引言：

　　物互聯(lián)大幕開啟，民用射頻市場空間大。長期以來通信是射頻微波在民用市場的主要應用領域，目前 5G 技術正逐漸成熟并實現商用化。5G 基站采用的MIMO 技術大幅增加了微波器組件的用量，5G 通信覆蓋毫米波波段，高頻器件單價更高，5G 基站建設直接推動了射頻微波市場擴容。

　　據 Yole 預測 2022 年射頻領域半導體微波器件市場規(guī)模有望達 25 億美元；另一方面 5G 也為自動駕駛、物聯(lián)網等奠定了基礎，拓展了射頻微波的應用領域。除通信外車載毫米波雷達、衛(wèi)星導航定位終端、商業(yè)航天用抗輻照微波器組件等應用也將共同支撐起民用射頻微波在中長期巨大的市場空間。

　　01 微波器組件處理模擬信號，是無線電設備的核心

　　射頻前端在無線電設備中不可或缺，微波器組件是其構成要素

　　射頻前端對模擬信號進行頻率變化，是無線電設備中必不可少的部件。無線電設備是利用收發(fā)電磁波，實現通信、探測、對抗等功能的設備。天線振子在長度為無線電波長的1/4 時工作效率最高，為了實現設備的小型化，無線電信號往往波長較短即頻率較高，而受限于后端數字信號處理機能力，原始電信號頻率往往較低，因此無線電設備需要對模擬信號進行頻率變化，射頻前端便是執(zhí)行這一變化過程的部件。

　　以數字信號轉化為無線電信號為例，數據處理機（DSP）對數字信號進行分類、合并、計算等處理，數據轉換模塊將處理后的數字信號轉化為模擬信號，射頻前端對模擬信號進行調制、功率放大等一系列處理，最后經天線將模擬信號轉化為無線電信號。

　　隨著無線電設備的普及，射頻前端在軍民各個領域得到廣泛應用。受無線電技術進步以及人類經濟活動范圍擴大等因素影響，無線電設備在軍民領域逐漸普及，帶動射頻前端應用領域不斷增加。

　　在軍用領域，射頻前端主要應用于雷達、軍用通信設備、軍用無線電偵察和電子干擾等設備上；在民用領域，射頻前端主要應用于包括基站、手機和平板電腦等在內的移動通信終端以及 ADAS（高級駕駛輔助系統(tǒng)）上，在 ADAS 中的應用主要為汽車毫米波雷達，未來在物聯(lián)網領域，射頻前端也有廣大的應用前景。

　　02 萬物互聯(lián)大幕開啟，民用射頻市場空間大

　　在萬物互聯(lián)時代，微波技術民用價值被不斷發(fā)掘，產業(yè)天花板持續(xù)拔高。射頻器件是無線連接的核心，是實現信號發(fā)送和接收的基礎零件，在民用市場有著廣泛的應用。目前通信是射頻在民用市場最主要的應用領域，5G 通信頻率覆蓋毫米波波段，該波段微波器組件價格較高，同時 5G 基站采用 MIMO 技術，微波器組件用量也大幅增加，5G 商用通信的逐步普及，將帶來微波電路的巨大需求。

　　此外 5G 基站的規(guī)?；佋O也將釋放物聯(lián)網等其他應用需求，相關終端有望放量。衛(wèi)星導航加速與智能駕駛等新型領域產業(yè)融合，車載導航、便攜式導航儀、智能行車記錄儀等終端微波器組件市場應用前景廣闊。

　　隨著高級輔助駕駛技術的逐步普及，汽車雷達前后裝市場需求也將迎來爆發(fā)式增長。隨著射頻在傳統(tǒng)通信領域應用增加，以及在物聯(lián)網、智能駕駛等新興市場取得突破，民用微波器組件市場天花板有望持續(xù)拔高。

　　射頻功率組件需求強勁，有望進入快速發(fā)展期。在民用射頻器組件中，功率器件占據了較大的市場份額。而得益于 5G 基站建設、小型基站增補，射頻功率器件市場有望走出2015 年以來的低潮期，進入快速發(fā)展階段。

　　根據 Yole 預期，射頻功率組件市場有望在 2022年達到 25 億美元，2016-2022 年間 CAGR 達到 9.8%；而在這其中，基站設施與無線回程網絡等組件占比接近一半，2016-2022 年間 CAGR 分別達到 12.5%、5.3%。

　　而據 Yole數據，軍事的射頻功率器件同期 CAGR 為 4.3%。民用端的強勢需求，將在未來幾年持續(xù)推動射頻功率組件市場發(fā)展。

　　03  5G 商用部署加速，射頻芯片市場擴張

　　5G 基站中射頻組件數量和價值上升。5G 時代主流基站將演變?yōu)?BBU+AAU 的形態(tài)，應用 Massive MIMO 技術，64 通道的天線方案使得一個 5G 基站需要 192 個濾波器，遠高于 4G 時代 8 通道方案的濾波器數量。

　　同時在 Massive MIMO 技術下，射頻器件需要與天線高度集成，射頻器件技術門檻與附加值大大提高。在 3G、4G 階段，射頻價值僅占整體基站總價值的 4%，而在 5G 時代，射頻價值比重預計將進一步提升至 8%-10%。

　　5G 商用后，終端設備射頻前端價值量也將顯著提升。從手機終端的單機價值量來看， 5G 時代單機價值達到 25 美金，顯著高于 3G 時代的 8 美金與 4G 時代的 18 美金，與 4G相比增幅近 40%。

　　從射頻間端器件數量來看，由于 5G 需要支持更多的頻段、進行更復雜的信號處理，所需濾波器、功率放大器等射頻組件數量顯著增加，若未來 5G 手機將需要實現更復雜的功能，包括多輸入多輸（MIMO）、智能天線技術（如波束成形或分集）、載波聚合（CA）等，射頻前端價值量還將持續(xù)提升。

　　北斗精度追平 GPS，民用市場有望打開

　　北斗三號系統(tǒng)全面建成后授時和定位精度大幅提升。我國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)從 1994年啟動開始，至今已經發(fā)展至第三代。2019 年底，北斗三號所有中圓地球軌道衛(wèi)星發(fā)射完畢，標志北斗三號全球系統(tǒng)核心星座部署完成。

　　相比于北斗一號和二號，北斗三號在原子鐘和星間鏈路兩個方面實現了技術突破，使北斗系統(tǒng)的定位精度實現了由 10 米量級向米級的跨越。性能上已經實現對 GPS 的趕超，為后續(xù)北斗大規(guī)模商業(yè)應用奠定了基礎。

　　中國導航市場快速擴張，北斗商業(yè)潛力巨大。根據《2020 中國衛(wèi)星導航與位置服務產業(yè)發(fā)展白皮書》（中國衛(wèi)星導航定位協(xié)會）顯示，2019 年中國衛(wèi)星導航與位置服務產業(yè)總體產值達 3450 億元，較 2018 年增長 14.4%。

　　其中與衛(wèi)星導航技術研發(fā)和應用直接相關的產業(yè)核心產值為 1166 億元， 在總產值中占比為 33.8%，北斗對產業(yè)的核心產值貢獻率超過 80%?！氨倍?”行業(yè)應用的深入推進以及消費市場的逐步拓展，民用市場發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

　　北斗應用獲政策加持，短期行業(yè)應用市場增長快。行業(yè)市場是指面向行業(yè)用戶和特定用途的應用市場，主要包括終端產品銷售和解決方案服務兩大類業(yè)務，面向測繪、位移監(jiān)測、農業(yè)機械等領域。根據上海產業(yè)研究院預測，2020 年中國行業(yè)導航市場規(guī)模達 120.77億元，同比增長 24.97%。

　　從細分市場來看，如在智能網聯(lián)汽車領域，基于北斗、激光雷達、毫米波雷達、攝像頭等設備的無人駕駛電動港口牽引車（L4 級）可實現全程自動駕駛水平運輸。由于部分行業(yè)應用涉及敏感地理信息，為保障國家安全，政府出臺政策引導北斗替換 GPS，這部分市場對終端價格敏感較低，預計短期北斗在行業(yè)應用市場將保持快速增長。

　　大眾應用市場前景廣闊，終端價格下降后北斗占比或提升。民用導航位置服務包括智能手機、可穿戴設備、平板、數碼相機等終端市場，截至 2019 年底，中國國產北斗兼容型芯片及模塊銷量已突破 1 億片，國內衛(wèi)星導航定位終端產品總銷量突破 4.6 億臺，其中具有衛(wèi)星導航定位功能的智能手機銷售量達到 3.72 億臺；

　　而在乘用車導航領域，截至 2018年 12 月，北斗/GNSS 兼容乘用車前裝智能車載終端推廣近 200 萬臺，在國內 10 多個汽車生產企業(yè) 30 多個車型實現了批量應用。大眾應用中消費者對價格較為敏感，由于北斗三號組網完成時間較短，相關產業(yè)鏈尚不成熟，目前終端產品價格遠高于 GPS 產品，大眾應用市場拓展難度較大。預計未來隨著北斗應用增加，規(guī)模效應凸顯，終端價格有望下降至 GPS 相同水平，北斗在大眾應用市場中占比或將提升。

　　04 智能駕駛漸行漸近，毫米波雷達有望普及

　　智能駕駛時代，毫米波雷達成為必需。毫米波雷達是工作在毫米波波段（30～300GHz）的探測雷達。同厘米波雷達相比，毫米波雷達具有體積小、質量輕和空間分辨率高的特點；

　　與紅外、激光、電視等光學雷達相比，毫米波雷達穿透霧、煙、灰塵的能力強，具有全天候（大雨天除外）全天時的特點，其車載重要性與日俱增，車載毫米波雷達逐漸進入快車道。

　　隨著 ADAS 滲透率逐步提高，“1 長+4 中短”5 個毫米波雷達，逐步成為汽車標配。目前眾多車企，如大眾、奔馳、奧迪、豐田等都已在其中高端車型上配置了毫米波雷達。

　　毫米波雷達進入快速擴張期，帶動射頻組件需求擴大。隨著無人駕駛產業(yè)的進一步發(fā)展，毫米波雷達市場規(guī)模逐年增加。數據顯示，2020 年全球毫米波雷達市場規(guī)模超 50 億美元，持續(xù) 5 年保持 20%以上的高增速。

　　而國內市場則增長更加迅速，2016-2020 年間保持 30%以上的高增速，高于全球表現，2020 年毫米波雷達市場或達到 72.1 億元。隨著國內汽車消費持續(xù)結構升級，無人駕駛汽車市場需求擴大，國內毫米波雷達前后裝市場高增長在未來幾年或能夠持續(xù)。射頻前端組件作為毫米波雷達的核心射頻部分，其成本占比約25%，需求或將進一步擴大。

　　微波器組件是射頻前端構成要素，各自承擔不同功能。射頻前端由微波組件構成，主要包括頻率源、發(fā)射機、接收機和 TR 組件等，不同微波組件又包含各類微波器件。頻率源用于產生穩(wěn)定的高頻電信號載波，核心器件為振蕩器；發(fā)射機的核心器件包括調制器、功率放大器（PA）和電源，調制器實現對低頻信號的調制，PA 用于放大高頻電信號；

　　接收機的核心器件主要包括低噪聲放大器、濾波器、解調器，能夠濾除雜波，同時解調高頻電信號；接收機有傳統(tǒng)接收機和數字接收機兩種，前者通過電路解調，成本低但時間長，后者集成了數模轉換模塊，將模擬信號先轉換為數字信號再進行解調，時間短但成本高；

　　TR 組件是相控陣中必需的微波組件，傳統(tǒng)無源 TR 組件主要功能是信號的收發(fā)控制，核心器件包括環(huán)形器、移相器等，新型有源 TR 組件已將發(fā)送機的功率放大等部分功能集成進TR 組件。

　　05 射頻芯片指用集成電路技術制造微波器組件，應用場景逐步拓寬

　　芯片是集成電路方法的應用，而非某種特定功能的器件。芯片是根據特定目的和用途，用集成電路的方法制造電路中的器件、組件、模塊甚至系統(tǒng)。集成電路是電子學中一種將電路（主要包括半導體設備、被動組件等）集中制造在半導體晶圓表面上的小型化方式。

　　芯片在制造過程中根據特定需求進行設計，通過集成電路的方法得以實現，不同功能的器件、組件、模塊乃至系統(tǒng)均可通過集成電路的方法集成于芯片中。

　　多層級射頻芯片大幅提高小型化和集成化程度，在無線電設備中應用逐步拓寬。射頻芯片是把射頻前端中的器件、組件、模塊，甚至整個射頻前端通過集成電路的方法集成芯片。

　　射頻前端已實現多層級芯片化，器件級有功放芯片、開關芯片（移動通信傳導開關、 WiFi 開關、天線調諧開關）等；組件級有 TR 芯片等；模塊級有數模轉換芯片、電源芯片等；

　　系統(tǒng)級有手機中的射頻前端芯片。芯片集成工藝在射頻前端的應用大幅降低器件尺寸，提高模塊的集成度，為成本控制和性能堆疊提供技術基礎。功放芯片是通信基站和終端中必不可少的電子元器件，TR 芯片是整個雷達的關鍵電子元器件之一，在軍用雷達領域中得到廣泛應用。隨著 5G 技術廣泛商用和中國移動通信基站進一步增建，射頻芯片應用場景將進一步擴大。

　　科研院所是市場主力，民營企業(yè)業(yè)績彈性大

　　射頻微波市場參與者主要包括體制內科研院所和體制外民營企業(yè)兩大類。科研院所中，13 所和 55 所是射頻微波領域的主力軍，產品譜系全面下游應用涵蓋廣泛，在化合物半導體功率器件等技術上實力較強；

　　14 所、29 所等信息化主機院所，往往也會生產部分微波器組件用于自供。民營企業(yè)業(yè)務規(guī)模小于 13 所和 55 所，產品多集中于特定類型的微波器組件，配套的型號也相對較少，但民營企業(yè)在公司治理上更為靈活，“十四五”期間隨著下游信息化裝備加速列裝，民營企業(yè)業(yè)績彈性或將更大。

　　06 國內微波起步晚、差距大，相控陣領域有望取得突破

　　我國微波技術起步晚、差距大，產業(yè)不成熟競爭力較弱

　　微波技術一戰(zhàn)后登上歷史舞臺，在近一百年間保持了快速發(fā)展。微波技術誕生于一二戰(zhàn)之間的間戰(zhàn)時期，1936 年 Southworth 發(fā)表論文宣布了波導傳輸實驗成功，正式開創(chuàng)了微波技術的歷史。此后微波技術保持了近一百年的高速發(fā)展，1939 年第一臺分米波雷達的誕生極大的推進了微波技術的落地和發(fā)展，隨著二次世界大戰(zhàn)的爆發(fā)雷達技術迅速走向成熟，反雷達技術應運出現，電子對抗這一全新分支走上歷史舞臺；

　　戰(zhàn)后射電天文學大發(fā)展對于微波技術的性能指標提出了更高要求，冷戰(zhàn)時期的太空軍備競賽助推微波技術進入大發(fā)展時期；90 年代至今有源相控陣雷達、通信升級、智能駕駛和萬物互聯(lián)主導了微波技術革命式發(fā)展。

　　我國微波技術起步晚且前期發(fā)展慢，近年快速追趕差距逐步縮小。在一次世界大戰(zhàn)后微波技術出現時，我國處于長期戰(zhàn)亂和割據狀態(tài)，錯過了微波技術登臺之初的黃金時期，直到建國后中國微波技術才開始起步，50 年代初期我國研制出第一臺米波防空雷達，相較世界先進技術差距約二十年。

　　60 年代初微波技術重要性得到重視，相關產研教的系統(tǒng)性體系開始建立；80 年代伴隨改革開放的腳步，我國微波產業(yè)開始加速趕超，直到近年在個別細分領域取得了世界領先的成就，行業(yè)整體差距也逐步縮小。

　　目前我國微波技術在高頻器件、產業(yè)化和系統(tǒng)設計三個領域存在較大差距。相比國際一流水平，目前我國微波技術存在的差距主要集中在三個領域：

　　1、隨著軍用無線電設備的升級，以及民用 5G 通信及物聯(lián)網的發(fā)展，微波器組件需要支持的頻段顯著升高，在高頻微波器組件領域，我國與西方發(fā)達國家仍存在差距；

　　2、雖然我國在部分先進微波器組件的研發(fā)上取得突破，但產業(yè)化上仍存在不足，導致國產微波器組件在成本和可靠性上存在差距；

　　3、隨著電子產品趨于小型化，微波器組件的供電、散熱等問題愈發(fā)突出，對射頻前端的系統(tǒng)設計提出了較高的要求，在這一點上我國也有較大的進步空間。

　　微波技術上的差距，導致我國微波產業(yè)競爭力較弱。我國微波技術相對世界先進水平整體落后，軍用器件性能存在差距，同時民用產品國產化率較低。例如抗干擾通信領域，美國的戰(zhàn)略防御計劃（SDI） 實現了極高的設備通信率，通過大量信息實現抗干擾交換并且可以無障礙監(jiān)測傳輸，其中高空監(jiān)視傳感器能實現同時監(jiān)視 1500 個同時發(fā)射的導彈；而我國在解密技術、編碼糾錯技術等方面仍存在很大差距。

　　另外在電子戰(zhàn)領域，美歐主要軍事強國起步早，并在數十年間發(fā)展迅速。2016 年，美軍推出世界首套認知電子戰(zhàn)系統(tǒng)（SRx），提供自適應、可遠程重新編程等功能，集成在手掌大小的模塊中，并能實現全譜覆蓋。

　　而國內對于下一代認知電子戰(zhàn)的認識和重視程度不足，技術也整體落后。民品則由于起步晚、規(guī)模小、成本控制能力較差，難以打開下游市場，相關國產器組件市占率較低。

　　07  軍民相控陣技術發(fā)展迅速，中國有望取得突破

　　相控陣雷達大量應用，帶動微波器組件需求上升。相控陣雷達是由大量相同的陣元組成的雷達面陣，每一個陣元都可以控制其電流相位，通過控制陣元之間相位差來實現電子掃描。相控陣雷達使用密集天線陣列，可同時針對不同方向進行電子掃描，目前已成為列裝主流。

　　在探測、電子對抗等領域，微波組件占據相關制造成本的 60%以上，市場空間巨大。我國已從雷達制造大國邁入雷達研發(fā)強國，目前處于大量使用單片微波集成電路的固態(tài)模擬有源相控陣體制階段，并逐步向數字陣列雷達過渡，相控陣雷達大量使用發(fā)射單元也進一步帶動了 TR 組件等微波器組件價值量占比提升。

　　有源相控陣雷達優(yōu)于無源相控陣雷達，已成為軍用相控陣發(fā)展方向。有源相控陣雷達是相控陣雷達的一種，區(qū)別于無源相控陣中，通過移相器改變發(fā)射機產生的高頻信號，有源相控陣雷達的每個發(fā)射/接收組件（TR 組件），都能自己產生高頻信號。

　　有源相控陣雷達憑借多功能、遠距離、高精度、高靈活性、高可靠性以及優(yōu)良的抗干擾能力等鮮明特征，性能上優(yōu)于無源相控陣雷達。因此，有源相控陣雷達已成為當前艦載相控陣雷達、機載雷達、導彈導引頭等的重要發(fā)展方向之一，得到世界軍事強國的重點發(fā)展。

　　毫米波MIMO 技術在 5G 等民用領域得到廣泛應用，也將提振微波器組件需求。毫米波是指 30～300GHz 頻域（波長為 1～10mm）的電磁波，具有頻譜寬、方向性好、可靠性高、波長極短的特點。伴隨物聯(lián)網和 5G 移動通信的飛速發(fā)展，頻譜資源逐漸緊缺，開發(fā)利用毫米波頻譜資源成為了第五代移動通信技術的重點。

　　為充分發(fā)揮毫米波優(yōu)勢，5G 基站廣泛使用多輸入多輸出技術（MIMO），該技術指在發(fā)射端和接收端分別使用多個發(fā)射天線和接收天線，以改善通信質量，和相控陣技術有較高的相關關系，同樣也將增加對微波器組件的需求。

　　中國相控陣技術發(fā)展較快，在軍民領域應用中有望取得突破。由于歷史原因，中國在真空電子管等技術上和歐美發(fā)達國家差距較大，這也導致中國無線電產業(yè)長期處于落后地位。

　　近年來隨著無線電技術進步以及有源相控陣的普及，晶體管正在越來越多的領域替代真空電子管，在這一變革中，中國緊抓歷史機遇，在晶體管技術上取得重要突破，也帶動軍民相控陣技術迅速發(fā)展。預計未來隨著相控陣技術在軍民領域應用逐步拓展，中國或將在射頻領域實現彎道超車。

　　有源相控陣普遍應用于先進戰(zhàn)機，單機微波器組件價值量提升

　　新型號戰(zhàn)機加速列裝，有源相控陣雷達應用增加?？哲娧b備上，我國仍裝備大量二代戰(zhàn)機，作為主力機型的三代戰(zhàn)機占比不足一半，而較先進的四代機占比極低，相比之下美國已完全淘汰二代機，四代機占比高達 15%；我國在多用途中型直升機、大中型運輸機的結構占比以及教練機的配比上較美國也存在較大差距。

　　隨著我軍現代化建設加速，老舊裝備更新?lián)Q代，新型號戰(zhàn)機加速列裝。由于有源相控陣在性能上更優(yōu)，追蹤與搜索能力更強、具有更高的分辨率、抗電子干擾能力更強、具有高數據通信能力等，在新型號戰(zhàn)機中有源相控陣雷達正逐漸取代無源相控陣雷達。

　　機載雷達向有源相控陣升級，微波器組件價值量上升。有源相控陣雷達的每個發(fā)射/接收組件（TR 組件），都能自己產生電磁波，因此雷達中電源模塊、功率放大器等微波器組件用量顯著高于傳統(tǒng)體制雷達和無源相控陣雷達。

　　隨著先進戰(zhàn)機中機載雷達向有源相控陣雷達升級，單架飛機中微波器組件價值量上升，疊加新型號戰(zhàn)機加速列裝，機載領域微波器組件市場有望進入快速擴張期。

　　軍用寬帶頻段較高，高頻微波器組件占比或提升。隨著國防信息化進程不斷加深，包含圖像、視頻、語音、數據等在內的大容量信息流增多，只能支持低速率的數據服務的窄帶數字集群通信系統(tǒng)，無法適應業(yè)務需求的變化，帶寬大、速率高的寬帶數字集群通信系統(tǒng)需求愈發(fā)強烈。

　　由于電磁波物理特性，大帶寬的軍用寬帶需要使用頻率較高的頻段，軍用寬帶設備也需要配套高頻微波器組件，高頻微波器組件技術含量高生產難度大，其價格和適配的頻段正相關。隨著軍用寬帶的普及，我們預計軍用通信領域高頻微波器組件占比將提升，并帶動單個設備中微波器組件的價值量增加。

　　線電設備廣泛應用于電子對抗等領域，為微波器組件提供新增量

　　電子對抗重要性日益提升，我國加速追趕美俄等軍事大國。隨著國防信息化提升，制信息權已成為戰(zhàn)爭勝負的關鍵，電子對抗重要性日益提升。

　　新一代毫米波敵我識別系統(tǒng)問世，未來有望實現大規(guī)模應用。敵我識別即對目標敵我屬性、類型的判別。傳統(tǒng)敵我識別設備多依靠激光體質，毫米波體制因其抗干擾能力強、全天候工作的特性而脫穎而出，成為當下各國陸軍敵我識別體系的主流。