电子行业2020年投资策略:聚焦半导体、5G 和 TWS

(获取报告请登陆未来智库www.vzkoo.com)

1、创新浪潮和国产替代有望打开广阔空间,2020 聚焦半导体、5G 和 TWS

1.1、电子十年复盘和 2019 年回顾:创新浪潮和国产替代

复盘电子十年:并购和苹果供应链是核心驱动力,中国智能手机和安防 产业强势崛起。电子行业是大规模的生产制造行业,十年长周期牛股均由业 绩驱动,业绩高增长的背后是由苹果引领的智能手机渗透率持续提升的科技 创新浪潮下,中国智能手机、安防、LED、半导体产业的崛起。(1)并购 实现格局的升华。闻泰科技并购安世半导体、韦尔股份并购 OV、信维通信 并购莱尔德等经典案例都说明产业链的横纵向并购有助于企业实现客户的 拓展和技术的深化。(2)苹果供应链是消费电子企业分化的核心。苹果供 应链的导入有助于企业实现从设备、工艺、材料全方位的技术提升。

2015-2018 年:中国大陆电子产业的“三座大山”。第一座是中美贸易 摩擦。中美贸易摩擦直指中国制造 2025

;第二座是智能手机饱和。智能手 机是电子产业代表性产品,是中国电子产业发展的核心驱动力,渗透率饱和 情况下的部分电子企业面临巨大压力;第三座是代工属性强,缺乏核心技术。 这是一个对产业长远影响的因素,中国大陆已经崛起不少模组厂商,但仍然 缺乏核心技术,产业链话语权较弱。

2019 年电子牛市:半导体、TWS 和 5G 基站 PCB 是核心主轴。(1) 国产替代叠加景气拐点,半导体板块业绩向好。汇顶科技、韦尔股份、闻泰科技等公司均实现业绩的快速增长。(2)PCB 板块业绩向好:2019 年是中 国 5G 网络建设的元年,高频高速 PCB 行业由于 5G 建设和 4G 扩容,需求 巨大且行业壁垒较高,深南电路、沪电股份业绩进入快速增长期。(3)Airpods 销量大增,苹果再次引领消费电子的产业创新,立讯精密和歌尔股份收入实 现快速增长,TWS 耳机渗透率有望持续提升。

1.2、空间:聚焦 5G 手机和 TWS 渗透率提升,半导体等 环节国产替代空间巨大

下游决定上游,寻找宏大空间和增速加速的子行业和公司。

智能手机、 平板电脑已趋近饱和,消费电子成长性大幅分化,未来电子行业的投资需要 聚焦空间宏大和增速持续加速的子行业和公司。考虑到智能手机的巨大市场,5G 换机潮有望驱动部分创新的零组件环节业绩趋好。TWS 耳机有望成 为智能手机之后的消费电子热点、5G 基站侧对于 PCB 的需求将在 2020 年 加速。此外汽车电子空间巨大,仍处于渗透早期,将是未来部分电子公司核 心拓展的领域。

电子行业2020年投资策略:聚焦半导体、5G 和 TWS

1.3、格局:华为事件趋缓与 G2 中美大国博弈,中国核 心零部件的国产替代正在进行时

1.4、2020 年聚焦半导体、5G 创新、TWS、VR/AR

2019 年回顾与 2020 年展望。2019 年电子牛市中,半导体景气复苏和 国产替代(韦尔/圣邦/兆易等)、TWS 渗透率提升(立讯/歌尔)、5G 基站 对于高频高速 PCB 需求大增(沪电/深南/生益)、5G 手机创新(领益/鹏鼎 等)是重点方向。G2 中美的大国博弈背景下,展望未来,我们认为国产替 代和创新浪潮仍是未来电子行业的核心主轴。2020 年聚焦大空间和高增速 细分子行业:半导体在国家意志驱动下,国产替代趋势有望持续;5G 换机 潮有望驱动创新的零组件环节业绩趋好;安卓 TWS 耳机渗透率提升有望成 为智能手机之后的消费电子新热点;5G 基站侧对于高频高速 PCB 的需求将 在 2020 年趋于加速。

1、半导体:国产替代加速进行,设计百花齐放、制造和封测行业集中 度上升。中美贸易摩擦下,国内终端厂商开始将供应链向国内转移,将真正 发挥出下游带动上游发展的作用,半导体国产替代加速进行。代工模式使得 中国大陆设计万花齐放,国产替代全面进行。制造属于重资产投资,行业集 中度上升是趋势。封测领域长电科技、华天科技已进入全球前十。半导体设 备领域中微公司、北方华创逐步打破国际垄断,国产替代加速进行。建议关 注:闻泰科技、兆易创新、北京君正、韦尔股份、圣邦股份、紫光国微、长 电科技、飞凯材料等。

2、5G 终端:5G 手机已来,多环节迎来全面变革。随着 5G 基础设施 的逐步实施,目前市场已推出部分 5G 手机,如华为 Mate 30 5G,我们预计 5G 手机将从 2020 年开始快速放量,5G 将成为电子行业在未来两年最大的 发展动力。5G 作为一种全新的通信标准,将带来毫米波、波束成形、载波 聚合、阵列天线等方面的技术革新,也将给手机的基带、RF 前端、天线、 射频传输、散热/屏蔽、元件等环节带来变革。很多电子企业已经提前在这些 领域有所布局,未来将随着 5G 手机的快速普及而明显受益。建议关注:三 环集团、信维通信、顺络电子、鹏鼎控股等。

3、5G 基站:建设高峰正式开启,高频高速 PCB 壁垒深厚。随着各国 5G 商用牌照发布,5G 进入大规模建设阶段,目前已开展部分地区,如北京 等核心城市的基站建设,我们预计 2020-2022 年将是基站建设的高峰期。5G 基站对于通信 PCB 的拉动主要体现在用量和单价两方面。由于 5G 基站结构 的变化,导致需要使用的通信 PCB 的面积出现了明显增加;同时 5G 高频高 速传输需要使用新的特殊材料,制造难度也有明显加大,导致 5G 通信板的 单价也有明显提升。伴随着华为与中兴等大陆通信设备厂商的崛起,以深南 电路、沪电股份、生益电子等为代表的大陆 PCB 企业在通信板领域也积累了深厚的实力,在华为、爱立信、诺基亚、中兴、三星等全球五大通信设备 厂商的份额均位居前列。5G 通信 PCB 制造难度的加大,高频板和高速多层 板直接提高了竞争门槛,使得已有厂商的地位进一步得到巩固。我们预计深 南电路、沪电股份、生益电子等行业领先厂商将持续受益于 5G 建设浪潮。 建议关注深南电路、沪电股份、生益电子。

4、TWS:“山寨”打开市场空间,安卓 TWS 拐点已至。Airpods 证明 TWS 是一个真实的需求,但苹果对蓝牙连接监听模式进行了专利封锁。安 卓 TWS 由于蓝牙连接稳定性、低延迟等问题导致体验较差,安卓用户需求 得不到满足。2019Q3 联发科络达、高通、华为相继实现了技术突破,同时 华强北白牌 TWS 加速普及产品打开市场空间,安卓 TWS 行业迎来拐点。 建议关注:立讯精密、歌尔股份、共达电声等。

5、激光:竞争格局将定,本土龙头崛起。激光器行业自 2018Q4 进入 价格战阶段,锐科激光凭借技术优势、成本优势、本土服务与市场优势不断 提高市场占有率。尽管短期公司盈利能力因价格战而受损,随着价格战趋缓, 通过工艺升级、垂直一体化、自动化改造与规模化采购等方法有望使得盈利 能力逐渐回升。建议关注锐科激光等。

电子行业2020年投资策略:聚焦半导体、5G 和 TWS

2、半导体:国产替代加速进行,设计百花齐放、 制造主体集中

2.1、四大逻辑看好半导体行业

2.1.1、逻辑一:国产替代

前有中兴事件、晋华事件,后有华为事件,中美贸易摩擦的背后是科技 的较量,半导体始终是核心问题所在。半导体自主可控如今已到了不得不面 对、不得不解决的地步。过去,国内下游终端厂商发展飞速,但缺少了对上 游半导体厂商的扶持;如今,中美贸易摩擦下,国内终端厂商开始将供应链 向国内转移,将真正发挥出下游带动上游发展的作用,半导体国产替代加速 进行。

2.1.2、逻辑二:景气复苏

我们认为全球半导体行业同比数据将于 2020 变好,逐渐迎来行业复苏。 全球半导体行业自 2018Q4 进入下行周期,2018Q4 基数低,2019Q4 同比 数据将会变好。

1、库存角度:全球半导体行业 2018Q4 进入去库存阶段,去库存时间 通常需要 4-5 季度,2019Q4 库存有望去化完成,进入补库存阶段。

2、需求角度:上半年中美贸易摩擦等外界因素抑制了下游需求,尽管 智能手机、数据中心、汽车等销量增速放缓,但单机价值量仍在不断提升; 5G、人工智能、汽车电子等创新应用将驱动行业继续成长,5G 手机将于 2020 年大批量上市,成为半导体行业成长最为确定性的驱动力。

3、资本开支及设备销售额角度:受到需求影响,不少晶圆厂资本开支 有所放缓,但不是消失,只是迟到而已。台积电瞄准 5G 应用的 5nm 资本开 支已率先加速。根据 semi 数据,全球半导体设备销售额将于 2020 年创新高。

4、龙头印证:台积电展望乐观,拐点或现。台积电 2019Q3 营收 94 亿 美元,同比增长12.6%,净利润32亿美元,同比增长13.5%,环比增长51.4%, 营收和净利润均超预期。受惠于苹果、华为海思、高通、超微(AMD)的 7 纳米订单强劲,台积电展望 2019Q4 营收 102 亿-103 亿美元,按照该预期, 2019 全年营收同比将增长 14.2%-14.5%。2019Q3 季度 7 纳米制程营收占 比达 27%,16 纳米以下制程营收占比达 61%。台积电作为全球代工龙头, 月度数据和后续展望是全球半导体景气的先导指标,我们认为全球半导体景 气度或将显现拐点。

2.1.3、逻辑三:政策红利

大基金二期注册成立。“大基金”即国家集成电路产业投资基金股份有 限公司,是在 2014 年 9 月由工信部、财政部的指导下设立,其成立目的是 为了扶持中国本土芯片产业,以减少对国外厂商的依赖。2019 年 10 月 22 日,国家集成电路产业投资基金二期股份有限公司(大基金二期)注册成立, 注册资本为 2041.5 亿元。

大基金首期实际募集规模 1387.2 亿元,投资覆盖了集成电路全部产业 链。一期投资偏重龙头企业,在制造环节重点投资了中芯国际、长江存储和 华力微电子;封测领域重点投资了长电科技、华天科技和通富微电;设计领 域投资了紫光展锐、中兴微电子、纳思达;设备领域投资了北方华创和中微 半导体;材料领域投资了上海硅产业集团、江苏鑫华和安集微电子。

相比一期,二期资金结构更为多元化,长江经济带多个集成电路产业重 镇积极参与。相比一期偏重于制造和封测,预计二期投向将偏重于下游应用、 设计、材料、设备等,致力于打造自主可控的集成电路产业链。大基金二期 于 2019 年 11 月开始投资。

2.1.4、逻辑四:资本助力

设立科创板和试点注册制,重点支持半导体产业,A 股高估值有望实现 产业引导并助力外延并购。2019 年 7 月 22 日,科创板正式开市。2019 年 8 月 19 日,国家发布《关于支持深圳建设中国特色社会主义先行示范区的意 见》,提及“完善创业板发行上市、再融资和并购重组制度,创造条件推动 注册制改革”。国家设立科创板和试点注册制,半导体等高新技术产业和战 略性新兴产业是国家未来重点支持的方向。A 股半导体企业普遍拥有远超全 球市场的较高估值,一方面有助于引导人才、资本、市场资源向半导体产业 引导,另一方面有助于 A 股上市公司通过外延并购以完善产业链布局。

2.2、设计百花齐放,国产替代加速进行

全球半导体产业分为 IDM 模式和代工模式。设计-制造-封测的代工模式 使得半导体产业轻资产与重资产得以分离,设计公司专注于轻资产的产品定 义,代工厂和封测厂专注于重资产的生产制造。在逻辑芯片中代工模式发展 快速,而在存储、模拟射频和功率领域仍以 IDM 模式为主。主要是因为逻辑 芯片生产工艺标准化,摩尔定律驱动性能提升和成本下降,而存储芯片类似 于大宗商品,设计较为简单,制造规模化优势明显,模拟射频和功率半导体 高端产品设计需要和制造工艺紧密结合。

代工模式使得中国大陆设计万花齐放,国产替代全面进行。比如全面发 展的华为海思;基带芯片领域的展锐、翱捷;电脑 CPU 领域的兆芯、龙芯; 模拟芯片设计领域的圣邦股份;射频芯片设计领域的卓胜微、唯捷创芯;存 储芯片设计领域的兆易创新、北京君正(ISSI);指纹芯片领域汇顶科技; CMOS 设计领域的韦尔股份(豪威);内存接口芯片领域的澜起科技;消费 电子 SOC 领域的全志科技、瑞芯微;打印机芯片领域纳思达;MCU 领域的 中颖电子; FPGA 领域紫光国微等;功率芯片设计领域的新洁能,斯达半 导体等。

2.2.1、汇顶、韦尔、兆易:顶级公司市场需求与竞争格局是关键

汇顶、韦尔、兆易三家公司具有世界级竞争力。2018 年汇顶在屏下指 纹领域销售额全球第一,韦尔在 CMOS 领域销售额全球第三(仅次于索尼 三星)、兆易在 NOR 领域销售额全球第四(仅次于旺宏华邦电赛普拉斯)。 短期成长主要在于行业市场需求增长(屏下指纹、摄像头、TWS)与竞争格 局带来的市占率变化。长期成长主要在于三家公司从单一产品向平台型企业 发展,丰富产品线,多轮驱动成长。

2.2.2、圣邦和卓胜微:小公司大市场

圣邦和卓胜微属于模拟(射频)行业,该行业需要长期时间研发经验积 累,龙头市占率超过 25%,国产厂商市占率极低。圣邦和卓胜微在低端产品 市场进行国产替代,收入利润逆势高速增长。短期通过不断研发+并购补全 产品线,从低端向中端进行渗透,由于市场份额很小,3-5 年高速增长可期。

2.3、制造主体集中,设备国产替代加速进行

制造属于重资产投资,行业集中度上升是趋势。大陆电子产业重资产投 资成功的案例有 LCD 领域的京东方,LED 领域的三安光电等。半导体制造 的投资更大,封测领域长电科技、华天科技已进入全球前十。如今国内新建 大量晶圆厂,我们认为未来主体集中将是趋势。代工模式中的逻辑芯片先进 制程代工中芯国际,特色工艺成熟制程代工华虹半导体、华润微电子发展快 速;功率 IDM 模式中的安世半导体在小功率领域跃居全球前列,存储 IDM 模式中的长江存储、合肥长鑫开始发力,但模拟、射频以及高功率功率 IDM 国内仍然是短板,亟需发展。

半导体设备逐步打破国际垄断,国产替代加速进行。全球半导体设备行 业呈现寡头垄断竞争格局,2018 年国外前五大厂商市占达 65%,受益于 02 专项计划,随着资金投入和技术突破,国内半导体设备厂商在细分领域正在 逐步打破国外垄断,加速国产替代。设备龙头中微公司、北方华创印证半导 体设备国产替代逻辑。中微公司刻蚀设备技术水平已达国际同类产品标准, 7 纳米和 5 纳米刻蚀设备得到台积电认证并进入生产线,MOCVD 设备已实 现国产替代,2018 年占据全球氮化镓基 LED 用 MOCVD 新增市场的 41%; 北方华创主要产品刻蚀设备、PVD、CVD、氧化扩散设备等基本实现 28 纳米量产,14 纳米进入生产线验证,7/5 纳米投入研发。半导体设备作为大基 金二期重点投资领域,有望在政策红利驱动下,进一步加速实现国产替代。

3、5G 手机:未来已来,多环节迎来变革

3.1、5G 促进手机变革,多环节迎来新机遇

5G即第五代通信技术,其共有三大应用场景,分别命名为eMBB、mMTC 和 URLLC。eMBB 则增强移动宽带,通过更大带宽以及提升基带速率实现, 是在 LTE 主流方向上的持续演进。mMTC 即海量机器连接,可以实现更多 终端和更低功耗的连接,也就是物联网。URLLC 即高可靠、低时延,主要 用于车联网等对可靠性和时延要求较高的领域。5G 技术能够实现 1-20Gbps 的峰值速率、10-100Mbps 的用户体验、1-10 毫秒的端到端延时和 1-100 倍 的网络能耗效率提升,是在 4G 基础上的极大提升。

电子行业2020年投资策略:聚焦半导体、5G 和 TWS

5G 需要专用的通信频段,这些频段可以分为两组。第一组称为“Sub-6”, 涵盖 6 GHz 以下的所有频段,可以在 license 频段中划分为 5 GHz 以下的频 率,在 unlicense 的频谱中则有 5 GHz 到 6 GHz之间的频段。Sub-6 GHz 相对简单,不需要复杂的天线布置,并且传输距离更远,是对 4G LTE 的扩 展,所以能够更早实现大规模商用。第二组频率是毫米波,频率在 24.25GHz 到 52.60GHz 之间,提供了更高的速率,能支持更多用户,但传输距离大幅 缩短,覆盖能力显著减弱,需要微基站和大规模阵列天线技术(Massive MIMO)等新技术才能实现。

电子行业2020年投资策略:聚焦半导体、5G 和 TWS

2019 年,5G 手机成智能手机增长新引擎。从 2G、3G、4G 的发展历 程来看,每一次通信技术的进步都将拉动新一代手机销量的大规模增长,并 且市场更新换代的速度越来越快。因此我们预计随着 5G 通信条件的成熟, 智能手机将开启新一波增长。根据 IDC,2019 年 5G 手机市场开始起步,受制于产品数量较少,价格较高以及 5G 网络尚未健全,出货量约为 670 万部, 占整体出货量(13.95 亿部)的 0.5%,4G 手机仍是市场主力。但随着 2020 年 5G 相关布局成熟并开始大规模商用,手机成本有所下降,智能手机将迎 来换机潮,预计到 2023 年,5G 手机出货量将达到 4 亿部,占整体手机出货 量的 26%,2019-2023 年 5G 手机将以 178.2%的 CAGR 带动智能手机整体 出货量 2.53%的复合增长。

电子行业2020年投资策略:聚焦半导体、5G 和 TWS

5G 给智能手机带来最直接的变化就是与信号通信相关的变化,即天线、射 频前端、基带芯片。在智能手机通信架构中,手机天线负责射频信号和电磁信 号之间的互相转换;射频前端包括滤波器、双工器(Duplexer)、低通滤波器 (Low Pass Filter,LPF)、功放(Power Amplifier)、开关(Switch)等器件。 滤波器负责 TDD 系统接收通道的射频信号滤波,双工器负责 FDD 系统的双工 切换以及接收/发送通道的射频信号滤波;功放负责发射通道的射频信号放大; 开关负责接收通道和发射通道之间的相互转换;基带芯片是用来合成即将发射 的基带信号,或对接收到的基带信号进行解码。

除了天线、射频前端与基带等环节之外,还有射频传输线、屏蔽/散热、元 件等领域也会迎来变革。射频传输线用于连接不同射频器件,屏蔽/散热用于不 同电磁信号之间的隔离与热量的消散,电感等元件则用于通信信号的耦合、屏 蔽与隔离。随着 5G的应用,手机产业链的这些环节也会迎来新的变革。

电子行业2020年投资策略:聚焦半导体、5G 和 TWS

3.2、基带:支持多模多频段 ,架构设计需全新升级

基带(Baseband)是手机中的一块电路,负责完成移动网络中无线信 号的解调、解扰、解扩和解码工作,并将最终解码完成的数字信号传递给上 层处理系统进行处理。基带芯片主要是用来合成即将发射的基带信号,或对 接收到的基带信号进行解码,此外还负责地址信息(手机号、网站地址)、文字信息(短讯文字、网站文字)、图片信息的编译,是手机实现通信至关 重要的部件。

5G 基带芯片设计存在多个难点,考验厂商技术实力。(1)多频段兼容: 3GPP 制定的 5GNR 频谱有 29 个频段,除部分 LTE 频段外,还有新增频段。 由于各个国家和地区的 5G 频段不同,基带芯片要实现全球通用,就要克服 多频兼容的问题。(2)多模兼容:5G 基带芯片需要同时兼容 2G/3G/4G 网 络,4G 手机需要支持 TD-LTE、FDD-LTE、TD-SCDMA、CDMA(EVDO、 2000)、WCDMA、GSM 6 种模式,才能涵盖三大运营商的 2G/3G/4G 网络, 5G 时代的兼容数将达到 7 模,也会增加芯片设计的难度。(3)数据传输量 和传输速率:5G 基带芯片的 DSP 能力需要支持庞大的数据运算量,这对芯 片的效能和功耗设计等方面都提出了挑战。

5G 基带芯片需要同时兼容 2G/3G/4G 网络,所需要支持的模式和频段 大幅增加。目前 4G 手机所需要支持的模式已经达到 6 模,到 5G 时代将达 到 7 模,芯片设计复杂度会大幅提升。与此同时,5G 基带芯片还需要兼容 全球不同国家、不同地区的频段,不仅包括中国使用的 3.5GHz、4.9GHz, 还需要支持美国、韩国等使用的 28GHz、39GHz 频段,频段数量大幅增加。 与此同时,在不同模式之间,频段还需要进行各种切换。

电子行业2020年投资策略:聚焦半导体、5G 和 TWS

5G 基带芯片还需要满足更高的数据吞吐量要求。5G 的增强移动宽带 (eMBB)、海量机器连接(mMTC)和高可靠低时延(URLLC)三大应用 场景都对数据传输量和传输速率有非常高的要求,传输速率需要达到 10Gbps,连接量需要达到 100 万/平方公里,时延需要小于 1 毫秒。

5G 基带芯片需要全新的设计架构。支持多模多频段意味着 5G 基带芯片 需要具备很好的弹性,可以使用不同的模式和频段;但更高的数据吞吐量要 求却需要基带芯片拥有很好的性能表现。强劲的性能表现与良好的弹性设计 是矛盾的,所以这个时候就需要对 5G 基带芯片的架构进行全新设计。

5G 基带芯片市场争夺激烈,六大厂商已入局。目前已发布或者正在研 制的 5G 基带芯片包括:高通 Snapdragon X50、高通 Snapdragon X55、英 特尔 XMM8160、华为 Balong 5000、三星 Exynos 5100、紫光展锐 Makalu Ivy510、联发科 Helio M70。其中,华为和高通的产品最具竞争力,代表了 行业最高技术水平,而英特尔则已经宣布将退出基带芯片业务。

电子行业2020年投资策略:聚焦半导体、5G 和 TWS

3.3、RF 前端:性能要求提升,需使用新工艺与新材料

射频前端是射频收发器和天线之间的功能区域,主要包括功率放大器 (PA)、天线开关(Switch)、滤波器(Filter)、双工器(Duplexer 和 Diplexer) 和低噪声放大器(LNA)等,直接影响着手机的信号收发。其中,功率放大 器用于放大发射通道的射频信号;低噪声放大器用于放大接收通道的射频信 号;天线开关用于实现射频信号接收与发射的切换、不同频段间的切换;滤 波器用于保留特定频段内的信号,而将特定频段外的信号滤除;双工器用于 将发射和接收信号的隔离,保证接收和发射在共用同一天线的情况下能正常 工作。

电子行业2020年投资策略:聚焦半导体、5G 和 TWS

5G 时代射频前端行业技术壁垒更高,全球市场份额集中于美日大厂。 射频前端行业技术壁垒高,未来 5G 到来将使得技术难度更大。一方面,智 能手机向大屏幕、轻薄机身方向发展,压缩了射频前端组件的空间,同时对 射频前端的耗能情况提出了更高要求;另一方面,5G 技术将使得射频前端 模块的数量骤增,并且在支持多频谱,4G、5G 信号的共存和互干扰等方面的设计难度变得更大。为了在有限的空间容纳扩展频段,射频前端越来越模 块化,集成度越来越高。例如,利用先进的封装集成技术,基于各种元件的 技术特点,将多个元件芯片封装(MCM)集成在一个外壳中(SiP)。另外, 采用相同 SOI 工艺可将滤波器模块和其他射频前端模块进行单片集成,具有 高集成度、低成本的优势。

电子行业2020年投资策略:聚焦半导体、5G 和 TWS

在 5G 时代,高频通信增加,大多使用 2.5GHz 以上频段,为了抑制外 界噪音与不同信道之间的干扰,提供更优通信体验,高性能滤波器的整体市 场需求将大大增加。传统陶瓷介质滤波器因为在高频时性能会出现大幅度下 降,选择性随频率增高下降。TC-SAW 与 BAW 滤波器解决了传统滤波器在 高频时出现的问题,并且 TC-SAW 在传统 SAW 滤波器的基础上经过表面镀 膜,减少了滤波器在工作温度升高时出现的局限性。BAW 滤波器目前是高 频领域最好的选择,但是受制于目前价格较高,只有少数频段选择使用。

电子行业2020年投资策略:聚焦半导体、5G 和 TWS

因此,我们认为 5G 时代 SAW 与 BAW 滤波器会出现高低互补。SAW 滤波器因其成熟的工艺与成本优势将在低频范围继续大放异彩,而在 3GHz-6GHz 需要用到性能更优异但价格更高的 BAW 滤波器。总体看来, 5G 因通信频率更高,终端厂商需要兼顾性能与成本的情况下会采用 SAW/BAW 合用的形式。

对于 PA 芯片,在 2G 时代,PA 主要采用硅材料的产品;到 3G 和 4G 时代,PA 以砷化镓(GaAs)为主流材料。进入 5G 时代,高频通信开始使 得诸如 SiC 与 GaN 等性能更加优异的第三代化合物半导体需求出现明显增 长。一方面,新的材料将带来价值量的提升,另一方面,频段数的增加也会 导致 PA 用量提升,全球 PA 市场将迎来快速增长。根据 Skyworks 表明, 全球 PA 市场预计到 2020 年将超过 110 亿美金。

5G 大部分频段在 3GHz 以上,甚至进入毫米波频段(30GHz 以上), 目前在 6GHz 以下主要是以 GaAs HBT 为主,28~39GHz 频段主要是以智能 手机GaAs HEMT和基站用GaN HEMTs为主,而高频毫米波段主要是以InP HBT 以及 GaN HEMT 为主,以第三代化合物半导体材料为基的功率放大器 市场规模将近一步扩大。

除了材料变化外,数量也有望提升,目前主流手机配置约 6 个频段 PA 芯片,覆盖低、中、高三个频段,而 5G 通信频段跳跃变大,仅通过提高功 率放大器的复杂程度已不能满足频段需求,未来手机 PA 数量有望将大大增 加,使得单部手机中 PA 成本大幅增加。

3.4、天线:采用阵列天线,材料与封装技术全面升级

在 5G 通信中,实现高速率的关键是毫米波以及波束成形技术,但传统 的天线无法满足这一需求,必须采用多天线阵列系统(Massive MIMO)。 传统的 TDD 网络的天线基本是 2/4/8 条,而 Massive MIMO 通道数达到 64/128/256 个,使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收,从而改 善通信质量。

具体来讲,随着电波频率的提高,路径损耗也随之加大。假设天线尺寸 相对无线波长是固定的,载波频率的提高就意味着天线的缩小,同样的空间 里可容纳的高频段天线数量就越多。因此,可以通过增加天线数量来弥补路 径损耗。对于高频波来说,穿过建筑物的穿透损耗也会增加,从而增加信号 覆盖的难度,传统的宏基站无法满足室内的信号覆盖,而使用 Massive MIMO 可以生成高增益、可调节的赋形波束,从而改善信号覆盖。此外,这种方式 下不同波束之间的干扰小,能减少对周边用户的干扰,实现精准对接。

5G 时代对手机天线设计提出了更多挑战。(1)由于毫米波的波长很短, 面临很强的金属干扰,PCB 需要与金属物体之间保持 1.5mm 的净空。(2) 5G 天线是垂直与水平天线交互的点阵,对应两个极化方向的信号收发。(3) 5G 终端天线是相控阵体系,天线单元需要合成聚焦波束,需要规则的位置 进行摆放,天线不能被金属遮挡。(4)5G 信号会自动进行“手机寻优”, 一旦被遮挡就会开始寻找最优误码率频段。因此在选择位置时,5G 天线要 优先于 4G 天线,最好放置在手机上下端,尤其是上端听筒附近。(5)5G 天线是一个含芯片的模组。天线点阵是 16 个小天线,需要把引出天线与点 阵天线做成一体,一个芯片管理四个点阵。

电子行业2020年投资策略:聚焦半导体、5G 和 TWS

5G 天线需要新材料,LCP 一马当先。现有 4G 手机天线的材质和工艺 都不能直接用于 5G 手机天线,必须进行重大变革,采用全新的材料和制造 工艺。未来天线设计的一个方向是将天线集成到射频前端电路中,液晶聚合 物(Liquid Crystal Polymer,LCP)是一种新型热塑性有机材料,具有低损 耗(频率为 60GHz 时,损耗角正切值 0.002-0.004)、低吸湿(吸水率小于 0.04%)、耐化性佳、高阻气性等优点,非常适用于微波、毫米波射频前端 电路的集成和封装。此外,对内部空间更紧张的全面屏手机来说,LCP 软板 因具有更好的柔性性能,占用空间相对较小而更为理想。iPhone X 首次使用 了 LCP 天线,共有 2 个,分别用于手机中主天线和分集天线中。

电子行业2020年投资策略:聚焦半导体、5G 和 TWS

除了材料,5G 天线的封装方式也需要升级。毫米波天线阵列较为主流 的封装方式是基于相控阵(phased antenna array)的方法,主要分为三种: AoB(Antenna on Board,即天线阵列位于系统主板上)、AiP(Antenna in Package,即天线阵列位于芯片的封装内),与 AiM(Antenna in Module, 即天线阵列与 RFIC 形成一模组)。这三种方式各有优劣,目前更多的是以 AiM 的方式实现,其设计重点主要有:天线阵列(包含 feeding network,即 馈入网路)的设计与优化能力、板材(substrate)与涂料(coating)的选择 与验证能力、电气系统与结构环境的设计与优化能力、模组化制程的设计与 实现能力,与软件算法的设计与优化能力等。2018 年,高通就展示了世界 上第一款完全集成、可用于移动设备的 5G 毫米波(mmWave)天线模块和 sub-6 GHz 射频模块。高通的 QTM052 mmWave 天线模块和 QPM56xx sub-6 GHz 射频模块都是为了配合高通的 Snapdragon X50 5G 调制解调器 使用,帮助处理不同的无线电频率。

电子行业2020年投资策略:聚焦半导体、5G 和 TWS

3.5、射频传输线:同轴传输线向 LCP/MPI 传输线升级

射频传输线顾名思义,即为传输射频信号的连接器,目前最主要的射频 传输线为同轴传输线。

射频同轴传输线是由内外导体以同一轴线为中心线,内外导体间以绝缘 介质作为支撑的一种传输系统,其起到的作用是传输各类射频电磁场信号, 连接通信系统的各个子系统或者在各器件之间起到信号连接传导的作用。它 是一种通信系统的无源端口元器件。

同轴传输传输线在传输电磁场信号时具有明显的优势,圆柱形的外部导 体具有几乎称得上完美的镜像效果,电磁能量环绕在中心导体的四周,单一 纯净的旋转电磁场, 意味着充分利用了该系统的几何构造,阻抗恒定,并具 有极佳的宽频特性(即使用频段根据结构可以从直流至几十GHz甚至更高)。

各系列的射频同轴传输线具有统一的端口以利于相互转换互插,另外一 端,可以和 PCB、微带线、带状线、电缆、各类有源无源器件、天线配接, 将信号在各个不同的终端之间传送。

高精度的模具和射频测试能力是制造射频传输线的关键。微型射频传输 线及组件的生产环节包括开发设计、模具开发、生产制造、测试和交付,其 中生产制造环节包括冲压、电镀和注塑。为了满足手机轻薄化和 5G 通讯对 微型射频传输线的要求,高精密度的模具是必要的前提。高精密度的模具开 发以及冲压成型和镶嵌注塑需要高精度加工设备来保证。

电子行业2020年投资策略:聚焦半导体、5G 和 TWS

由于手机尺寸不断缩小、内部精密度不断提升,要求射频传输线的体积 也不断缩小。以安费诺生产的射频传输线为例,目前直径已经小于 1 毫米。

由于 5G 信号具有高频高损耗的特点,同时手机内部集成度进一步提升, 对射频传输线的介电常数、信号衰减、器件尺寸等都提出了更高的要求,传 统的同轴传输线不再适用,而需要使用新型材料制造传输线,目前 LCP/MPI 传输线有望成为 5G 手机的技术方案。

LCP/MPI 传输线相比同轴传输线具有更小型化的优势。在手机内部空间 器件越来越多导致集成度越来越高的情况下,手机厂商对小型化传输线具有 非常强烈的需求,LCP/MPI 传输线在这方面具有非常强的优势。LCP/MPI 传输线拥有与同轴电缆同等优秀的传输损耗,并可在 0.2 毫米的 3 层结构中 容纳若干根传输线,从而取代粗厚的同轴传输线。同时可以使用 SMT 工艺 实现多功能整合,具有更高的产品集成度。

目前以苹果为代表的手机厂商已经开始使用 LCP/MPI 材料作为射频传 输线。随着 5G 手机将在 2020 年开始全面上市,我们预计还将会有更多手 机厂商采用 LCP/MPI 射频传输线,整个行业规模也将快速增长。

3.6、散热/屏蔽:需求大幅增加,新材料加速普及

5G 手机对散热的高要求主要来自于功耗增加和手机结构变化两方面。 其一,5G 手机的性能大幅强化,集成度不断提高,5G 的芯片功耗将是 4G 的 2.5 倍左右,工作时的功耗和发热量急剧上升。其二,5G 天线数量增加,内部空间紧凑,而电磁波穿透能力变弱,手机外壳开始向非金属方向演进, 这就需要额外增加散热设计。过高的温度会影响处理器的工作,甚至导致元 器件损坏。可见,手机的散热情况对芯片性能和用户使用体验都变得至关重 要,是 5G 手机非常重要的一环。

从产品层面来说,导热材料及器件包括导热界面器件、石墨片、导热石 墨膜等。导热界面器件的导热性能主要由填充的导热填料决定,目前广泛应 用的包括导热膏、片状导热间隙填充材料、液态导热间隙填充材料、相变化 导热界面材料和导热凝胶等。

液冷散热是目前的主流技术方向,但各厂商在具体应用细节上有所不 同。三星 S10、魅族 16、黑鲨游戏手机、OPPO R17、荣耀 Note 10 等都采 用了液冷散热技术,但三星 S10 系列顶配版 S10+采用了碳纤维液冷散热系 统,小米旗下的黑鲨游戏手机 2 代采用了被官方称之为“塔式全域液冷散热” 的技术,包括行业前沿的热板+热管组合散热设计,超大面积的热板、热管 可覆盖全部发热部件,实现分区直触散热、独立热控。

华为在旗舰游戏机 Mate 20 X 和荣耀 Magic 2 中则用到了更先进的“石 墨烯膜 + VC 均热板液冷散热”技术,应用了目前业界可量产最薄的 0.4mm 超薄 VC(Vapor Chamber,均热板),由 2 片铜质盖板内部蚀刻出腔体, 在腔体内部烧结毛细结构和支撑结构,经焊封、填充液态工质后抽真空制成。 工作时,工质在真空腔体内热源附近受热蒸发,扩散到温度较低的区域冷凝放热,液体沿毛细结构再回流到热区。相比一维式的热管,均热板的二维散 热模式将对 CPU 热源的覆盖由不足 50%提升至 100%。

电子行业2020年投资策略:聚焦半导体、5G 和 TWS

电磁屏蔽即通过阻断电磁波的传播路径,防止电子设备与外界电磁波的 相互干扰,以及对人体的辐射危害。电磁干扰的解决方法主要包括两种,一 是改良电子设备中的电路设计,采用滤波器件和不同特性元器件分开布局, 或局部增加屏蔽罩,粘贴金属箔;二是在整个电子设备外壳或具有高电磁波 发射能力的电路和器件周围,添加电磁波屏蔽罩,粘贴金属箔,喷涂导电涂 料,镀导电金属层,增加电磁波吸收材料。常用的电磁屏蔽材料及器件主要 包括导电塑料器件、导电硅胶、导电布衬垫、金属屏蔽器件、吸波器件和导 电胶等。

电磁屏蔽体对电磁的衰减主要基于对电磁波的反射和吸收。电磁波到达 屏蔽体表面时,由于空气与金属的交界面上电磁屏蔽材料应用阻抗的不连 续,对入射波产生反射;未被表面反射掉而进入屏蔽体的能量,在体内向前 传播的过程中,被屏蔽材料所衰减,就是所谓的吸收。电子设备主要通过结 构本体和屏蔽衬垫实现屏蔽功能。结构本体通常是有一定厚度的箱体,由钢 板、铝板、铜板或金属镀层、导电涂层制成。屏蔽衬垫是一种具有导电性的器件材料,由金属、塑料、硅胶和布料等材料通过冲压、成型和热处理等工 艺方法加工而成,用于解决箱体缝隙处的电磁屏蔽。

电子行业2020年投资策略:聚焦半导体、5G 和 TWS

电磁屏蔽材料的电导率、磁导率和材料厚度是屏蔽效能的三个基本因 素,并主导了电磁屏蔽器件的技术水平。电磁屏蔽材料可分为金属类电磁屏 蔽材料、填充类复合屏蔽材料、表面敷层屏蔽材料和导电涂料类屏蔽材料, 主流的材料包括不锈钢、铜箔、铝箔、导电涂料、电磁波吸收材料(铁氧体、 镍粉、碳黑、羰基铁等)。目前,导电涂料在全球电磁屏蔽市场中占据最大 的市场份额。导电涂料为非金属表面(如塑料)提供电磁屏蔽,智能手机中 常用的有铜导电涂料,用于高频 EMI 电磁屏蔽(> 30 MHz),以及镍涂层, 用于低频屏蔽。

5G 对手机电磁屏蔽技术的影响主要体现在材料和制备技术的创新上。 一方面,厂商在现有的四大类材料的基础上,优化材料结构,改进成型工艺, 例如,镀铝玻璃纤维具有优异的电磁屏蔽性能,同时还具有良好的力学特性, 实现了功能化和结构化的结合,未来将成为导电塑料器件填充材料的主力。 另一方面,一些新机理的电磁屏蔽材料正在研发,如纳米屏蔽材料可以借助 纳米材料特殊的表面效应和体积效应,与其它材料复合也可望获得新型材 料,此外还有发泡金属屏蔽材料、本征导电高分子材料等,具体可应用的前 景还尚待验证。

3.7、元件:单机用量增加,小型化要求更高

电阻、电容、电感构成三大被动电子元器件。基于工作时是否需要电流, 电子元器件可以分为主动电子元器件和被动电子元器件。其中,被动电子元 器件在各类电子电气设备中必不可少,一般包括电阻、电容、电感和射频元 件等。电感作为磁性材料产品,在射频系统中得到广泛应用,也是众多被动 元件产品中受 5G 影响最大的产品。

电感的基本原理是楞次定律。当电感中流过交变电流,产生的磁场就是 交变磁场,变化的磁场产生电场,线圈上就有感应电动势,产生感应电流。 最终效果就是电感会阻碍流过的电流产生变化,就是电感对交变电流呈高阻 抗。同样的电感,电流变化率越高,产生的感应电流越大,那么电感呈现的 阻抗就越高;如果同样的电流变化率,不同的电感,如果产生的感应电流越 大,那么电感呈现的阻抗就越高。

电子行业2020年投资策略:聚焦半导体、5G 和 TWS

电感利用电磁感应原理,能够有效筛选信号、过滤噪声、稳定电流及抑 制电磁波干扰等,根据用途可分为高频电感、功率电感和 EMI 电感三种。5G 的到来将会大幅增加高频电感的需求。

高频电感主要应用于手机、无线路由器等产品的射频电路中,从100MHz 到 6GHz 都有应用。高频电感在射频电路中主要有以下几种作用:①匹配 (Matching):与电容一起组成匹配网络,消除器件与传输线之间的阻抗失配, 减小反射和损耗;②滤波(Filter):与电容一起组成 LC 滤波器,滤出一些不 想要的频率成分,防止干扰器件工作;③隔离交流(Choke):在 PA 等有源射 频电路中,将射频信号与直流偏置和直流电源隔离;④谐振(Resonance): 与电容一起构成 LC 振荡电路,作为 VCO 的振荡源;⑤巴仑(Balun):即平 衡不平衡转换,与电容一起构成 LC 巴仑,实现单端射频信号与差分信号之 间的转换。

随着 5G 网络的部署,针对射频电感来说,通信频段的高频化和复杂化, 使得射频电感的使用数量不断上升;同时,电感小型化、高 Q 值化提升技术 难度和单体价值量。无线终端产品内部电路复杂,PCB 板上电路集成度增加, 5G 移动终端将同时兼容 2G、3G、4G、5G 标准,射频前端复杂化,同时配 置 GPS、Wi-Fi 接收天线等,内部干扰问题尤为突出,选择扼流用电感、共 模扼流电感等器件至关重要。

除了用量的增加,5G 还要求电感的尺寸进一步缩小。由于手机内部空 间本身就较为狭小,5G 带来的频段增加又需要进一步增加电感用量,所以 电感需要进一步小型化,我们预计 01005 电感将在 5G 时代成为主流的电感 的型号。01005 电感需要使用薄膜工艺,相比已有的绕线和叠层工艺难度更 大,将导致价值量继续提升。

电子行业2020年投资策略:聚焦半导体、5G 和 TWS

通信技术从 2G 到 5G 的变迁一方面带动了下游智能手机的快速渗透, 另一方面单部手机射频解决方案中的电感需求量在不断增长,两者共振扩大 电感市场空间。5G 智能手机将接力 4G,继续实现向高端渗透。

4G/5G 手机 在移动终端设备中占比的不断上升以及手机不断向高端渗透的趋势,将转化 为单机射频被动器件价值持续增长的动力。

4、5G 基站:PCB 受益 5G 建设浪潮,通信板迎 来量价齐升

4.1、5G 开启大规模基站建设,基站结构明显改变

随着各国 5G 商用牌照发布,5G 进入大规模建设阶段,基站建设从 2019 年开始快速放量。截至 2019 年上半年,我国 4G 基站数量达到 445 万个, 占全球一半以上。我们预计全球 5G 基站数量将达到 700 万个以上,参考 4G 基站建设节奏,我们预计 2020-2022 年将是基站建设的高峰期。

5G 基站在结构上相比 4G 出现了明显变化。4G 基站通常包括 BBU、 RRU、馈线、天线等四个部分,其中 BBU 主要负责信号调制,RRU 主要负 责射频处理,馈线用于连接 RRU 和天线,天线主要负责导行波和空间波的 转换。

电子行业2020年投资策略:聚焦半导体、5G 和 TWS

5G 基站则被重构为三个功能实体:CU(集中单元)、DU(分布单元)、 AAU(有源天线单元)。CU 是将原 BBU 的非实时部分分离出来,负责处理 非实时部分的协议和服务,BBU 的剩余功能重新定义为 DU,负责处理物理 层协议和实时服务,BBU 的部分物理层处理功能与原 RRU 及无源天线合并 为 AAU。

电子行业2020年投资策略:聚焦半导体、5G 和 TWS

4.2、5G 基站建设大幅拉动通信 PCB 需求

5G 基站对于通信 PCB 的拉动主要体现在用量和单价两方面。由于 5G 基站结构的变化,导致需要使用的通信 PCB 的面积出现了明显增加;同时 5G 高频高速传输需要使用新的特殊材料,制造难度也有明显加大,导致 5G 通信板的单价也有明显提升。

电子行业2020年投资策略:聚焦半导体、5G 和 TWS

在 AAU 方面,5G 基站的天线振子集成在一块 PCB(含馈电)上,天 线底板尺寸约 0.4m*0.75m,采用碳氢或 PTFE 等高频材料,单价约为 3000 元/平米至 6000 元/平米;天线振子尺寸约为 28mm*28mm,数量为 64 枚, 双面高速板,单价约为 2000 元/平米。

TRX 板通常采用高速材料,层数约为 10-20 层,尺寸约为 0.4m*0.75m, 单价约为 4000 元/平米。PA 板集成在 TRX 上,总共有 4 块,每块尺寸约为 0.15m*0.18m,采用碳氢或 PTFE 等,层数约为两层,单价约为 3500 元/平 米。

与此相对应,4G 基站的天线馈电网络板和振子使用的 PCB 面积约为 0.2 平米,通常使用双面板,单价约为 2000 元/平米。4G 基站的 RRU 主要 包括中频模块、收放机模块、功放模块和滤波模块,使用 PCB 的面积约为 0.1 平米,单价约为 2500 元/平米。

根据测算,5G 基站每幅 AAU 的价值量约为 3028 元,由于每个基站需 要使用 3 副 AAU,则单基站的 AAU 价值量约为 9084 元。

电子行业2020年投资策略:聚焦半导体、5G 和 TWS

5G 基站的 CU+DU 整体与 4G 基站的 BBU 类似,需要使用的 PCB 主 要包括主控板、基带处理板、基带射频接口板等。4G 基站的 BBU 包含 3-5 块板,单价约为 4000 元/平米,面积约为 0.5 平米。5G 基站 CU+DU 使用 20-30 层的高速板,需要采用松下 M6/M7 等高速板材,每块面积约为 0.15 平米,单价约为 7000 元/平米。

根据测算,5G 基站 CU+DU 的价值量约为 3150 元。

电子行业2020年投资策略:聚焦半导体、5G 和 TWS

根据我们的测算,5G 基站使用 3 副 AAU 和 1 个 CU+DU 的价值量约为 1.22 万元, 5G 基站的 PCB 价值量相比 4G 基站增加 2 倍以上。


4.3、内资 PCB 企业实力领先,有望受益 5G 建设浪潮

伴随着华为与中兴等大陆通信设备厂商的崛起,以深南电路、沪电股份、 生益电子等为代表的大陆 PCB 企业在通信板领域也积累了深厚的实力,在 华为、爱立信、诺基亚、中兴、三星等全球五大通信设备厂商的份额均位居 前列。

5G 通信 PCB 可以分为高频板和高速多层板两大类,两者的制造难度相 比以往有进一步的增加,有望进一步巩固已有厂商的实力。

1、高频板是指电磁频率较高的特种线路板,用于高频率(频率大于 300MHz 或者波长小于 1 米)与微波(频率大于 3GHZ 或者波长小于 0.1 米) 领域的 PCB,是在微波基材覆铜板上利用普通刚性线路板制造方法的部分工 序或者采用特殊处理方法而生产的电路板。

高频板的难点首先在于基材,需要使用低介质损耗 Df 的高频板材,为 了保证较快的传输速度,介电常数 Dk 也要相对较小,常用板材主要有复合 型高 Tg 材料、碳氢、PTFE 等。

在制造过程中,高频板的难点主要在于:1)沉铜:由于材料的原因, 孔壁不易上铜;2)图转、蚀刻、线宽的线路缺口、沙孔的控制;3)绿油工 序:绿油附着力、绿油起泡的控制;4)各工序出现严格控制板面刮伤等。

2、高速多层板的制造难点主要体现在以下几个方面:

1)层间对准度难点。由于高层板层数多,客户设计端对 PCB 各层的对 准度要求越来越严格,通常层间对位公差控制±75μm,考虑高层板单元尺 寸设计较大、图形转移车间环境温湿度,以及不同芯板层涨缩不一致性带来 的错位叠加、层间定位方式等因素,使得高层板的层间对准度控制难度更大。

2)内层线路制作难点。高层板采用高 TG、高速、高频、厚铜、薄介质 层等特殊材料,对内层线路制作及图形尺寸控制提出高要求,如阻抗信号传 输的完整性,增加了内层线路制作难度。线宽线距小,开短路增多,微短增 多,合格率低;细密线路信号层较多,内层 AOI 漏检的几率加大;内层芯板厚 度较薄,容易褶皱导致曝光不良,蚀刻过机时容易卷板;高层板大多数为系统 板,单元尺寸较大,在成品报废的代价相对高。

3)压合制作难点。多张内层芯板和半固化片叠加,压合生产时容易产 生滑板、分层、树脂空洞和气泡残留等缺陷。在设计叠层结构时,需充分考 虑材料的耐热性、耐电压、填胶量以及介质厚度,并设定合理的高层板压合 程式。层数多,涨缩量控制及尺寸系数补偿量无法保持一致性;层间绝缘层薄, 容易导致层间可靠性测试失效问题。图表 57 是热应力测试后出现爆板分层 的缺陷图。

4)钻孔制作难点。采用高 TG、高速、高频、厚铜类特殊板材,增加了 钻孔粗糙度、钻孔毛刺和去钻污的难度。层数多,累计总铜厚和板厚,钻孔 易断刀;密集 BGA 多,窄孔壁间距导致的 CAF 失效问题;因板厚容易导致斜 钻问题。

电子行业2020年投资策略:聚焦半导体、5G 和 TWS

5G 通信 PCB 制造难度的加大,直接提高了竞争门槛,使得已有厂商的 地位进一步得到巩固。我们预计深南电路、沪电股份、生益电子等行业领先 厂商将持续受益于 5G 建设浪潮。

5、TWS:“山寨”打开市场空间,安卓 TWS 拐 点已至

5.1、连接是安卓 TWS 核心痛点,2019Q3 技术突破

5.1.1、连接是安卓 TWS 核心痛点

2016 年 9 月,苹果公司发布第一代 AirPods,开创真无线(TWS)耳 机时代。2019 年 3 月发布 AirPods 2,10 月底发布 AirPods Pro。在苹果 AirPods 的引领下,三星和 HOVM 等手机厂商、Sony 等传统音频类厂商也 都加入 TWS行业大军,百家争鸣。但是,TWS 经过三年发展,2019Q1 全 球出货量中 Airpods 仍占了一半,与苹果比安卓 1:6 的手机出货量形成巨 大差异。

电子行业2020年投资策略:聚焦半导体、5G 和 TWS

价格已降至百元,安卓 TWS 渗透率仍未提升。安卓 TWS 耳机报价已 实现 100-1000 元价格区间的全覆盖,可见即使价格下降到百元级别,除了 AirPods 之外的其他 TWS 耳机仍未能使得行业拐点到来,因此,价格不是 TWS 痛点所在。

电子行业2020年投资策略:聚焦半导体、5G 和 TWS

我们认为连接的稳定性、低延迟、简易性才是核心痛点。苹果 AirPods 的蓝牙连接稳定、开盖即连体验好,第一代 AirPods 延迟 168ms,第二代游 戏延迟降低 30%。在 rtings 测试的 37 款 TWS 耳机中,AirPods 的延迟最低。 结合苹果天猫旗舰店用户评价来看,用户对于苹果 AirPods 的蓝牙连接稳定 性、延迟等问题基本没有提及,满意度较高。而其他品牌 TWS 耳机,用户 对于蓝牙连接稳定性、延迟性满意度较差。我们认为连接才是 TWS 耳机的 核心痛点,只有连接性能过关,TWS 耳机才有存在的价值,才有可能替代 传统的有线耳机和普通的无线耳机。否则,糟糕的断连、高延迟体验一次之 后便可能会让用户放弃 TWS 耳机。


5.1.2、2019Q3 安卓阵营实现连接技术突破

其他厂商转发模式不及苹果监听模式。普通蓝牙音频设备只能实现 1 对 1 连接,而 TWS 耳机两个耳塞之间没有导线连接,在和手机连接时则需要 实现 1 对 2 的连接。苹果 AirPods 采用 Snoop 监听模式,即左右耳一起听, 苹果对监听模式实现了专利封锁。早期其他 TWS 主要采用 relay 转发模式, 音频从手机传到左耳(主设备),再由左耳转发到右耳(从设备)。相比于 苹果的监听模式,转发模式存在以下劣势:1)由于需要通过左耳(主设备) 再转发到右耳(从设备)这样一个过程,转发模式连接的稳定性与延迟都要 比苹果的监听模式差很多;2)监听模式可实现任意单耳使用,而转发模式 单耳使用只针对左耳(主设备);3)左耳(主设备)的功耗要显著高于右 耳(从设备)。

电子行业2020年投资策略:聚焦半导体、5G 和 TWS

但是在 2019Q3,安卓阵营实现了技术的突破,安卓 TWS 拐点已至。

(1)络达:推出 MCSync 技术,AB1536 成爆款芯片

MTK 络达于2019年初推出搭载新一代TWS 技术(MCSync,Multi Cast Synchronization)的 AB1532 芯片。MCSync 具有连线更稳定,减少断音跳 音,支撑高解析音频码流,低延时,两耳耗电更平衡,各种手机平台都适用 等优点。此外,MCSync 也支持 Multiple speakers 连接。

2019 年中,络达推出更加成熟的 AB1536 芯片,其连接性能等综合体 验向苹果 AirPods 看齐,成为爆款芯片。2019 年 7 月,络达 AB155X 平台系列与 Sony 合作推出 Sony WF-1000XM3 产品,络达 MCSync 技术得到大 厂验证。

电子行业2020年投资策略:聚焦半导体、5G 和 TWS

(2)高通:TWS+千呼万唤始出来,Q to Q 生态启动

2018 年 2 月,高通推出了 TWS+(True Wireless Stereo Plus)技术。 根据其官网介绍,TWS+是 Qualcomm-to-Qualcomm 的连接技术,只能在 使用高通QCC5100/QCC30XX蓝牙芯片的TWS耳机与基于骁龙845、670、 710 移动平台的手机之间实现。

在 TWS+连接技术下,会有两路独立的音频流从手机直接传输到两个不 同的耳机,即左右声道独立连接。如果耳机跟手机通信过程中,检测到手机 不支持 TWS+技术,耳机会自动转换到可以兼容几乎所有智能手机的 TWS 通用模式。

高通 TWS+技术已推出一年多时间,但推广速度较慢。由于 TWS+技术 实际上超出了现有的蓝牙标准,需要通过优化蓝牙标准或者安卓系统进行实 现。疯米 FUNCL AI、OPPO O-Free、小鸟 track air、漫步者 TWS5 等产品 尽管采用了高通 QCC30XX 芯片,但都阉割了 TWS+功能。

2019 年 9 月,vivo 的 TWS Earphone 真无线蓝牙耳机是行业内首款 搭载高通旗舰 QCC5126 方案,搭载使用骁龙 855 以上芯片的手机可以开 启 TWS Plus 连接模式(目前支持机型为 NEX 3、NEX 3 5G、iQOO Pro、 iQOO Pro 5G、Z5)。

我们认为,随着 vivo 的 TWS Earphone 以及 1more 最新款 TWS 耳机 的推出,表明高通 TWS+技术已经成熟,Q to Q 生态才算真正的启动。

电子行业2020年投资策略:聚焦半导体、5G 和 TWS

(3)华为:自研麒麟 A1 芯片,自研双通道传输技术

过去,华为 FreeBuds、FreeBuds 2 Pro、荣耀 FlyPods 采用的都是恒 玄的转发方案。2019 年 9 月,华为发布的 FreeBuds 3 则采用了华为自研的 麒麟 A1 芯片,自研双通道同步传输技术,可以实现左右耳机从手机端分别 获得左右声道的信号(与高通的 TWS+技术类似),实现更高效率的传输和 更低的功耗。

在同样的干扰强度下,麒麟 A1 与苹果 H1 的抗干扰表现与 H1 基本 一致,远远高于市场其他的芯片方案;在传输速率方面,麒麟 A1 芯片理论 传输速率达到了 6.5Mbps,3 倍于其他芯片;在连接音频时,无损音频的传 输速率达到了 2.3Mbps。此外,FreeBuds 3 搭配独立的 Audio DSP 处理 单元,时延被缩减到了 190ms,这比 AirPods 的 220ms 少了 30ms

我们认为,华为自研麒麟 A1 芯片与苹果自研 H1 芯片类似,表明华为 对 TWS+耳机的定位上了一个新台阶。通过自研麒麟 A1 芯片与自身手机麒 麟 SOC 平台进行适配,华为也将建立起自身的 FreeBuds 3 耳机-华为手机 连接生态,达到甚至超过 AirPods-iPhone 生态良好的体验效果。

电子行业2020年投资策略:聚焦半导体、5G 和 TWS

5.2、华强北打开市场空间,手机厂商或成最终赢家

5.2.1、华强北打开市场空间,安卓 TWS 拐点已至

当下华强北白牌 TWS 耳机盛行,甚至有点重现 2010 年左右山寨智能 手机时代。根据天猫 APP 上部分白牌 TWS 耳机产品介绍,我们发现白牌 TWS 已经可以基本实现 AirPods 的大部分功能。我们在拼多多和天猫 APP 上搜索发现,华强北白牌 TWS 耳机售价在 100-300 元左右,拼多多上第一 名销量高达 5000 多件,天猫上某款产品月销量超过 3000 件。

安卓 TWS 销量有望达 AirPods 的 6 倍。络达、高通、华为各显神通推 出差异化的连接方案,使得连接性能逐渐缩进甚至超越苹果的监听方案。华 强北白牌 TWS 耳机火爆表明市场需求较好,甚似当年山寨机,非苹果 TWS 耳机或将迎来行业拐点。从出货量角度来看,2019Q1 AirPods 出货量约占 所有 TWS 耳机出货量的一半,即安卓 TWS 与 AirPods 的出货量比例大约 为 1:1。而安卓手机与苹果手机出货量比例大约为 6:1。考虑到 TWS 耳机主 要是配合智能手机使用,替代传统的有线耳机,甚至有可能成为智能手机的 标配。因此,我们合理类推,未来几年,安卓 TWS 的年销量有望达 AirPods 的 6 倍。

5.2.2、当下野蛮生长,未来手机厂商或成最终赢家

目前 TWS 行业竞争格局是苹果一家独大,其他手机、传统音频、配件 厂商百家争鸣,同时白牌 TWS 耳机盛行。参考山寨机发展历史,我们认为 TWS 行业竞争格局将经历以下几个过程:

1)苹果 AirPods 创造新产品,高端用户开始使用;

2)价格低廉的白牌 TWS 耳机促进消费者尝试体验 TWS 耳机,有利于 打开 TWS 行业市场需求;

3)品牌厂商凭借产品质量与品牌优势,使得 TWS 耳机行业向品牌厂商 集中;

4)手机品牌厂商凭借 TWS 耳机与智能手机形成的生态带来更好的体 验,使得 TWS 耳机行业进一步向手机品牌厂商集中。

电子行业2020年投资策略:聚焦半导体、5G 和 TWS

5.3、产业链组成:品牌、制造代工和零组件

TWS 的产业链主要包括品牌厂商、ODM 厂商和零组件厂商。

品牌厂商:漫步者、万魔声学;

制造厂商:立讯精密、歌尔股份、共达电声、佳禾智能、瀛通通讯等;

零部件厂商:

1) nor flash:兆易创新;

2) 电池:亿纬锂能、欣旺达、鹏辉能源等;

3) 电源管理:圣邦股份、韦尔股份等。

电子行业2020年投资策略:聚焦半导体、5G 和 TWS

6、激光:竞争格局将定,光纤激光备受青睐

激光技术已被应用于材料加工、通信与光存储、医疗与美容、研发与军 事、仪器与传感器、娱乐显示、增材制造等重要领域。光纤激光器高效率、 多用途、低维护成本的特点受到下游客户的青睐,在工业应用领域逐步挤占 固体激光器和气体激光器的市场,市场份额占比从 2009 年的 13.7%提升至 2018 年的 51.5%,成为市场最大激光器品种。2018 年全球光纤激光器销售 收入为 26.0 亿美元,2009-2018 年年复合增长率为 35.50%,远高于同期激 光器整体以及工业激光器的增速。

电子行业2020年投资策略:聚焦半导体、5G 和 TWS

7、投资建议:国产替代正在进行时,关注半导体、 5G、TWS 和激光的投资机会

1、半导体:国产替代加速进行,设计百花齐放、制造和封测行业集中 度上升。中美贸易摩擦下,国内终端厂商开始将供应链向国内转移,发挥出 下游带动上游发展的作用,半导体国产替代加速进行。半导体设备领域中微 公司、北方华创逐步打破国际垄断,国产替代加速进行。建议关注:闻泰科 技、兆易创新、北京君正、韦尔股份、圣邦股份、紫光国微、长电科技等。

2、5G 终端:5G 手机已来,多环节迎来全面变革。随着 5G 基础设施 的逐步实施,5G 手机 2019 年下半年开始推出,我们预计从 2020 年快速放 量,5G 将成为电子行业在未来两年最大的发展动力。很多电子企业已经提 前在这些领域有所布局,未来将随着 5G 手机的快速普及而明显受益。建议 关注:三环集团、信维通信、顺络电子、鹏鼎控股等。

3、5G 基站:建设高峰正式开启,高频高速 PCB 壁垒深厚。

随着各国 5G 商用牌照发布,5G 进入建设阶段,我们预计 2020-2022 年将是基站建 设的高峰期。伴随着华为与中兴等大陆通信设备厂商的崛起,以深南电路、 沪电股份、生益电子等为代表的大陆 PCB 企业在华为、爱立信、诺基亚、 中兴、三星等全球五大通信设备厂商的份额均位居前列。我们预计深南电路、 沪电股份、生益电子等行业领先厂商将持续受益于 5G 建设浪潮。建议关注 深南电路、沪电股份、生益电子。

4、TWS:“山寨”打开市场空间,安卓 TWS 拐点已至。Airpods 证明 TWS 是一个真实的需求,但苹果对蓝牙连接监听模式进行了专利封锁。 2019Q3 联发科络达、高通、华为相继实现了技术突破,同时华强北白牌 TWS 加速普及产品打开市场空间,安卓 TWS 行业迎来拐点。建议关注:立讯精 密、歌尔股份、共达电声等。

5、激光:竞争格局将定,本土龙头崛起。激光器行业自 2018Q4 进入 价格战阶段,锐科激光凭借技术优势、成本优势、本土服务与市场优势不断 提高市场占有率。尽管短期公司盈利能力因价格战而受损,随着价格战趋缓, 通过工艺升级、垂直一体化、自动化改造与规模化采购等方法有望使得盈利 能力逐渐回升。建议关注锐科激光等。

电子行业2020年投资策略:聚焦半导体、5G 和 TWS

8、重点公司分析

8.1、信维通信(300136):射频技术领先,面向 5G 卡 位好

8.2、锐科激光(300747):短期看市占率提升,中期看 毛利率回升,长期看应用广阔

8.3、三环集团(300408):以材料为基础,打造优质陶 瓷产品平台

8.4、顺络电子(002138):5G 与新业务驱动长期发展

8.5、深南电路(002916):深耕通信板,充分受益 5G 大发展

……

9、沪深 300 新增覆盖公司分析

9.1、三安光电(600703):国内 LED 龙头,化合物半 导体业务有望切入新市场

9.2、工业富联(601138):智能制造受益 5G+云,工业 互联创新不断

9.3、利亚德(300296):LED 市场领导者,文旅业务触 底反弹

9.4、蓝思科技(300433):深耕玻璃盖板市场,把握 5G 换机新潮

9.5、大华股份(002236):全球安防巨头企业,内外兼 修战略明晰

……

获取报告请登陆未来智库www.vzkoo.com。



分享到:


相關文章: