 AD转换器市场主要被国外知名品牌企
业所掌控。而国外政府在高性能的数据转换器件方面对中国实施进口限制,
这极大影响了中国国防工业和电子通信的发展,中国人必须拥有设计自己的
高性能数模转换器芯片的能力。
图表 36. 可用于军事雷达与卫星设备的数据转换器芯片
资料来源:Analog Devices,中银证券
2017年 9月 21日 从历史使命看 5G驱动的三大产业机遇 30
超高速性能的数据转换芯片是军用软件无线电、电子战、雷达等需要高宽带
和高采样率的军事应用的核心器件,可以说在国防、军事、航天等领域,数
据转换器直接决定了雷达系统的精 度和距离,其中 12bit、200Ms/s以上的 ADC
与 12bit、 DAC器件都作为高端产品被美国列入可以触发禁令的
名单。国内所需的军用高性能数据转换器主要由各大军工集团下的研究所或
企业来设计生产,例如中国电子科技集团公司的第二十四研究所、航天科技
集团下的北京时代民芯公司(原航天九院七二二所)等。
图表 37. 民用通信系统的数据转换器低配需求
ADC DAC
精度 采样速率 精度 采样速率
3G基站 12bits 80Ms/s 14bits 500Ms/s
4G基站 14bits 250Ms/s 16bits 800Ms/s
美国禁令标准 12bits 200Ms/s 12bits
5G基站 14bits 3Gs/s 16bits 12Gs/s
资料来源:Analog Devices,美国商务部,中银证券
在民用领域,满足 4G、5G等高带宽通信需求的高性能数据转换器芯片,在中
国振华电子集团旗下的苏州云芯微电子公司创立后,逐渐实现了关键技术突
破。苏州云芯立足于 自主研发,拥有自主知识产权的关键技术,包含了高性
能模数转换芯片(ADC)、数模转换芯片(DAC)、直接频率合成芯片 (DDS)
等领域,主力产品包括 16bit 精度、 速率的数据转换器芯片,填补了国
内空白,性能指标居国内领先地位。同时,上海贝岭、苏州迅芯都有性能略
低的产品投入量产测试,而万盛股份公告收购的硅谷数模公司亦在筹建相关
的设计团队。
图表 38. 苏州云芯微电子的高性能数据转换器芯片产品
资料来源:苏州云芯微电子,中银证券
综上所述,数据转换器在现在信息化高科技产品中有着重要的作用,随着信
息化产业在各行各业的渗透,数据转换器的应用领域也得到不断的拓展。未
来,随着我国工业化、信息化、城镇化、市场化、国际化的深入发展,特别
是 5G通信技术带来的经济结构转型升级、以及经济社会各领域网络化、信息
化建设,智能制造的推进,将为数据转换器行业提供巨大的需求市场。
而国内的数据转换器行业市场集中度较高,本土企业发展规模较小、实力较
弱,迫切需要通过技术革新和品牌建设推动发展规模的扩大和整体竞争实力
的提升,5G网络的更新换代提供了国内厂商技术升级的良好机遇。
因此,在可以预见的未来,在 5G网络技术的引领下,国内的数据转换器产业
将持续稳定增长,并呈现出新的发展趋势,加强产业集聚和融合,自主知识
产权成为竞争力的核心,从而带来更多商业发展机会。
2017年 9月 21日 从历史使命看 5G驱动的三大产业机遇 31
5G 基带市场风云际会,中国厂商有望变局突围
作为终端核心部件,基带芯片是拉通并主导产业的关键
移动终端,不论以何种制式接入网络,本质都是携带移动功能的微电脑。移
动场景具有特殊性,基带除了完成复杂的空口数传和控制,还在尺寸、功耗、
成本等方面受到诸多严苛限制,与外界物理环境的即时交互使得基带芯片的
复杂度远超其余部分,成为移动终端的核心。
广义上,网络设备也有基带处理部分,但往往为整机厂商自用而不独立对外
销售,本部分存而不论。
图表 39. 智能手机包含的主要功能模块
基带部分
射频部分
电源管理外设
软件
资料来源:公开资料,中银证券
从功能上看,智能手机里通常包括:处理无线电信号发送和接收的射频部分;
包括数据和控制信令处理的基带部分;负责电池节电的电源管理部分;外设
包括 LCD、触屏,摄像头,声卡等;以及配套软件,涵盖系统,驱动,中间件,
应用等。
2017年 9月 21日 从历史使命看 5G驱动的三大产业机遇 32
图表 40. SoC架构示意图
MIPI
LCD
GPU CPU
MIPI
Camera
MCU DSP
eMMC/
UFS
LPDDR3/
LPDDR4x
Modem
ISP
l2C
USB
Uart
PCle
资料来源:半导体行业观察,中银证券
而从实现方式看,提供功能的不同模块都是整合在 SoC 上一起提供系统化解
决方案的,这些模块就称为 IP(Intellectual Property)核,通常由不同 IP供应商
销售现成 IP核,供整机厂商集成,使得 SoC设计相对简单,对于 CPU、GPU、
MCU和 DSP等不同 IP进行选型,组合和联调即可完成。
图表 41. 华为 P9主板拆解
资料来源:公开资料,中银证券
以华为 P9为例,其包含了基带处理和应用处理的 SoC主要集成了几个部分:
CPU为海思的麒麟 955,8 Cores, 4* Cortex A72 +4*Cortex A53 ;GPU
为 Mali T880;RAM为 Micron 4GB LPDDR4;ROM为 Samsung KLMCG4JENB B041 64GB
eMMC ,构成整部手机的核心。外设部分,HiFi采用海思 Hi6402;电源管理 IC
采用 Ti BQ25892;射频部分,放大器:Skyworks 77621;海思 Hi6362负责 RF收
发;射频放大器采自 Skyworks 77360-2。另为应对不同通信制式,WiFi &
Bluetooth/FM 基于 Broadcom BCM4355XKUB;威盛电通 用以处理 CDMA
基带; CDMA 射频源自 FCI FC7712A。
其中基带 Modem集成在手机主芯片 SoC 内部,完成移动通信功能。是高通、
联发科、展讯等手机芯片厂商最核心的竞争力。相比较其他 IP 核,基带芯片
研制几方面特殊性:一个是完成无线空口的数传和控制需要对相应业务和嵌
入式实时系统实践有深厚了解;二是需要与网络设备商、运营商和其他终端
厂商在大规模场景下进行实测;三是由于基带芯片领域下游客户集中、供应
商能力强大,需要客户、价格、研发和销售策略整体配套才能在激烈的竞争
中生存。
2017年 9月 21日 从历史使命看 5G驱动的三大产业机遇 33
图表 42. 基带芯片和射频芯片是手机中最核心部分
空口业务
属性复杂
• 电磁波介质的瞬变性,
需要实时响应空口条件
• 移动性和功控等功能要
求复杂的算法与网络间
配合;
涉及大量
外场调测
• 与所有网络设备商和终
端对接联调;
• 与运营商进行大规模外
场实测;
需要和下
游客户与
产品策略
配套
• 下游终端厂商集中,产
品序列全面,对平台能
力要求高;
• 研发路径,销售和定价
策略都要和客户相匹
配;
基带是手机终端
难度最高,
最核心的部分
资料来源:公开资料,中银证券
手机中基带部分包括 ApplicationProcessor,即应用芯片; BasebandProcessor,即
基带芯片。操作系统、用户界面和应用软件,如 Android、Windows phone 7等都
放在 AP的 CPU上执行。而手机的通讯及其控制,则运行在 BP的 CPU上。目
前除了苹果的方案是 AP和 BP分离,其他厂商多是用 AP+BP集成高通的方案。
因此多核 CPU中核的数目会出现两部分,分别指向 AP和 BP的核数。如果说
AP类似于电脑中的中央处理器,BP则类似电脑的 modem,与外界进行通信。
在固网和 wifi等常规连接中,要求进行的处理相对简单,modem处于从属地位。
但在移动场景中,需要利用电磁波介质传递数据,信道复杂瞬变、无线资源
稀缺,在完成数据编解码和与基站间通信的同时,还要配合网络进行移动条
件下的各种检测判决等一系列协议算法,复杂度骤然提升。部分 BP中集成了
电源管理模块配合算法对手机通信状态进行激活和休眠。
射频控制过程中的交织、调制、编码、映射等都是高度要求实时的,随着协
议定义的帧间隔越来越窄,这些过程通常放在主频更高的 CPU 上执行,并且
配套运行实时操作系统。由于协议处理流程相对固定,通常软件版本会固化
在 CPU中。 AP侧运行的操作系统和应用软件对主频要求偏低,变更频繁,隔
离 AP 和 BP 不但使射频通信过程不受干扰,操作系统和应用开发更自由,且
避免了底层协议的不可知漏洞影响网络设备。
2017年 9月 21日 从历史使命看 5G驱动的三大产业机遇 34
前 5G 市场步入增速放缓期,各厂商正逐步蓄力酝酿变局
领先的基带与射频分析机构 Strategy Analytics 判断,全球移动基带处理芯片的
增长将一直延续到 2022年,但自 2017年起增速会较之前放缓,主要是因为终
端出货和 LTE投资增速下降。
2016年基带芯片整体市场规模较 2015年有 %的增长,超过 220亿美元,主
要来自于 LTE基带的强劲支撑。2017年,由于 LTE终端出货量的增速放缓,总
规模预计仅增长 %,达到 亿美元。基带芯片出货量在 2016年经历 %
的下滑后,预计在 2017年将增长 %达到 亿颗。
长期来看,Strategy Analytics 认为 LTE 网络演进到能支持更高速率(如 以
上),且高流量消耗的应用普及会促进中低端 LTE 智能手机出货,并由此带
动 LTE 基带芯片的价格降低。智能手机和其他移动终端在未来将保持平稳增
长,基带芯片的年复合增速约为 2%,到 2022年将达到 亿颗的出货量,对
应 237亿美金的销售额。
图表 43. 4G基带芯片出货占比迅速提升
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
1,
1,
1,
1,
2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016
2G基带发货量(百万颗) 3G基带发货量(百万颗)
4G基带发货量(左轴) 2G基带占比(右轴)
3G基带占比(右轴) 4G基带占比(右轴)
(百万颗)
资料来源:Strategy Analytics,中银证券
根据 Strategy Analytics,过去几年内,2G和 3G基带芯片出货占比从近 40%和 60%
下降到 2016年的双双 20%左右,而 4G基带芯片几乎从零一路提升至 60%的占
比,绝对数目也超过了 14亿颗。
图表 44. 总市场规模已趋于平稳,4G基带强势挤占份额
%
%
%
%
%
%
%
%
%
%
0
5,000
10,000
15,000
20,000
25,000
2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016
基带芯片总规模(左轴) 2G基带占比(右轴)
3G基带占比(右轴) 4G基带占比(右轴)
(百万美元)
资料来源:Strategy Analytics,中银证券
2017年 9月 21日 从历史使命看 5G驱动的三大产业机遇 35
市场规模上看,2014年全球超过 220亿美金高点后,一直在此位臵盘整,显示
市场区域饱和,增量空间有限。2016年,虽然 2G和 3G在出货量上尚占据 40%
左右份额,但整体份额已经从近 100%跌落到 20%以内。4G基带芯片是支撑总
规模的主要来源,而且日益收缩的 2/3G网络将使得 LTE进一步强化份额挤占。
由于发达国家的移动终端市场已经饱和,2016年全球出货量约 亿部,已
经比前一年下降约 %,预计 2017 年出货量将有 %左右的回升。到 2022
年移动终端年出货量预计将达到 27亿部,意味着这些年的复合增速在 %,
较此前的预计更为保守,反应了智能手机增速放缓程度超出此前判断,且 2G
终端的下滑也在加快。未来增量市场空间已经不大,更多的是 4G 终端对 2G
和 3G的份额挤占。我们认为,到 2020年 4G总体占比有望超过 90%。
图表 45. 全球基带芯片市场规模和主要厂商份额
1,
1,
2,
2,
3,
2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016
Hisilicon Intel Samsung Spreadtrum
MediaTek Qualcomm Total
资料来源:Strategy Analytics,中银证券
出货量上看,2016年高通、联发科、展讯、三星、Intel和海思位列全球手机基
带芯片市场前六位,占比分别为 %、%、%、%、3%和 %,但
并不意味着市场份额越大,技术实力越强。目前基带技术领先的三家厂商分
别是高通、Intel、三星和海思。联发科和展讯主要占据中低端市场,技术上滞
后 1到 3年。各厂商也不完全是竞争关系,Intel作为展讯的第二大股东拥有其
20%的股份。
联发科目前综合水平强于展讯,但缺乏展讯本土优势地位,展讯更易获得国
内市场支持和来自 Intel的技术支持,即使在 5G初始阶段技术相对落后,也可
借助 Intel的芯片开拓市场。长期看,展讯发展的后劲更足。而联发科在 4G并
未占据高端市场,盈利水平受限,而 5G又需要海量的资金投入,我们认为后
续联发科将共同与展讯处于中游竞争地位。
联芯受益于国内的 TDS 产业,其 TDS 芯片具备相当的实力,但中移动正逐步
裁撤 TDS网络,其 4G的发展没有及时跟进,目前看弱于展讯和联发科。不过
有国内产业政策,资金和市场的多方支撑,5G大概率将取得空前突破。
按技术实力排名,目前应该是,第一梯队:高通、intel、海思和三星;第二梯
队:展讯、联发科;第三梯队:大唐联芯,其中海思和三星的 5G基带芯片基
本自用。
2017年 9月 21日 从历史使命看 5G驱动的三大产业机遇 36
图表 46. 厂商技术实力梯队
第一梯队
• 高通
• Intel
• 海思
• 三星
第二梯队
• 展讯
• 联发科
第三梯队
• 联芯
• 中兴微电子
资料来源:Strategy Analytics,中银证券
高通一直是手机基带芯片市场的领导者,不但在各种规格上引领 LTE 设计芯
片,更可能推出第一款 5G 基带芯片。去年其手机基带芯片出货量仍增长了
8%,主要得益于旗下骁龙芯片的强劲表现。但强大的专利墙也难以抵挡各方
竞争对手的压力,高通 LTE 手机基带芯片的份额在快速,从 2015 年的 65%下
滑到了 2016年的 52%。去年 Intel在苹果的 iPhone7和 7 plus挤占了高通的部分
基带芯片份额,其在高端产品地位开始受到撼动。我们认为,英特尔将会在
2017 年苹果推出的新品中获得更高的手机基带芯片份额,这将进一步压缩高
通的出货量。
竞争态势向有利方向倾斜,中国厂商将在基带芯片格局中崛起
手机是全球半导体最大的市场,而基带芯片又是手机芯片中的制高点,不仅
代表技术实力,更代表了公司在产业中的地位。未来移动通信制式将会在 5G
网络中统一,终端厂商、设备商和运营商都在积极布局 5G,下一代基带芯片
备战也未雨绸缪。
目前 5G编码方式已经确定,编码是基带处理中最重要的部分,意味着基本架
构都已经落地,其他过程都是围绕编码的性能及特点来制定的。目前各终端
厂商正在和设备商联合调试,5G 最后在基带方面的标准大概率将按各家约定
俗成的方式来制定。设备商和终端之间都希望相互兼容,意味着各类厂商的
合作会很紧密。每家终端厂商都有针对不同设备商的接口人,只要设备商设
计发生变动,接口人会及时反馈设备商实验室调试。相互协调下,事实标准
可能会比规范组织形成文件来得更早。
2017年 9月 21日 从历史使命看 5G驱动的三大产业机遇 37
图表 47. 5G终端芯片研发难度全面提升
实现复杂度提升
• 按既定规划,
流量均提升一
个数量级,业
务场景更加多
样,相应的运
算能力和内存
需求就会有10
倍以上提升
摩尔定律放缓
• 既定尺寸下达
到运算能力,
要跨越三个工
艺代际需要更
长时间
功耗要求
• 手机通信节电
是重点需求,
功耗仍需有改
善空间
资料来源:公开资料,中银证券
我们预计,5G的出货最早会在 2018年出现,最早的 5G网络 2018年会在韩国
部署,三星的 5G起步不会晚,作为手机领域领先的元器件供应商,三星的产
品已显示出其 LTE 手机基带芯片性能优越。全球范围的强悍技术实力和雄厚
资金,将使得三星跻身第一梯队。
目前高通、Intel 和华为也都在大力投入研发 5G 网络的基带。高通之前发布了
X50,设计频率达 5Gbps,目前流行骁龙 835的 LTE基带 X20,其理论最高速率
可达 ,上传速度则能够达到 150Mbps。Intel 下一代基带的标速率也是
5Gbps,两家在苹果产品基带份额中的竞争愈加激烈。
华为无线解决方案部门也会同海思正在进行 5G网络测基带芯片的开发,而配
套的麒麟处理器也在顺利进展中,相关成品预计在 2019 年推出。当前的 LTE
基带麒麟处理器也在按原有节奏每年推出新一代产品。
图表 48. 各厂商 5G投入和进展
高通 发布了X50,设计频率达 5Gbps。目前流行骁龙 835的 LTE基带X20,其理论最高速率可达 ,上传速度则能够达到 150Mbps。
Intel 下一代基带的标速率也是 5Gbps,将与高通在苹果新产品中展开竞争。
三星 最早的 5G网络 2018年会在韩国,三星的 5G终端可能届时启用
海思
海思正在进行 5G网络测基带芯片的开发,而配套的麒麟处理器也在顺利进展中,相关成品预计在 2019年推出。LTE基带处
理器也按原有节奏推进。
展讯
已组成上百人团队加速 5G芯片研发,正在与多家设备商和运营商在多个城市展开对接测试。全力冲刺 2018年下半年拿出一
个 5G的商用芯片来
资料来源:公开资料,中银证券
根据展讯 ATP全球总裁康一表示,展讯目前研发 5G全面提速,已组成上百人
团队加速 5G芯片研发,正在与华为、爱立信、中兴在全部运营商的多个城市
展开对接测试。为了在标准化 3GPP R15的第一个 5G版本冻结前及早卡位,迅
速流片,展讯全力冲刺 2018年下半年拿出一个 5G的商用芯片来。
2017年 9月 21日 从历史使命看 5G驱动的三大产业机遇 38
图表 49. 中国手机基带芯片厂商将在 5G格局中崛起
2007:ADI退出手机市场;
LSI 完成与Agere Systems
的合并;
Skyworks退出手机市场;
NXP收购Silicon Labs蜂窝
通信业务;
Infineon 收购LSI;
2014:Broadcom退出手
机市场;
2015:NVIDIA退出手机
业务;
Marvell退出手机业务;
2004:海思开始研发芯片;
2009:推出首款手机芯片;
2012:首款商用手机芯片;
2014:麒麟系列芯片用于P7和
荣耀6等型号;
2015:麒麟系列芯片P8,
MATE8和荣耀8等型号;
2016:麒麟系列芯片用于P9和
MATE9等型号;
2009:Ericsson与意法半
导体成立STE;
2010:Intel收购Infineon
Freescale退出手机市场;
2012:TI退出手机市场;
2013:Renesas Mobile退
出手机市场;
2007:展讯发布支持HSPDA的
TDS手机芯片,首款双卡基带单
芯片;
2011:世界首款多模芯片;
2013:双核,四核多模手机芯片
发布;
被紫光集团收购;
2014:28nm通信SOC四核单芯片发
布;
2016:16nm八核4G智能手机平台
资料来源:ICWise,中银证券
2005年左右,手机基带芯片市场 TI、高通、ADI、飞思卡尔、博通等,系统厂
商 Philip、Nokia。但其时格局开始转变,这一阶段,展讯、海思和联发科进入
战场,中国厂商开始介入 2005到 2010年的五年间,高通凭借技术和专利依然
称霸,联发科依靠市场和策略坐上了第二把交椅,而展讯依靠“中国”首次
后进入全球前五。老牌的 TI开始退出, ADI、Freescale、NXP、瑞萨、LSI、Nokia、
英飞凌、Skyworks等相继退出,博通、瑞萨、爱立信。Intel开始退出移动芯片
市场,将手机芯片部门卖予 Marvell,而后又通过收购英飞凌的手机部门重新进
入江湖。
2017年 9月 21日 从历史使命看 5G驱动的三大产业机遇 39
图表 50. 智能手机基带芯片市场竞争态势激烈
• 苹果、三星、华为整体市场占有率过半,以高端手机为主;
• 高端产品中的芯片自研自给率很高,极大压缩了价值市场规
模空间;
智能手机厂商高度集中
• 独立芯片供应商如高通和MTK的开发平台能同时满足不同类型
和档次产品;
• 大厂商自身产能尚存在空间,下游客户寻求其他厂商纳入自
研体系的意愿不大;
独立芯片供应商开发平
台集中
• 团队配臵不足和产品路线不衔接将使下游客户难以维持长期
合作;
• 面向不同厂商和ODM是不同的价格策略;
• 芯片性能、稳定性和推广需要统一的销售策略折中,典型如
展讯通过Turnkey借助客户力量使得平台方案问题迅速收敛。
人力配臵、产品路线、
研发和销售策略要求全
面配套
资料来源:中银证券
我们认为,在手机基带芯片领域整合仍将持续,随着物联网应用的普及,众
多的本土企业将有机会介入到物联终端模组的封装和开发中。当 5G 时代来
临,市场上将剩下数个具备大资金、大市场和长期政策支持的巨头,而对中
国厂商而言,这几方面都独具优势。从目前市场看,独立芯片厂商有高通、
Intel、MTK、展讯,系统芯片厂商有苹果、三星与海思,其中本土厂商海思和
展讯的地位最为确定。海思依托华为手机覆盖了中高端各类产品,成就了全
球领先的销售额;展讯虽然以中低端为主,但整体出货量已经仅次于高通和
联发科,位于全球第三,且紫光在强大资金和政策支撑下,继收购锐迪科和
展讯,引入 Intel 之后,未来不排除更大目标。大唐联芯和中兴微电子,也有
望借助 5G市场和政策支持,跟随物联网应用完成对物联基带芯片布局,而如
移为通信等物联模组厂商也有望丰富和充实整个产业链。
2017年 9月 21日 从历史使命看 5G驱动的三大产业机遇 40
研究报告中所提及的有关上市公司
中兴通讯( , 买入)
麦捷科技( , 未有评级)
信维通信( , 未有评级)
通宇通讯( , 未有评级)
大富科技( , 未有评级)
上海贝岭( , 未有评级)
万盛股份( , 未有评级)
大唐电信( , 未有评级)
盛路通信( , 未有评级)
硕贝德( , 未有评级)
欣天科技( , 未有评级)
润欣科技( , 未有评级)
以 2017年 9月 18日当地货币收市价为标准
本报告所有数字均四舍五入
2017年 9月 21日 从历史使命看 5G驱动的三大产业机遇 41
披露声明
本报告准确表述了证券分析师的个人观点。该证券分析师声明,本人未在公司内、外部机构兼任有损本人独立性与客
观性的其他职务,没有担任本报告评论的上市公司的董事、监事或高级管理人员;也不拥有与该上市公司有关的任何
财务权益;本报告评论的上市公司或其它第三方都没有或没有承诺向本人提供与本报告有关的任何补偿或其它利益。
中银国际证券有限责任公司同时声明,未授权任何公众媒体或机构刊载或转发本研究报告。如有投资者于公众媒体看
到或从其它机构获得本研究报告的,请慎重使用所获得的研究报告,以防止被误导,中银国际证券有限责任公司不对
其报告理解和使用承担任何责任。
评级体系说明
公司投资评级:
买入:预计该公司股价在未来 12个月内上涨 20%以上;
谨慎买入:预计该公司股价在未来 12个月内上涨 10%-20%;
持有:预计该公司股价在未来 12个月内在上下 10%区间内波动;
卖出:预计该公司股价在未来 12个月内下降 10%以上;
未有评级(NR)。
行业投资评级:
增持:预计该行业指数在未来 12个月内表现强于有关基准指数;
中立:预计该行业指数在未来 12个月内表现基本与有关基准指数持平;
减持:预计该行业指数在未来 12个月内表现弱于有关基准指数。
有关基准指数包括:恒生指数、恒生中国企业指数、以及沪深 300指数等。
风险提示及免责声明
本报告由中银国际证券有限责任公司证券分析师撰写并向特定客户发布。
本报告发布的特定客户包括:1) 基金、保险、QFII、QDII 等能够充分理解证券研究报
告,具备专业信息处理能力的中银国际证券有限责任公司的机构客户;2) 中银国际
证券有限责任公司的证券投资顾问服务团队,其可参考使用本报告。中银国际证券
有限责任公司的证券投资顾问服务团队可能以本报告为基础,整合形成证券投资顾
问服务建议或产品,提供给接受其证券投资顾问服务的客户。
中银国际证券有限责任公司不以任何方式或渠道向除上述特定客户外的公司个人客
户提供本报告。中银国际证券有限责任公司的个人客户从任何外部渠道获得本报告
的,亦不应直接依据所获得的研究报告作出投资决策;需充分咨询证券投资顾问意
见,独立作出投资决策。中银国际证券有限责任公司不承担由此产生的任何责任及
损失等。
本报告内含保密信息,仅供收件人使用。阁下作为收件人,不得出于任何目的直接
或间接复制、派发或转发此报告全部或部分内容予任何其他人,或将此报告全部或
部分内容发表。如发现本研究报告被私自刊载或转发的,中银国际证券有限责任公
司将及时采取维权措施,追究有关媒体或者机构的责任。所有本报告内使用的商标、
服务标记及标记均为中银国际证券有限责任公司或其附属及关联公司(统称“中银
国际集团”)的商标、服务标记、注册商标或注册服务标记。
本报告及其所载的任何信息、材料或内容只提供给阁下作参考之用,并未考虑到任
何特别的投资目的、财务状况或特殊需要,不能成为或被视为出售或购买或认购证
券或其它金融票据的要约或邀请,亦不构成任何合约或承诺的基础。中银国际证券
有限责任公司不能确保本报告中提及的投资产品适合任何特定投资者。本报告的内
容不构成对任何人的投资建议,阁下不会因为收到本报告而成为中银国际集团的客
户。阁下收到或阅读本报告须在承诺购买任何报告中所指之投资产品之前,就该投
资产品的适合性,包括阁下的特殊投资目的、财务状况及其特别需要寻求阁下相关
投资顾问的意见。
尽管本报告所载资料的来源及观点都是中银国际证券有限责任公司及其证券分析师
从相信可靠的来源取得或达到,但撰写本报告的证券分析师或中银国际集团的任何
成员及其董事、高管、员工或其他任何个人(包括其关联方)都不能保证它们的准
确性或完整性。除非法律或规则规定必须承担的责任外,中银国际集团任何成员不
对使用本报告的材料而引致的损失负任何责任。本报告对其中所包含的或讨论的信
息或意见的准确性、完整性或公平性不作任何明示或暗示的声明或保证。阁下不应
单纯依靠本报告而取代个人的独立判断。本报告仅反映证券分析师在撰写本报告时
的设想、见解及分析方法。中银国际集团成员可发布其它与本报告所载资料不一致
及有不同结论的报告,亦有可能采取与本报告观点不同的投资策略。为免生疑问,
本报告所载的观点并不代表中银国际集团成员的立场。
本报告可能附载其它网站的地址或超级链接。对于本报告可能涉及到中银国际集团
本身网站以外的资料,中银国际集团未有参阅有关网站,也不对它们的内容负责。
提供这些地址或超级链接(包括连接到中银国际集团网站的地址及超级链接)的目
的,纯粹为了阁下的方便及参考,连结网站的内容不构成本报告的任何部份。阁下
须承担浏览这些网站的风险。
本报告所载的资料、意见及推测仅基于现状,不构成任何保证,可随时更改,毋须
提前通知。本报告不构成投资、法律、会计或税务建议或保证任何投资或策略适用
于阁下个别情况。本报告不能作为阁下私人投资的建议。
过往的表现不能被视作将来表现的指示或保证,也不能代表或对将来表现做出任何
明示或暗示的保障。本报告所载的资料、意见及预测只是反映证券分析师在本报告
所载日期的判断,可随时更改。本报告中涉及证券或金融工具的价格、价值及收入
可能出现上升或下跌。
部分投资可能不会轻易变现,可能在出售或变现投资时存在难度。同样,阁下获得
有关投资的价值或风险的可靠信息也存在困难。本报告中包含或涉及的投资及服务
可能未必适合阁下。如上所述,阁下须在做出任何投资决策之前,包括买卖本报告
涉及的任何证券,寻求阁下相关投资顾问的意见。
中银国际证券有限责任公司及其附属及关联公司版权所有。保留一切权利。
中银国际证券有限责任公司
中国上海浦东
银城中路 200号
中银大厦 39楼
邮编 200121
电话: (8621) 6860 4866
传真: (8621) 5888 3554
相关关联机构:
中银国际研究有限公司
香港花园道一号
中银大厦二十楼
电话:(852) 3988 6333
致电香港免费电话:
中国网通 10省市客户请拨打:10800 8521065
中国电信 21省市客户请拨打:10800 1521065
新加坡客户请拨打:800 852 3392
传真:(852) 2147 9513
中银国际证券有限公司
香港花园道一号
中银大厦二十楼
电话:(852) 3988 6333
传真:(852) 2147 9513
中银国际控股有限公司北京代表处
中国北京市西城区
西单北大街 110号 8层
邮编:100032
电话: (8610) 8326 2000
传真: (8610) 8326 2291
中银国际(英国)有限公司
2/F, 1 Lothbury
London EC2R 7DB
United Kingdom
电话: (4420) 3651 8888
传真: (4420) 3651 8877
中银国际(美国)有限公司
美国纽约市美国大道 1045号
7 Bryant Park 15楼
NY 10018
电话: (1) 212 259 0888
传真: (1) 212 259 0889
中银国际(新加坡)有限公司
注册编号 199303046Z
新加坡百得利路四号
中国银行大厦四楼(049908)
电话: (65) 6692 6829 / 6534 5587
传真: (65) 6534 3996 / 6532 3371