全球功率半導(dǎo)體市場規(guī)模

國內(nèi)芯片行業(yè)現(xiàn)狀

中國半導(dǎo)體市場需求量大，約占全球半導(dǎo)體市場的 1/3。伴隨著中國經(jīng)濟的快速發(fā)展，在以手機、PC、可穿戴設(shè)備為代表的消費電子，以及以物聯(lián)網(wǎng)、可穿戴設(shè)備、云計算、大數(shù)據(jù)、新能源、醫(yī)療、安防等新興應(yīng)用領(lǐng)域的快速推動下，國內(nèi)的半導(dǎo)體市場需求旺盛。美國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)顯示，中國半導(dǎo)體銷售額占全球比例約 1/3，已成為球半導(dǎo)體需求市場的重要組成部分。

▲中國與全球半導(dǎo)體銷售額占比

面對中國市場的廣大需求，國內(nèi)企業(yè)規(guī)模卻普遍偏小。根據(jù) IC Insight，2020 年 1 季度十大半導(dǎo)體公司中，絕大多數(shù)為美國企業(yè)，亦有部分來自于韓國或中國臺灣。中國大陸的企業(yè)中，僅華為海思的營收規(guī)模擠進了前十的行列，且海思在去年同期這一排名僅為 15 名。除海思之外，國內(nèi)其他半導(dǎo)體企業(yè)的規(guī)模則處于較小的狀態(tài)，與中國廣大的市場需求不匹配。

▲2020 年 1 季度半導(dǎo)體銷量前十公司（百萬美元）

除企業(yè)規(guī)模之外，集成電路的進出口數(shù)據(jù)更能體現(xiàn)國內(nèi)自給率偏低。根據(jù)海關(guān)總署數(shù)據(jù)顯示，2019 年中國集成電路出口額為 1017 億美元，而進口額為 3050 億美元，出口額僅為進口額的 1/3，貿(mào)易逆差超過 2000 億美元。雖從歷年數(shù)據(jù)趨勢來看，此比例呈現(xiàn)出上升的趨勢，但這數(shù)額巨大的貿(mào)易逆差顯示，國內(nèi)集成電路行業(yè)的國產(chǎn)替代仍有廣闊的市場空間。

▲歷年集成電路進出口數(shù)據(jù)

▲半導(dǎo)體行業(yè)分工模式

半導(dǎo)體設(shè)計企業(yè)是半導(dǎo)體行業(yè)中極其重要的一環(huán)。全球前十的半導(dǎo)體企業(yè)中，除部分 IDM 模式的企業(yè)之外，其余多數(shù)均為 Fabless 模式，此現(xiàn)象也說明了設(shè)計類企業(yè)在半導(dǎo)體行業(yè)中的重要地位。近來，華為被美國進一步制裁的事件將半導(dǎo)體國產(chǎn)替代這一話題提上風口。芯片設(shè)計作為半導(dǎo)體行業(yè)中極其重要的一環(huán)，是國產(chǎn)替代的重要組成部分。中國 IC 設(shè)計企業(yè)規(guī)模普遍偏小，成長空間巨大。隨著中美貿(mào)易摩擦，華為被制裁，將刺激更多的國內(nèi)下游企業(yè)選擇本土供應(yīng)商，在提高自給率的過程中，必然有一批企業(yè)逐步成長，從小規(guī)模逐漸成長為中、大規(guī)模的企業(yè)。

▲2019 年全球十大 IC 設(shè)計公司排名（百萬美元）

根據(jù)不同的下游應(yīng)用，不同半導(dǎo)體設(shè)計公司產(chǎn)品的形態(tài)與功能各不相同，因此半導(dǎo)體設(shè)計公司可大致按照半導(dǎo)體產(chǎn)品的類型進行分類：分為分立器件、集成電路、光電器件和傳感器等，其中集成電路又分為模擬電路和數(shù)字電路，其中數(shù)字電路包括微器件、存儲器和邏輯電路等。

▲半導(dǎo)體分類

不同的半導(dǎo)體設(shè)計企業(yè)，在面對不用的下游應(yīng)用時將有完全截然不同的發(fā)展前景，因此精選賽道至關(guān)重要。以美國公司為例，過去十年是智能移動通信的黃金十年，不同行業(yè)的龍頭公司發(fā)展速度各不相同：定位手機處理器芯片和射頻芯片的高通、Skyworks 分布取得了 1 倍和 3.5 倍的增長；定位通訊芯片的博通取得 11 倍增長；定位存儲芯片的美光取得 4 倍增長；相對而言，定位 FPGA，模擬芯片的賽靈思和 TI 則相對速度慢了很多。因此，同樣作為后進者，在趕超先進企業(yè)的過程中，若能卡位具有良好發(fā)展前景的行業(yè)，如功率半導(dǎo)體、模擬器件以及 Wi-Fi、指紋識別、音頻等消費類芯片領(lǐng)域，國內(nèi)的龍頭公司更有希望在下游快速發(fā)展的過程中實現(xiàn)彎道超車，享受國產(chǎn)替代和市場發(fā)展的雙重紅利。

功率器件，國內(nèi)企業(yè)大有可為

在各賽道中，首先看好國產(chǎn)功率半導(dǎo)體廠商的國產(chǎn)替代效應(yīng)。在下游應(yīng)用領(lǐng)域?qū)β拾雽?dǎo)體需求不斷增加的推動下，功率半導(dǎo)體市場空間將呈現(xiàn)穩(wěn)定快速的增長，這為國內(nèi)功率半導(dǎo)體企業(yè)的發(fā)展提供了很好的機會。

1、 功率半導(dǎo)體：電力電子設(shè)備的核心器件

半導(dǎo)體功率器件：即電力電子器件，簡單來說就是用于改變電氣設(shè)備中的電壓、電流和頻率，實現(xiàn)交直流之間的轉(zhuǎn)換的電子器件，可以使得電氣設(shè)備得到最佳的電能供給并高效、安全、經(jīng)濟地運行，是電子電力變換裝置的核心器件之一。常用的半導(dǎo)體功率器件有：功率二極管、晶閘管、IGBT、MOSFET 等。

▲常見四種功率半導(dǎo)體特性及其應(yīng)用

功率二極管是電力電子線路中最基本的組成單元，結(jié)構(gòu)簡單，在電路中起到穩(wěn)壓、整流、開關(guān)和逆變的作用，用到最多的有肖特基二極管 SBD 和快恢復(fù)二極管FRD。

▲各種類型二極管

▲二極管伏安特性

絕緣柵雙極型晶體管 IGBT 是由 BJT（雙極型三極管）和 MOS（絕緣柵型場效應(yīng)管）組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動式功率半導(dǎo)體器件，兼有 MOSFET 的高輸入阻抗和 BJT 的低導(dǎo)通壓降兩方面優(yōu)點。IGBT 是一種新型的電力電子器件，是工業(yè)控制和自動化領(lǐng)域的核心元器件。

▲絕緣柵雙極型晶體管 IGBT 模塊產(chǎn)品圖

▲ IGBT 模組等效電路圖

晶閘管 SCR 又稱可控硅，是一種大功率電器元件，它具有體積小、效率高、壽命長的優(yōu)點，在自動控制系統(tǒng)中可以作為大功率設(shè)備的驅(qū)動器件。

▲晶閘管產(chǎn)品圖

▲ 晶閘管伏安特性曲線

MOSFET 即金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，MOSFET 功率器件是電能轉(zhuǎn)換和控制的核心半導(dǎo)體器件，具有速度快、功耗低等優(yōu)點。

▲ 功率 MOSFET 產(chǎn)品圖

▲ 功率 MOSFET 模組等效電路圖

2、 市場規(guī)模穩(wěn)步上升，發(fā)展?jié)摿薮?/p>

半導(dǎo)體功率器件市場規(guī)模高達數(shù)百億美元。根據(jù) IHS 的數(shù)據(jù)，2019 年全球功率半導(dǎo)體市場規(guī)模達到 403 億美元，同比 2018 年增長 3.3%，預(yù)計 2021 年市場規(guī)模將達到 441 億美元。2019 年中國的功率半導(dǎo)體市場占全球功率半導(dǎo)體市場 35.9%的份額，達到 144.8 億美元，同比 2018 年增長 4.3%，2021 年市場規(guī)模有望達到159 億美元。

▲全球功率半導(dǎo)體市場規(guī)模

▲中國功率半導(dǎo)體市場規(guī)模半導(dǎo)體功率器件應(yīng)用廣泛，幾乎應(yīng)用于一切電子領(lǐng)域，包括工業(yè)、4C（計算機、通信、汽車電子、消費電子）、航天軍工等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，以及軌道交通、新能源、智能電網(wǎng)、新能源汽車/充電樁等新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。隨著功率半導(dǎo)體器件性能的提高以及各產(chǎn)品追求低功耗和高能效比，光伏、智能電網(wǎng)、新能源汽車、5G 通訊等熱點應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑼苿庸β拾雽?dǎo)體行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，使得下游市場結(jié)構(gòu)進一步優(yōu)化。

▲2018 年全球功率半導(dǎo)體應(yīng)用分布

在全球功率半導(dǎo)體市場中，用于工業(yè)控制的比重高達 34%，其次是汽車和通信領(lǐng)域各占 23%，消費電子占 20%的市場份額。近年來，功率半導(dǎo)體的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)擴展到了新能源、軌道交通、智能電網(wǎng)、變頻家電等市場，且由于這些市場需求的持續(xù)擴張，功率半導(dǎo)體市場規(guī)模將呈現(xiàn)穩(wěn)步增長的趨勢。軌道交通領(lǐng)域，在短時間內(nèi)將機車從時速為零提升至幾百公里的過程中，必須確保所有電力設(shè)備需要的電壓、電流精準可靠，必須使用 IGBT 等功率器件。隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和城市建設(shè)的穩(wěn)步推進，功率半導(dǎo)體的市場需求必然有所增長。中商產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)顯示，2020 年全球工業(yè)功率半導(dǎo)體市場規(guī)模有望達到 125 億美元，以 2016 年全球工業(yè)功率半導(dǎo)體市場 90 億美元的規(guī)模為基準，年復(fù)合增長率為8.56%，前景廣闊。

▲全球工業(yè)功率半導(dǎo)體市場規(guī)模

新能源汽車對率半導(dǎo)體需求的需求是傳統(tǒng)汽車的五倍多，另外，和新能源汽車相配套的充電樁對功率半導(dǎo)體特別是 IGBT芯片和 MOSFET 芯片的需求量也十分龐大。我國新能源汽車銷售占全球份額的一半以上，2018 年和 2019 年我國新能源汽車銷量均超過 120 萬臺，中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)預(yù)計今年我國新能源汽車銷量有望突破 150 萬臺，同時我國充電樁數(shù)目將達到 450 萬個。新能源汽車市場需求的大幅增長將為功率半導(dǎo)體市場提供強大的驅(qū)動力量。

▲新能源汽車銷量

▲充電樁累計保有量

通訊行業(yè)也是功率半導(dǎo)體行業(yè)的一大終端市場，常規(guī)應(yīng)用包括通信基站、交換機、光端機、路由器等。5G 基站等設(shè)備建設(shè)和 5G 手機的普及必然刺激更多功率半導(dǎo)體的需求，其中既包括電源管理 IC 需求的增加，也包括對功率 MOSFET 構(gòu)成的射頻器件需求的大量提升。根據(jù)中國產(chǎn)業(yè)信息研究院的數(shù)據(jù)，2018 年通訊功率半導(dǎo)體市場規(guī)模 59.39 億美元，預(yù)計到 2021 年市場規(guī)模將增長近 20%上升到 70.81 億美元。當前 5G 正處于建設(shè)和商用普及的階段，這將成為通訊功率半導(dǎo)體市場最重要的推動力量。

▲通訊領(lǐng)域功率半導(dǎo)體應(yīng)用構(gòu)成

▲ 通訊領(lǐng)域功率半導(dǎo)體器件市場規(guī)模

消費類電子也是功率半導(dǎo)體器件應(yīng)用的重要領(lǐng)域。除手機外，電視機、冰箱、空調(diào)、微波爐等產(chǎn)品都需要使用功率半導(dǎo)體，一般是小電壓的功率半導(dǎo)體，如MOSFET 等。而在變頻家電領(lǐng)域，功率半導(dǎo)體更是實現(xiàn)變頻技術(shù)的核心器件，變頻技術(shù)通過使用晶閘管、IGBT 和 MOSFET 等功率半導(dǎo)體器件實現(xiàn)對電能的變換和控制。根據(jù) IHS 數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2021 年家用功率半導(dǎo)體市場規(guī)模有望從 2017 年的 14.4 億美元增長至 26.68 億美元，復(fù)合增長率將達到 16.5%。故而家用電器的變頻化必然也將推動家用領(lǐng)域功率半導(dǎo)體的發(fā)展。

▲ 家電領(lǐng)域功率半導(dǎo)體市場規(guī)模預(yù)測

目前中國大陸處于功率半導(dǎo)體器件供應(yīng)鏈的相對末端，產(chǎn)品以二極管、晶閘管、低壓 MOSFET 等低功率半導(dǎo)體器件為主，90%的器件和設(shè)備都需要從國外進口。雖然與國際頭部公司之間還存在較大差距，但在某些細分領(lǐng)域，我國企業(yè)也具有相當?shù)母偁幜Γ?/p>

▲2018 年全球前十功率半導(dǎo)體企業(yè)市場份額

▲全球功率半導(dǎo)體器件產(chǎn)地份額

▲國內(nèi)外重點功率半導(dǎo)體企業(yè)梳理

MOSFET 市場集中度高，我國企業(yè)亦參與角逐 。據(jù) Yole 統(tǒng)計，2019 年全球功率 MOSFET 市場規(guī)模為 62.59 億美元。在全球競爭格局中，功率 MOSFET 的市場份額幾乎集中在國際大廠手中，僅英飛凌、安森美和瑞薩三家企業(yè)的市場份額就接近 50%。

▲全球 MOSFET 市場規(guī)模

▲ 2018 年全球 MOSFET 供應(yīng)商市場份額

2018 年我國 MOSFET 市場規(guī)模為 27.92 億美元，占據(jù)全球市場規(guī)模的 36.8%。IHS 數(shù)據(jù)顯示，我國功率 MOSFET 供應(yīng)商中排名靠前的依次是英飛凌、安森美、 瑞薩等國際巨頭廠商，但明顯可以看到國內(nèi)廠商華潤微電子也是 MOSFET 領(lǐng)域的重要玩家。

▲2018 年國內(nèi) MOSFET 供應(yīng)商市場份額

IGBT 市場集中度高，壟斷逐漸被打破 。2018 年全球 IGBT 市場規(guī)模約為 58.36 億美元，市場份額大部分集中在幾大廠商手中。在全球競爭市場之中，僅英飛凌、三菱、富士電機這三家企業(yè)就占據(jù)全部市場份額的 50%以上。

▲全球 IGBT 市場規(guī)模變化

▲2018 年全球 IGBT 市場份額

國內(nèi)市場上，2018 年 IGBT 市場規(guī)模將近 162 億元，同比 2017 年增長 21.7%。市場占有率方面，國際巨頭占據(jù)著我國 IGBT 市場很高的份額。隨著近幾年國內(nèi)企業(yè)持續(xù)的研發(fā)投入，我國 IGBT 技術(shù)發(fā)展取得不錯的進步，國外廠商壟斷狀況有所打破。IHS 數(shù)據(jù)顯示，2017 年全球 IGBT 模塊市場供應(yīng)商排名中，我國斯達半導(dǎo)進入到了全球前十的行列。此外，我國比亞迪、華潤上華等企業(yè)也在 IGBT 領(lǐng)域取得不錯進展。

▲中國 IGBT 市場規(guī)模變化

▲ 2018 年中國 IGBT 市場份額

功率二極管市場集中度低，有望率先實現(xiàn)國產(chǎn)替代 。功率二極管占全球功率半導(dǎo)體市場規(guī)模的 20%左右，市場格局相對較為分散：瑞薩是全球最大的功率二極管供應(yīng)商，占據(jù)約 10%的市場份額，排名前五的廠商總共占據(jù)了全球 28%的市場份額，可見功率二極管的市場集中度較 IGBT 和 MOSFET 要低得多。此外，由于功率二極管門檻和利潤率都比較低，國際大廠逐漸放棄這一市場，導(dǎo)致產(chǎn)能向中國轉(zhuǎn)移。目前，我國功率二極管的出口數(shù)量已經(jīng)超過進口數(shù)量，這一細分領(lǐng)域有望率先實現(xiàn)國產(chǎn)替代。綜合來看，我國功率半導(dǎo)體企業(yè)與國際頭部公司之間確實還存在著較大差距，整體實力尚顯不足。但隨著近年來持續(xù)的研發(fā)投入，我國功率半導(dǎo)體企業(yè)也取得了一定程度上的技術(shù)進步。在各細分領(lǐng)域，都存在具有相對競爭優(yōu)勢的企業(yè)。在國產(chǎn)替代的大背景下，疊加政策扶持、資金支持以及我國功率半導(dǎo)體市場空間廣闊等多重利好因素，未來我國功率半導(dǎo)體企業(yè)將享有很大的成長空間。

受益 5G 驅(qū)動，射頻前端市場快速增長

如果說 2019 年是 5G 的元年，那么 2020 年將是 5G 快速發(fā)展與提高滲透率的一年。5G 的快速發(fā)展將給諸多領(lǐng)域帶來投資機會，射頻前端作為 4G 向 5G 轉(zhuǎn)變的過程中價值量顯著提高的元器件，將優(yōu)先受益于 5G 時代的來臨。射頻前端中，市場主要由歐美以及日本的廠商占據(jù)領(lǐng)先地位，國產(chǎn)廠商在部分領(lǐng)域如低噪聲放大器和射頻開關(guān)已經(jīng)處于不輸于人的狀態(tài)，但功率放大器和濾波器還有一定程度的追趕空間。在5G 推進的過程中，以及國產(chǎn)替代的推動下，處于此賽道的國產(chǎn)廠商將同時享受市場空間和市場份額擴大的雙重紅利。受益于 5G 發(fā)展，射頻前端價值量顯著提升 。射頻前端是移動通信系統(tǒng)的核心組件，主要起到收發(fā)射頻信號的作用，包括功率放大器（PA）、雙工器（Duplexer 和 Diplexer）、射頻開關(guān)（Switch）、濾波器（Filter）和低噪放大器（LNA）五個部分。射頻器件是無線連接的核心，凡是需要無線連接的地方必備射頻器件。

▲射頻前端結(jié)構(gòu)

▲射頻前端器件功能介紹

據(jù) Yole 數(shù)據(jù)估計，射頻前端器件中，價值量占比最高的是濾波器，其次是功率放大器，占比分別約為總價值量的 1/2 和 1/3。其余器件包括開關(guān)、低噪聲放大器等，合計占比約 15%。

▲射頻前端器件價值量占比

5G 手機的射頻前端價值量將顯著提升。在通訊技術(shù)升級換代的過程中，每一代升級都要保證技術(shù)和應(yīng)用性能能夠向后兼容，也就是說新一代的手機需要適配更多的頻段。智能手機每增加一個頻段，都需要增加額外的射頻器件與之匹配。5G相對于4G，無論是濾波器、功率放大器、還是射頻開關(guān)、低噪聲放大器，數(shù)量都會大量增加。此外，5G 信號使用的頻率更高，支持更高頻率的射頻器件的技術(shù)難度更高，其價值量也會更高。所以在 5G 時代，量價齊升將成為射頻前端市場規(guī)模變大的主要原因 。根據(jù) Yole 數(shù)據(jù)估計，2023 年射頻前端總體規(guī)模預(yù)計約 230 億美元，2017-2023 年的復(fù)合增長率為 14%。其中功率放大器 PA 到 2023 年的規(guī)模為 70 億美元，2017-2023 年的復(fù)合增長率為 7%；濾波器的市場規(guī)模在 2023 年將達到 225 億美元，復(fù)合增長率高達 19%。

▲不同射頻前端器件市場估計

濾波器 。濾波器是射頻前端芯片占營收比例最高的部件，包括聲表面濾波器（SAW，SurfaceAcoustic Wave）、體聲波濾波器（BAW，Bulk Acoustic Wave），SAW 和 BAW 濾波器是目前手機應(yīng)用的主流濾波器，簡要介紹如下：SAW 主要應(yīng)用于低頻段，在 4G 時代及以前是應(yīng)用最廣泛的濾波器。市場的領(lǐng)先者主要是村田 Murata、TDK、太陽誘電 TAIYO YUDEN、Skyworks、Qorvo，五家合計占據(jù)全球約 95%份額；BAW 主要應(yīng)用于 2.5GHz-6GHz 的高頻段。由于 5G 主要采用 2.5GHz 以上的頻段，因此 BAW 將在 5G 時代逐漸成為主流的濾波器。BAW 市場由 BroadcomAvago 統(tǒng)治，占據(jù)了約87%的份額，其余廠商分別是 Qorvo 和太陽誘電、TDK等；

▲SAW 濾波器全球市場份額

▲ BAW 濾波器全球市場份額

國內(nèi)企業(yè)主要布局 SAW 濾波器，BAW 濾波器涉足的企業(yè)較少：布局 BAW 的廠商有諾思、開元通信和漢天下。SAW 國產(chǎn)廠商有麥捷科技、瑞宏科技、信維通信、中電德清華瑩、華遠微電、無錫好達電子等。

▲濾波器國內(nèi)廠商情況

功率放大器 。功率放大器（PA）是發(fā)射端的小功率信號轉(zhuǎn)換成大功率信號的裝置，用于驅(qū)動特定負載的天線等。PA 是無線通信設(shè)備射頻前端最核心的組成部分，其性能直接決定了手機等無線終端的通訊距離、信號質(zhì)量。PA 主要采用 GaAs、RF-SOI、CMOS、GaN 或 SiGe 作為材料。其中 GaAs 和 GaN是應(yīng)用較為廣泛的 PA 材料。GaN 的高頻特性較好，比較適用于基站；GaAs 性價比更高，適用于終端設(shè)備。當前 PA 市場主要被三大廠商 Skyworks、Qorvo、Broadcom壟斷，合計占有超過 90%的市場份額，此三大廠商均采用 IDM 模式。

▲PA 市場份額情況

國內(nèi) PA 產(chǎn)品大多停留在中低端應(yīng)用，布局高端應(yīng)用的 PA 廠商不多。但華為設(shè)計的PA 將提高國內(nèi)廠商布局高端 PA 的信心，目前由華為設(shè)計、三安光電代工的砷化鎵和氮化鎵 PA 進展順利，有望成為 PA 國產(chǎn)替代的閃光點。其余廠商中，設(shè)計公司包括中科漢天下、唯捷創(chuàng)芯、紫光展銳、慧智微、中普微等；代工廠商包括三安光電、海特高新等。

▲射頻 PA 國內(nèi)廠商情況

射頻開關(guān) 。射頻開關(guān)主要作用為實現(xiàn)射頻信號接收與發(fā)射的切換以及不同頻段間的切換。射頻開關(guān)采用包括 SOI、CMOS、GaAs-PHEMT 等材料工藝，SOI 是射頻開關(guān)的主要技術(shù)平臺，SOI 工藝預(yù)計長期維持在 90%左右的出貨份額，CMOS 工藝約占比 7%-8%左右。射頻開關(guān)市場近些年一直保持著高速增長態(tài)勢，2018 年達到 16.54 億美元，隨著 5G的發(fā)展，射頻開關(guān)的市場需求將會進一步增長。根據(jù) Yole 數(shù)據(jù)，到 2023 年市場規(guī)模將接近 40 億美元，復(fù)合增長率接近 20%。市場格局方面：目前射頻開關(guān)市場主要被海外公司占據(jù)，Skyworks、Qorvo、Broadcom、Murata 合計市場份額超過了 80%。值得一提的是，國內(nèi)廠商卓勝微占領(lǐng)了 10%左右的市場份額，為全球第五大射頻開關(guān)龍頭企業(yè)。

▲全球射頻開關(guān)市場規(guī)模（億美元）

▲ 全球射頻開關(guān)市場份額

手機等移動終端是目前射頻前端芯片最主要的應(yīng)用領(lǐng)域，智能手機等移動終端近幾年出貨量一直保持穩(wěn)定態(tài)勢，疊加 5G 技術(shù)帶來的變革和近幾年國產(chǎn)手機品牌的強勢崛起，以及美國對于中國的半導(dǎo)體禁運措施，國內(nèi)的大量的射頻前端器件需求將會給國內(nèi)相關(guān)公司帶來發(fā)展機遇，國產(chǎn)替代的趨勢愈發(fā)強勁。

消費類產(chǎn)品不斷創(chuàng)新，國產(chǎn)替代助力新增長

隨著物聯(lián)網(wǎng)、5G 等新型科技的發(fā)展，消費類半導(dǎo)體有望在下游創(chuàng)新不斷、技術(shù)迭代升級以及需求不斷提高等因素的推動下，迎來新一輪的高額業(yè)績增長。與其他半導(dǎo)體領(lǐng)域相比，國產(chǎn)廠商在該領(lǐng)域與國際傳統(tǒng)廠商差距不大，細分領(lǐng)域甚至處于全球龍頭的位置，如在 Wi-Fi 芯片領(lǐng)域的樂鑫科技，指紋識別芯片領(lǐng)域的匯頂科技，以及音頻 SoC 芯片領(lǐng)域的恒玄科技等。在當前國產(chǎn)替代的大背景下，國內(nèi)的消費半導(dǎo)體相關(guān)公司將持續(xù)發(fā)揮行業(yè)領(lǐng)先及本土化優(yōu)勢，不斷拓展海內(nèi)外市場，業(yè)績值得期待。Wi-Fi 芯片 。Wi-Fi 芯片是使用短距離無線通信技術(shù)，實現(xiàn)物理設(shè)備與虛擬信息網(wǎng)絡(luò)無線連接的一種通信芯片。隨著移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的成熟與物聯(lián)網(wǎng)的興起，越來越多的設(shè)備和移動終端需要搭配 Wi-Fi 芯片完成網(wǎng)絡(luò)連接，以實現(xiàn)萬物互聯(lián)、智能管理。因此，Wi-Fi 芯片的下游市場十分豐富，主要涉及智能家居、智能照明、智能支付終端、智能可穿戴設(shè)備、傳感設(shè)備及工業(yè)控制等物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。據(jù) IDC 報告顯示，2025 年物聯(lián)網(wǎng)連接設(shè)備數(shù)量將會達到 416 億臺，年復(fù)合增長率為 28.7%。隨著物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)上升到社會基建的高度以及其下游設(shè)備的爆發(fā)式增長，Wi-Fi 芯片有望暢享二者帶來的市場需求。

▲Wi-Fi 芯片應(yīng)用場景

▲ 樂鑫科技的 Wi-Fi MCU 通信芯片

在物聯(lián)網(wǎng)拉動 Wi-Fi 芯片需求的過程中，智能家居領(lǐng)域的發(fā)展是一個主要原因。近年來，隨著無線連接技術(shù)以及低功耗芯片設(shè)計技術(shù)的發(fā)展與成熟，智能家居的價格逐漸開始減低，消費市場漸漸接受，智能家居行業(yè)也開始真正快速發(fā)展。根據(jù) IDC 全球智能家居數(shù)據(jù)報告顯示，2022 年全球智能家居出貨量將達到 13 億臺，行業(yè)規(guī)模將達到 2769.82 億美元。面對這一智能領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展，越來越多的芯片廠商將目光鎖定到 Wi-Fi 芯片，如高通、德州儀器等。在國內(nèi)廠商中，樂鑫科技作為 Wi-Fi 芯片行業(yè)龍頭，深耕多年，市場份額全球第一，超過 30%，構(gòu)建出一套硬件+軟件+云平臺對接的完整物聯(lián)網(wǎng)智能解決方案，主要客戶包括涂鴉、小米等，充分享受下游市場發(fā)展，公司業(yè)績高速增長。

▲ 物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量預(yù)測

▲ 中國智能家居市場規(guī)模及預(yù)測（億元）

目前 Wi-Fi 芯片市場競爭充分，競爭格局較為穩(wěn)定。主要參與者分為兩類，一類是以高通，德州儀器，聯(lián)發(fā)科為首的大型傳統(tǒng)集成電路設(shè)計廠商。另一類則是以樂鑫科技為首的中小型電路設(shè)計企業(yè)。大型廠商研發(fā)實力強，資本雄厚，競爭優(yōu)勢明顯。而本土中小型廠商，一般提前布局研發(fā)，如樂鑫科技在 Wi-Fi 芯片領(lǐng)域深耕多年，通過多年積累和本土優(yōu)勢，占據(jù)市場先發(fā)優(yōu)勢，同時在產(chǎn)品性能、性價比、本土化等方面領(lǐng)先對手。根據(jù)半導(dǎo)體行業(yè)研究機構(gòu) Techno Systems Research 發(fā)布的各年度研究報告，公司是物聯(lián)網(wǎng) Wi-FiMCU 芯片領(lǐng)域的主要供應(yīng)商之一， 產(chǎn)品具有較強的進口替代實力和國際市場競爭力。2016 年度公司產(chǎn)品銷量物聯(lián)網(wǎng) Wi-Fi MCU 市場份額處于 10-30%范圍內(nèi)；2017 年度和 2018 年度公司產(chǎn)品銷售市場份額保持在 30%左右，均高于其他同行業(yè)公司。指紋識別 。指紋識別技術(shù)是利用人類指紋的唯一性，通過采集指紋圖像進行比對來識別身份的一種技術(shù)。指紋識別需要先采集指紋并對指紋進行 DSP 圖像處理從而生成細節(jié)清晰的指紋圖像來進行對比給出結(jié)果。指紋識別芯片，就是內(nèi)嵌的芯片產(chǎn)品，可以實現(xiàn)上述的指紋圖像采集、特征提取、對比的芯片。目前智能手機是指紋識別芯片最主流的應(yīng)用終端。

▲指紋識別原理

▲ 指紋識別技術(shù)

世界上第一部指紋識別手機是 1998 年西門子推出的樣機，為刮擦式指紋識別，之后10 年市場上又陸續(xù)推出了幾款刮擦式指紋識別手機，但這類識別方法耗時久、不美觀、成本高，市場效果不達預(yù)期，熱度不夠，因此指紋識別一直處于緩慢發(fā)展階段， 市場也一直處于 FPC 和 AuthenTec 競爭階段。直到 2013 年，AuthenTec 研發(fā)出了正面按壓式指紋識別技術(shù)并被蘋果收購，推出 Touch ID，徹底引爆指紋識別市場。而 FPC 則搶占了初蘋果之外的大部分市場，市場也因此變成了 FPC 一家獨大。2014年國產(chǎn)廠商匯頂科技聯(lián)合魅族打破蘋果壟斷，早于三星 S6，推出了第二款正面按壓式指紋識別手機，匯頂科技也成為國內(nèi)指紋識別龍頭企業(yè)，市場份額全球第一。

▲ 指紋識別發(fā)展歷史

市場上主流的指紋識別技術(shù)主要可分為三類：電容式指紋識別、超聲波指紋識別以及光學(xué)指紋識別。電容式指紋識別：正面按壓式指紋識別系統(tǒng)屬于電容式指紋識別，主要利用手指皮膚表面作為一極，脊線和谷（指紋上高低點）由于與芯片表面距離不同，形成不同的電容值，從而電容式指紋識別傳感器獲取指紋圖像信息。電容式指紋識別技術(shù)也是市場主流的指紋識別技術(shù)，據(jù)三方數(shù)據(jù)，電容式指紋識別在 2014 年至2017 年滲透率提升到 72%。但之后隨著全面屏手機的興起，電容式指紋識別的市場逐漸被超聲波及光學(xué)指紋識別所侵占。超聲波指紋識別：超聲波指紋識別類似于聲吶，主要利用超聲波接收特定頻率的信號反射來探知指紋的具體形態(tài)。目前三星是市場上主要運用超聲波指紋識別技術(shù)的公司，市場下游需求小。同時相較于光學(xué)指紋識別，超聲波指紋識別單價偏高，使得其市場發(fā)展緩慢。光學(xué)指紋識別：光學(xué)指紋識別是目前最廣泛使用的指紋識別技術(shù)，利用手指放在光學(xué)鏡片上，由內(nèi)置光源照射，投射在電荷器件上，經(jīng)指紋芯片處理成為多灰度指紋識別圖像。隨著全屏手機浪潮的到來，光學(xué)指紋識別也將會在未來占據(jù)絕大部分的指紋識別市場。

▲ 電容式指紋識別

▲ 光學(xué)指紋識別

全面屏趨勢來襲，屏下指紋大勢所趨：全面屏手機的解鎖方式主要包括人臉識別和指紋識別兩種。以蘋果為代表的廠商主要使用人臉識別技術(shù)，但由于成本較高，且存在戴口罩等場景下解鎖易失敗的問題，仍難以取代指紋識別的市場主流地位。指紋識別中普通電容技術(shù)無法解決屏占比的問題將逐漸被淘汰。全面屏搭配屏下光學(xué)指紋識別技術(shù)已成為市場標配，現(xiàn)屏下指紋手機已逐漸向中低端市場滲透。2017年手機全面屏市場爆發(fā)，滲透率達到 9%，預(yù)計 2020 年將達到 85%。據(jù) CINNO 報告預(yù)測顯示，2018 年 OLED 屏下指紋手機出貨量為 2800 萬臺，2024 年預(yù)計將會達到 12.6 億臺，增長 45 倍，下游市場的爆發(fā)式增長勢必會推動屏下指紋識別芯片廠商業(yè)績增長。國產(chǎn)廠商匯頂科技作為光學(xué)指紋識別的開創(chuàng)者，現(xiàn)已成為全球指紋識別芯片龍頭，截止 2019 年 12 月 16 日，公司屏下光學(xué)指紋識別已獲 101 款品牌機型商用。

▲ 屏下指紋識別滲透率及預(yù)測

▲ 全球 OLED 屏下指紋手機出貨量及預(yù)測（百萬）

目前，全球能提供指紋識別芯片產(chǎn)品的企業(yè)主要包括 AuthenTec、Validity、Fingerprint Cards、匯頂科技、 思立微、 敦泰科技、 IDEX 等。其中，匯頂科技作為全球市占率第一的企業(yè)，毫無疑問成為行業(yè)龍頭。據(jù)旭日大數(shù)據(jù)發(fā)布數(shù)據(jù)，2018 年 2 月，匯頂科技出貨量 3260 萬顆，已成功超越 FPC 成為市場龍頭。隨著國內(nèi)下游終端手機廠商的飛速發(fā)展與支持，匯頂科技 2018 年市場占有率達到 39%，居于全球各大指紋識別廠商首位，其次為 FPC，市占率 32%，二者相加超過 70%，遠超其他指紋識別廠商。匯頂科技 2020年在屏下光學(xué)指紋識別芯片市場的占有率將會進一步提高，遠超其他公司。

▲ 2018 年全球指紋識別芯片廠商市占率

未來隨著全面屏手機的逐漸滲透，國產(chǎn)下游廠商（如華為、小米、Vivo 等）的不斷發(fā)展，以及半導(dǎo)體行業(yè)宏觀政策的支持，以匯頂科技為首的國產(chǎn)指紋識別芯片廠商望占據(jù)全球行業(yè)龍頭的地位優(yōu)勢，發(fā)揮本土化、技術(shù)領(lǐng)先、研發(fā)實力強、產(chǎn)品性價比高等優(yōu)勢，擴大國內(nèi)市場占比，積極開拓海外市場，加快近年來已有的國產(chǎn)替代化趨勢，迎來新一輪的業(yè)績增長。音頻 SoC：下游需求強勁，國產(chǎn)廠商迎發(fā)展良機。隨著物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展以及智能化的進一步提高，音頻 SoC 芯片的下游應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，市場規(guī)模持續(xù)擴大。以智能耳機為代表的可穿戴設(shè)備和以智能音箱為代表的家居設(shè)備率先爆發(fā)，越來越多的消費者要求終端設(shè)備具備智能語音交互能力，TWS 耳機即為音頻 SoC 芯片的主流應(yīng)用領(lǐng)域。

▲智能音頻 SoC 芯片圖示

TWS 是 True Wireless Stereo 的縮寫，即真正的無線立體聲。2016 年蘋果公司推出的 AirPods 為第一款 TWS 耳機，隨后 TWS 耳機逐漸開始風靡。根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，2016-2018 年 TWS 耳機出貨量分別為 918 萬/2000 萬/4600 萬副，每年銷量都幾乎呈現(xiàn)翻番的趨勢。在突破了蘋果的相關(guān)專利之后，其他廠商逐漸開始跟進，并于 2019 年開始爆發(fā)。同時，蘋果公司于 2019 年先后推出 AirPods 2 與 AirPods Pro，TWS 耳機市場被徹底引爆。2019 年全年 TWS 耳機銷售量突破 1 億副，相對于 2018 年依然呈現(xiàn)翻番趨勢。

▲TWS 耳機出貨量

音頻 SoC 芯片作為智能終端設(shè)備的核心器件，受益于 TWS 耳機的快速發(fā)展，市場需求有望迎來較大增長。目前，蘋果作為市場技術(shù)引領(lǐng)者已成功自研出 W1 及 H1 芯片，而以恒玄科技、高通、聯(lián)發(fā)科為主的其他廠商主要支持除蘋果外的其他品牌客戶。

▲全球 TWS 出貨量及銷售量前 10

根據(jù) Counterpoint Research 發(fā)布的 2019 年第三季度數(shù)據(jù)，全球 TWS 出貨量及銷售額前十的品牌中，除主流手機品牌外，國內(nèi)的恒玄科技在專業(yè)音頻廠商中擁有較高占有率，如 JBL、Skullcandy。除此之外，市場份額緊隨其后的Anker、 Tzumi，以及 AKG、漫步者、萬魔也是公司的終端品牌客戶。

功率器件和模擬電路器件幾乎應(yīng)用于一切電子領(lǐng)域，包括工業(yè)、汽車、通信、消費電子等等，在下游應(yīng)用領(lǐng)域不斷的擴大、半導(dǎo)體行業(yè)不斷東移的背景下，中國相關(guān)產(chǎn)業(yè)將得到不斷地發(fā)展；而射頻器件受益于 5G 的快速發(fā)展，將呈現(xiàn)量價齊升的局勢；消費類半導(dǎo)體國內(nèi)部分廠商在各自領(lǐng)域不遜于國外企業(yè)，在下游產(chǎn)品不斷創(chuàng)新、技術(shù)迭代升級以及需求不斷提高等因素的推動下，也將迎來新一輪的增長。
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