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1、射频滤波器：射频前端中价值量最大的细分领域1.1 射频滤波器的产品类别
手机终端的通信模块主要由天线、射频前端模块、射频收发模块、基带信号处理等组 成。射频前端介于天线和射频收发模块之间，是移动智能终端产品的重要组成部分。 射频前端器件主要包括滤波器(Filters)、低噪声放大器(LNA)、功率放大器(PA)、射 频开关(RF Switch)、天线调谐开关(RF Antenna Switch)、双工器(duplexer)等。其 中滤波器的功能是通过电容、电感、电阻等电学元件组合来将特定频率外的信号滤除， 保留特定频段内的信号。
5G 驱动下，射频前端市场到 2023 年超过 2400 亿元。根据 Yole 数据，2017 年全球 射频前端市场规模约为 150 亿美金，预计到 2023 年射频前端产值将达到 350 亿美金 （折合 2434 亿元）。其中，射频滤波器市场规模达 225 亿美金（折合 1565 亿元），PA市场规模达 70 亿美金，射频开关市场达 30 亿美金，射频 Tuner 市场达 10 亿美金， LNA 市场达 6 亿美金，毫米波射频模组市场达 4.2 亿美金。
1.2 射频滤波器是射频领域最大的子行业
滤波器是射频前端各领域产值占比最高的产品，据 Resonant 数据，2020 年滤波器占 射频前端市场份额将达 50%以上。从射频前端使用滤波器的价值量来看，伴随着频段 的增多，滤波器在射频前端价值量占比在扩大。根据 Qorvo 的预测，滤波器在射频器 件中的重要性越来越明显，滤波器的价值占比也从 3G 终端的 33%提升到全网通 LTE 终端的 57%。据中国产业信息网预测，到 5G 时代，滤波器的应用量将进一步增加（特 别是体声波滤波器），单台手机的滤波器价值将达到 10 美元以上。滤波器已经超越 PA 成为整个射频前端模块市场中最重要的组成部分。
另据 Resonant 数据，射频前端 2020 年市场规模约为 220 亿美元（折合 1530 亿元）， 滤波器市场规模约为 150 亿美元（折合 1043 亿元）。到 2025 年，射频前端市场规模 将达到 400 亿美元，滤波器市场规模将达到 280 亿美元。
2. 射频滤波器的主要技术路线2.1 射频滤波器产品分为表声波、体声波两大技术方向
射频滤波器可分为表声波滤波器和体声波滤波器，其中表声波滤波器细分为 Saw 滤 波器、TC-Saw、I.H.P-Saw（Incredible High Performance Saw）等。体声波滤波器 细分为 Baw、FBAR、XBAR 滤波器等。
体声波滤波器适用频率显著高于表声波滤波器，其中，XBAR 产品最高适用频率可达 8GHz。而由 Murata 率先推出的 IHP-Saw 滤波器最高适用频率达 3.5GHz，可与常规 Baw 滤波器高频性能相当。
2.2 三类主流射频滤波器：Saw、Baw-SMR、Fbar
2.2.1 声表面波滤波器（Saw Filter）
Saw 是一种沿着固体表面传播的声波，一个基本的 Saw 滤波器是由压电材料和两个 IDT(interdigital transducer)组成。IDT 核心作用在能量转换，在输出端把接收的 声波转变成电信号，在输入端把接收的电信号转变成声波。这种转变主要依赖中间的 压电材料，压电材料的晶体受到外界压力时会发生形变，晶体内原子间距离发生变化， 打破原来的正负电荷平衡，晶体表面产生电压，相反当晶体两端受到电压时，晶体也 会发生形变。Saw 滤波器常用的压电材料有 LiTaO3，LiNbO3，SiO2。
当 Saw 滤波器工作时，输入端 IDT 接收电压信号使压电材料产生机械压力并以声波 形式沿着表面传播，而垂直方向上的声波幅度快速衰落，输出端 IDT 接收水平方向 的声波，并转换为电信号。叉指换能器（IDT）由输入及输出埠的 IDT 电极组成。当 在输出埠外加电压时，输入端的 IDT 电极会产生逆压电效应，将电压讯号转换为声 能讯号，激发表面声波，并在压电基板上传播。当表面声波传至输出埠的 IDT 电极 时，输出端的 IDT 电极会产生正压电效应，将接收之声波还原为电压信号。
Saw 的频率基本可以参考公式：F = V/λ，其中 V 是 Saw 的速率，大约为 3100m/s， λ是 IDT 电极间距。从公式可以看出 Saw 滤波器的频率与 IDT 电极间距成反比，频 率越高，IDT 电极间距越小。在 IDT 小间距下，电流密度太大会导致电子迁移和发热问题，所以 Saw 滤波器不太适合 2.5GHz 以上的频率。Saw 滤波器对温度变化也敏感， 性能随温度升高而变差，温度升高时，基片材料的刚度变小，声波速度变小。
温度补偿滤波器(TC-Saw Filter)就是为了改善滤波器的温度性能，在 IDT 上增加保 护涂层改善其温度特性，使其在温度升高时，刚度增加，改善温度特性的同时也会使 得滤波器成本上升。
2.2.2 体声波滤波器(Baw-SMR Filter)
与 Saw 滤波器不同，声波在 Baw 滤波器中是垂直传播的。Baw 滤波器采用石英晶体作 为基板，基本结构是两个金属电极夹着压电薄膜，压电薄膜在 2GHz 下的厚度只有 2um， 声波在压电层内震荡形成驻波，发生共振的频率由平板的厚度和电极的质量决定。为 把声波留在压电层内震荡，震荡结构与外界环境必须有足够的隔离才能得到较小的 插入损耗和较高的 Q 值。为防止声波进入基板层，在震荡结构下方增加布拉格反射 层(Bragg reflector)，把声波反射到压电层里面，这就是 Baw-SMR(固体安装谐振器 Baw)。
借助 Baw 技术，可以开发出异常陡峭过滤裙边的窄带滤波器。Baw 滤波器的尺寸也随 着频率的增加而缩小，对温度变化也不敏感，非常适合在高频(频率大于 1.5GHz)下 运用。Baw 滤波器可以处理高达 6GHz 的频率，并可用于 1.9GHz 以上的许多新的 LTE 频段。Baw 滤波器的工艺比 Saw/TC-Saw 复杂，价格也更昂贵。
2.2.3 薄膜腔体谐振滤波器(Fbar)
Fbar 与之前的滤波器不同，采用硅底板，借助 MEMS 技术和薄膜技术制造而来，包含 硅反面刻蚀型(Membrane type)和空气隙型(Airgap type)。（1）硅反面刻蚀型，这 种 Fbar 是基于 MEMS 的体硅（Si）微加工技术，将 Si 片反面刻蚀，在压电震荡堆的 下表面形成空气—金属交界面从而限制声波于压电震荡堆之内。此技术的缺点是由 于大面积移除 Si 衬底，导致机械牢度降低。（2）空气隙型，这种 Fbar 是基于 MEMS 的表面微加工技术，在硅片的上表面形成一个空气隙以限制声波于压电震荡堆之内。 通过先填充牺牲材料最后再移除之的方法制备空气腔以形成空气—金属交界面。 Fbar 滤波器与 Saw 滤波器相比，具备高 Q 值，工作频率可高达 10GHz，温度特性好， 插入损耗小，高功率容量等优点。
Fbar 是目前唯一可以与 RFIC 和 MMIC 集成的射频 滤波器解决方案，且能以更低的价格提供更佳的性能，具有非常强的市场竞争力。
2.3 Baw 与 Saw 的比较
目前滤波器技术包括 Saw 滤波器及 Baw 滤波器两大技术方向。其中 Saw 滤波器包括 普通 Saw、TC-Saw、IHP Saw 滤波器；Baw 滤波器包括普通 Baw 滤波器、Fbar 滤波器、 XBAR 滤波器。
Saw 滤波器是当前消费电子产品大规模使用的滤波器元件，其成本和复杂程度较低， 主要适用于低频段通讯。而 Baw 滤波器价格稍高，主要应用于高频段通讯。
比起 Saw 滤波器，Baw 滤波器因其较高的工作频率和功率容量优势而得到广泛认可。 其中，Saw 滤波器较多应用在 4G 领域。而在 5G 时代，单晶及多晶 Baw 滤波器受到广 泛应用。Baw 滤波器的低功耗，高隔离度和 CMOS 兼容性使其成为射频通信领域的要器件。
总体而言，Baw 滤波器的成本高于 Saw 滤波器，而温度敏感性、插入损耗特性以及频 段和宽带表现方面，Baw 滤波器性能则显著优于 Saw 滤波器。为解决温度漂移问题， TC-Saw 可实现以较低的成本达到较高的温度稳定性，也被广泛应用于 4G 设备中。在 5G 时代，收到频率因素影响，Baw 滤波器将更多地被应用于终端设备中。
目前，Saw滤波器主要应用场景为低频率频段，Baw滤波器则主要应用于高频率频段。 美国、欧洲目前对于高频率频段的应用更为频繁。
比起 Saw 滤波器，Baw 滤波器因其较高的工作频率和功率容量优势而得到广泛认可。各种滤波器技术可使用在军事、汽车等领域，其中，Saw 滤波器较多应用在 4G 领域。 而在 5G 时代，单晶及多晶 Baw 滤波器受到广泛应用。Baw 滤波器的低功耗，高隔离 度和 CMOS 兼容性使其成为 RF 通信领域的主要器件。
3. 产业趋势一：高频化带来的技术变革3.1 Saw 滤波器经历了普通 Saw、TC-Saw、TF-Saw 三个技术世代
不同种类的 Saw 滤波器晶模面积有所不同。TF-Saw 滤波器晶模面积较低，TC-Saw 滤 波器晶模面积中等，而 Saw 滤波器的晶模面积较高。而 TF-Saw 滤波器晶模成本较高，TC-Saw 和 Saw 滤波器晶模成本更低。
3.2 宽频带滤波应用以 LTCC 方案为主
LTCC(低温共烧陶瓷)滤波器可以满足更高频率和更宽带宽的 5GNR 应用需求。LTCC 滤 波器的显著优点是尺寸小、性能优良、可靠性高、成本低，缺点是 Q 值低，非常适合 更宽带宽和更高频率的应用。5G 的发展伴随着更多更高的频段，同时也有更大带宽 的需求，Saw 和 Baw 滤波器已不能很好的满足 5G 对高频高带宽的需求，恰好 LTCC 滤 波器具备相当宽松的裙边特性，可满足 5G sub-6GHz 中的频段 n77、n78 对宽带宽要 求。且与 Saw 滤波器相比，LTCC 具备更高的功率处理能力，正好满足 5G sub-6 标准 中 HPUE 的要求。随着 5G 更大带宽的需求，在一定条件下需要使用适合大带宽的 LTCC 滤波器，5G 发展的同时为 LTCC 滤波器带来发展机遇。
3.3 5G 时代，Baw 滤波器渗透率不断攀升
Saw 滤波器适用于低频段，Baw 滤波器适用于高频段，2G/3G/4G 时代，Saw 滤波器凭 借较低成本优势主导射频滤波器市场，占据射频滤波器市场大部分的市场份额。近些 年来，通信技术的不断发展带动频带从低频向高频发展，在高频具有性能优势的 Baw 滤波器逐渐兴起，市场份额不断攀升。根据 Yole 预测数据显示，2015 年，Baw(包括 SMR 和 Fbar)滤波器的市场渗透率为 30%，2019 年 Baw 滤波器市场渗透率将达到 44%。 5G 时代来临，5G 手机出货量和市场渗透率的提升将带动 Baw 滤波器市场渗透率的继 续上升，Yole 预测到 2022 年，Baw 滤波器将占据射频滤波器市场 61%的市场份额， 成为滤波器市场的主流。
据 Akoustis 公司预测，2019 年到 2020 年 Fbar 收入将由 24.60 亿美元增长至 28.12 亿美元，而 Baw 滤波器收入将从 8.20 亿美元增长至 9.96 亿美元。
3.4 市场占比：Baw 升高，Saw 下降
5G 典型候选频段主要包括 6GHz、15GHz、18GHz、28GHz、38GHz、45GHz、60GHz 和 72GHz 等，频段越高，信道传播路损越大。高频通信，意味着 Baw 滤波器需求量将快 速提升。
在高频通信领域，Baw 被更加多的厂商所接受。Baw 滤波器内部的由两个金属电极夹 着压电薄膜形成，声波在压电薄膜中垂直传播，形成大于 2.5Ghz 的驻波。Baw 滤波 器可实现高频段、低插入损耗和高 Q 值，是高性能射频系统的首选。目前某些手机中 同时拥有 2G、3G、4G、WIFI、蓝牙等通信制式，则可为了降低整体成本部分选择 Saw 滤波器，但在高频通信，尤其是未来 5G 要求的 3Ghz 以上的频谱时，则必须采用 Baw 滤波器。
目前市场上 Saw 和 TC-Saw 的使用率还较高，其中，TC-Saw Bonded 在 2016 年开始广 泛应用，而 TC-Saw Multi-Layer 则在 2017 年开始投入应用。据智研咨询预测，2020 年中国 Saw 滤波器产量仅为 8 亿元，而需求达到 162 亿元。产量不及需求量的 10%。
3.5 WIFI 与 LTE 共存的频段以 Baw 滤波器方案为主
世界各地区对高频段滤波器的需求也不断上升，据 TriQuint 统计，北美、欧洲和日 本市场对于 TC-Saw 和 Baw 滤波器的需求量均较大，需求频段多样。中国也在逐步提 升其 Baw 滤波器频段的需求。其中，全球各市场均对 WIFI 与 LTE 共存滤波器有一定 需求。例如 Band 7、Band 38、Band 40、Band 41 等频段中，WIFI 网络与 LTE 网络 的频段相近，为了隔离两者之间的干扰，往往需要使用高性能 Baw 滤波器。
以 Qorvo 为例，Baw 滤波器的资本效益不断提升。随着技术革新，滤波器尺寸不断减 小，预计资金投入与产出比将在 2020 年降至 50%左右。
Qorvo 预测，Baw 技术发展路径将以尺寸及频率为重点。目前，Baw 已从 2017 年的 6 至 8 寸晶圆缩小至 Micro-Baw 级别，实现微小化和高频化的技术更新，未来还将推 出栈式谐振器等技术。
3.6 高端滤波器逐渐使用 WLP 封装替代 CSP 封装形式
技术变化作为一个先行指标，能跟上技术变化的厂商有可能在下一轮新需求启动的 时候率先抢占市场份额。
滤波器厂商目前已纷纷根据 EPCOS 的封装技术改进推出 CSP 封装技术，其体积小、 重量轻，输出输入端口数增多，电性能也更好。但随着 Saw 器件向高频、小型化方 向发展，尺寸更小的晶圆级封装技术（WLP）开始出现。采用 WLP 封装技术的 Saw 滤 波器尺寸最小为 0.8×0.6×0.3 立方毫米，双工器尺寸最小为 1.8×1.2×0.3 立方 毫米。单频器件 WLP 级封装面积为 CSP 级封装面积的 50%，双工器尺寸相同。WLP 封 装工艺比 CSP 更为先进，采用 3D 光刻工艺，国外仅有日本 TDK-EPCOS 在 2011 年开 始量产。
晶圆级封装直接在晶圆上进行大多数或是全部的封装测试程序，之后再进行切割 (singulation)制成单颗组件，封装尺寸几乎与芯片相同，具备可靠性高、电磁兼容 性好等优点。WLP 封装兼具较小封装尺寸与较佳电性表现的优势，目前多用于低脚数 消费性 IC 的封装应用。
4. 产业趋势二：5G 时代，射频滤波器价值量大幅扩张4.1 5G 各类新增应用放量时间节奏
5G 时代，射频前端技术的低频应用场景包括农业、实时翻译等，高频应用场景包括 无人驾驶、云计算等，不同数据传输速度下，应用场景也有较大区别。在这样丰富的 应用场景下，射频前端价值将大大增加。
4.2 香农定律指引无线通信技术演进方向
5G 技术实现信息传送速率的进一步加快。提到信息传送速率，自然离不开香农定理： C = (M/N)*BW*log2(1+SINR)。其中，C 为最大信息传送速率，BW 为带宽，SINR 为信 噪比，M 为传输和接收的天线数量，1/N 为基站网络的密度。5G 的核心技术就是通过 增加基站密度、采用 MIMO 和载波聚合技术、提高带宽、高阶调制以提高频率效率来 提高 M/N、BW、SINR，进而提高最大信息传送速率。
受益于 5G 手机换机潮，射频滤波器需求量即将迎来新一轮增长。近年来，全球智能 手机总出货量趋于平稳，但出货结构有所变化。2010 年 4G 商用开始，2011 至 2014 年，4G 手机出货量 CAGR 达 200%。2020 年 5G 商用开始，预计 5G 手机出货量迎来高 速增长。Air Standard 预测，到 2025 年 5G Sub-6GHz 手机出货量将达 5.42 亿部， 年复合增长率达 69%，mmWave 5G 手机出货量将达 7900 万部，年复合增长率达 64%， 5G 手机的市场渗透率不断攀升，到 2025 年，5G 手机市场渗透率达 28.99%。5G 智能 手机的单机所需射频滤波器的数量高于非 5G 手机，5G 手机市场渗透率的不断攀升将 加速射频滤波器市场需求的增长。
4.3 5G 频段大幅增加
5G 通信技术发展带来频段增加。5G 网络的部署采用的频段有两种：FR1 和 FR2。FR1 是低频段 Sub-6GHz，频率范围是 450MHz-6GHz，特征是传输距离远、覆盖面积大；FR2 是高频段，也就是毫米波，频率范围是 24.25GHz-52.60GHz，特点是传输速度快，容 量大，但覆盖面积有限。5GNR 除了覆盖部分 LTE 频段外，同时还新增了 N77、N78、 N79、N257、N258、N260、N261 频段。
Qorvo 预测，在 2020 年，随着 5G 发展，射频 PCB 尺寸将大幅减小 35%，RF 通路数量 上升至 300 以上，带通滤波器需求数量也较 4G、LTE 时代大大增长。与此同时，传输 信号最大带宽将达 100MHz。
据 Yole 预测，在 2022 年，应用于 5G 产品的射频前端器件价值将达 51.4 亿美元， 而应用于 2G、3G、4G 以及 LTE 的射频前端器件价值保持原有水平，射频前端整体价 值稳步上涨。
4.4 单部手机射频价值量变化
随着 5G 的到来，更多频段和技术带来了相应射频前端单机价值量增长迅速，作为射 频前端最大业务板块，未来滤波器价值量迅速扩张。据 Yole 预测，2020 年单台高端 4G 手机的射频前端芯片价值量高达 16.35 美金，而 Sub-6Ghz 5G 手机和 mmWave 5G 手机价值则为 32 美元和 38.5 美金。
5G 智能手机单机射频前端价值量相比非 5G 手机高得多。5G 时代的到来，智能手机 需要接收更多频段的射频信号，为保证手机的性能，单机射频前端价值量也不断上升。据 Yole 预测，5G 低频段智能手机射频芯片价值量达 32 美元，毫米波手机单机射频 芯片价值达 38.5 美元，而高端 4G 智能手机单机射频芯片价值量才 16.35 美元，5G 模式下射频前端芯片的价值量相对于 5G 模式下的射频前端芯片增长了大约一倍。而 Skyworks 则预测，5G 手机射频前端价值量为 25 美元，远高于 18 美元的 4G 手机射 频前端价值量。其中，5G 手机滤波器数量将从 4G 手机中的 40 颗上升至 70 颗。
3G、4G 手机射频价值量构成中，滤波器也占到了较大比重。在全国漫游 LTE 设备中， 总滤波器价值量达 7.15 美元，高于 PA、开关价值量，也比典型 3G 手机中射频滤波 器总价值量高出数倍。
4.5 手机的主要频段及滤波器 ASP
随着从 4G 到 5G 的发展和技术的进步，射频元件在手机中占用的比重越来越高，Saw 滤波器的在手机产品上的应用的市场前景一片光明。目前国内手机产品主要采用 Saw 滤波器，1814 双工器，1411-1109 的单滤波器，1814-1511 的二合一滤波器都是市场上主流的封装。其中双工器主要朝 1612 封装尺寸发展，主流的单滤波器的尺寸是 1411-1109。以 MTK 手机为例，单个手机中射频前端芯片 MT6177 中的滤波器用量大 约为 30 至 40 只。未来 5G 要实现全球通需支持 90 多个频段，意味着需要用到的滤 波器多达上百个。
单个芯片用料及其价值如下表所示，预估以 MTK 手机射频前端芯片 MT6177 的价值约 在 5.7 美元至 12.8 美元不等。未来，5G 进步要求滤波器更小型化，以便单台手机中 搭载更多滤波器，滤波器单机价值也将显著提升。
5. 产业趋势三：射频模组化射频前端正朝着集成化、模组化方向发展。受 5G 核心技术特征影响，手机内部射频 器件数量不断提升，频段的增加和载波聚合的应用，分离式射频器件已经无法满足要 求，为满足智能移动终端的消费需求，射频器件模组化发展已成趋势。射频模组化可 以带来一下优势：（1）解决多频段带来的射频复杂性挑战；（2）缩小射频元件的体积； （3）提供全球载波聚合模块化平台等。
SIP（系统级封装）广泛应用于手机射频前端集成模组化发展。SIP 是将多种功能的 芯片集中封装到一个系统内，得出具备一定功能得单个封装标准件。SIP 技术可以将 10~15 个射频器件（开关、滤波器、PA、LNA 等）封装在一起。
射频模组化方向发展已成趋势，未来射频模组市场规模稳步上升。根据 Yole 统计与 预测，2018 年射频模组市场规模达 105 亿美元，约占射频前端市场总量的 70%，到 2025 年，射频模组市场的规模将达 177 亿美元，年复合增长率为 8%。2018 年分立器件市场规模为 45 亿美元，占射频前端市场容量的 30%，预计到 2025 年分立器件市场 规模将达 81 亿美元。
5.1 射频模组的主要集成方案
5G 推动射频前端模组得集成度越来越高，未来 AIP（封装天线）有望成为主流形式。4G 通讯模组分为天线、射频前端、收发器和数据机等四个主要的 SIP 模组。5G Sub6GHz 预计继续延用 4G 时代结构模组，射频模组也将走向高度整合，射频前端模块将 由分立器件，转向更高度整合模组型的 FEMID 和 PAMID 形式。5G 毫米波的短波长的 特性，使得天线面积形状得以大幅缩小，加上要处理高频讯号损失、讯号干扰屏蔽不 连续性、应力、散热、电磁干扰、小型化、模组化等问题，如何缩短天线信号接收至 晶片信号处理间路径成为关键，因此，将射频处理晶片、天线、与各射频元件以先进 封装方式整合到同一载板上成为解决方案。AIP 封装形式将成为 5G 射频模组的重要 发展趋势。
下图展示了中国射频模组化的两种类别。左图为 PAMiD 模组示意图，即双工器中的 功率放大器模组，主要供应商包括 Broadcom、Skyworks 以及 Qorvo。右图为射频前 端模组 FEMiD，主要供应商包括 Murata、RF360 以及 Wisol。PAMiD 属于高集成度产 品，主要集成了多模多频的 PA、RF 开关以及滤波器等，FEMiD 属于中度集成产品， 主要集成了开关和滤波器等。
5.2 射频模组化有利于减小射频模块面积
当前支持多模式多波段(MMMB)的 LTE 智能手机有包含收发器和天线的非常复杂的前 端。对于智能手机公司来说，在小型的智能手机里分散地生产和安装许多滤波器、双 工器、开关、PAs、匹配电路等都相当困难。一些供应商都开始生产了前端模块(FEMs)。 目前，＜1 毫米厚的多芯片模组（MCM） FEMs 包括：前端模组(开关+双工/滤波器)、 内置 PA 模组(开关+PAs+双工/滤波器)、分集模组(开关+LNAs+滤波器)、WIFI/BT/FM 模组(部分内置晶体)、GPS 模组(部分内置 LNA、滤波器、TCXO)。
为了支持这些模组的变化，Saw/Baw 滤波器/双工器封装也向到芯片级封装(CSP)、晶 片级芯片级封装(WLCSP)和晶片级封装(WLP)发展了。
5.3 从 Qorvo 看射频模组化趋势
Qorvo 公司今年积极推进射频产品模组化。下图为 Qorvo 的 PAMiD 模块中配备的 Baw 滤波器。IPhone X 中也采用了 Qorvo 的 PAMiD，主要集成了多模多频的 PA、RF 开关 以及滤波器等。
Qorvo 公司的 Phase 2/5/6/7 趋势处于持续整合之中，不仅覆盖高、中、低频率，更 增加了 Div&MIMO 吞吐率以及 5G sub-6GHz 频段的射频前端部件。
同时，Qorvo 在 5G 射频前端中的自屏蔽模组也不断加大了高中低频率覆盖，增加了 Div&MIMO 吞吐率和 5G sub-6GHz 频段。外置机械屏蔽罩可能导致灵敏度下降，Qorvo 在搭载于 Vivo NEX 手机中的射频前端中加大了屏蔽罩的开口以提高灵敏度/可靠性。 仿真结果表明，屏蔽罩中产生的表面电流可以将射频耦合入 L-PAMiD 的敏感 LNA 部 分。
滤波器在射频前端应用时还能够整合为双工器、三工器、四工器，甚至是六工器，这 类设备统称为多路复用器。多路复用器能够在满足性能要求的同时节省空间、简化设 计，同时还能避免频段间的相互干扰。
射频前端中双工器的主要作用是将发射和接收信号隔离，保证接收和发射都能同时 正常工作。一般双工器由六个阻带滤波器（陷波器）组成，各谐振于发射和接收频率。 六个滤波器分为两组不同频率的阻带滤波器，避免本机发射信号传输到接收机。接收 端滤波器谐振于发射频率，并防止发射功率串入接收机，发射端滤波器谐振于接收频 率。类似的，三工器由三台滤波器组成，共用一个节点，其通带加载和隔离目标与双 工器相同。
5.4 主要手机厂商的射频模组化比例
国外手机厂商射频模组化进程领先于国内手机厂商。以主要终端设备制造商划分， 目前苹果公司在器件集成领域独占鳌头，其产品主要为高端及豪华产品。三星在器件 集成方面位居世界第二，其产品分布涵盖入门级、中端、高端及奢华产品。LG、小米 和索尼在器件集成方面进步速度飞快，主要集中于中低端产品，而华为目前在器件集 成上只能达到 50%的集成级别，VIVO 及其他国产机型集成度更低。
5.5 射频模组市场格局
目前，国外手机厂商在射频模组化市场中占据较大先发优势，各大厂商已为 5G 订立 模组化方案及布局产品线。Broadcom 已提前为 5G 做好充分准备，融合中高频段，并 借助 Fbar 滤波器技术构建高频和超高频主要关键模块。Skyworks 新发布的 Sky5TM 平台定位 5G 超高频段市场，并已构建模组。Qorvo 在并购中吸收了 TriQuint 的滤波 器优势，率先推出超高频段覆盖的前端模块的播放器，同时集成了内部测试能力和包 装能力，可以缩短反应时间并持续改进。Murata 则涵盖低频段，发展多样性模块市 场。高通带来了调制解调器到天线的端到端解决方案。上述厂商不仅供应元器件还具 有模组整合能力，将在集中度很高的市场中进一步确立优势。
国际从业者一直致力于射频前端的集成化和模块化，如高通 RF360 方案；Murata 将 滤波器、RF 开关、匹配电路等一体化的模块；Qorvo RF Fusion 解决方案等。据 Resonant 预测，2018~2019 年，全球各大厂商中，Murata 在模组业务上增长最强劲， 增长率高达 54.10%。而 Qorvo 模组业务则下降 21.40%。2019 年，Skyworks 和 Murata 牢牢占据射频模组龙头，市场占比分别为 27%和 25%，Broadcom 占比达到 22%。目前 国产 Saw 滤波器芯片还难以纳入集成模块，跟不上射频前端集成模组化的发展趋势。
5.6 射频模组化趋势下，有望掀起新一轮并购整合潮
射频模组化发展促使射频厂商提高产业链集中度，行业内横向并购成为趋势。过去 十年，半导体产业的整体发展趋势是并购以谋求产业链整合、优化，以及利用规模优 势获取更多的市场话语权、更低的制造成本。经历了数次收购和兼并之后，市场上已 存在四家具备完整前端模块生产能力的厂家，那就是博通、高通、Skyworks 和 Qorvo。
为占领市场份额和取得先进技术，Qorvo、Broadcom 等企业经历了频繁的兼并。Qorvo 前身为注重Baw-SMR滤波器研发的TriQuint和专长Saw滤波器研发的RFMD，Skyworks 则收购了松下滤波器部门，Broadcom 于 2015 年被 Avago 收购，成立新 Broadcom 公 司
6. 射频滤波器产业的行业格局与壁垒6.1 滤波器产值持续增长
从 2G 手机到 5G 手机，射频滤波器用量由个位数增至 100 颗以上，产量与价值齐升。Resonant 预测，随着射频前端市场由 4G 时代的 160 亿美元增至 2025 年的 400 亿美 元，射频滤波器市场总价值也将于 2025 年达到 280 亿美元。滤波器市场是射频前端 市场中发展最快的市场，其年复合增长率达到 21%。
据 Yole 预测，到 2021 年，滤波器 6 寸晶圆出货量将达到约 518 万片，而到 2022 年， 滤波器 6 寸晶圆出货量将小幅上升至约 532 万片。
5G 智能手机兴起带动智能手机单机所需射频滤波器数量上升。为实现 5G 在 EMBB(增 强移动宽带)、URLLC(低时延高可靠)、MMTC(海量大连接)三大场景的应用，射频前端 器件的需求量也要相应提高，频段增加和载波聚合技术的应用使得传统的多模多频 模组已经无法满足要求，射频模组 PAMID 逐渐成为主流，天线数量的增加同时带来对 滤波器的需求增加。根据 Skyworks 分析估计，单部手机滤波器数量将从 4G 时代的 40 个上升到 5G 时代的 70 个。
6.2 全球主要手机品牌的射频供应链
全球主流手机终端中，射频部件供应商比较统一。目前，Qorvo、Skyworks 和 Murata 等厂商占据了手机 PA 模组、接收模组及各分立部件中的巨大市场份额。华为、三星、 苹果及小米都在其射频前端中采用上述企业供应的产品。在其他类型手机终端中， MicroWave、RDA 等国外厂商以及汉天下、国民技术等中国厂商也占据小部分市场份 额。但国内厂商尚不具备模组化产品供应能力，主要提供分立部件，分立部件从业厂 商众多，市场竞争激烈。
国际知名厂商优势显著。苹果、华为、三星、OPPO 以及小米旗舰产品中主要器件的 供应商为 Qorvo 和 Skyworks，分别占比 32%和 21%。
在 Yole 总结的 17 款低端至高端智能手机中，高通、Qorvo、Skyworks 以及 Murata 等厂商占比较高。在低端机型中，高通较有竞争力，其产品在手机终端中所占面积比 例较高。在高端机型，尤其是苹果机型中 Skyworks 和 Maxscend 提供的射频器件占 比较高。
从供应商成本角度来看，Qorvo、高通、Skyworks、Maxscend 等知名厂商占了射频器 件成本的较高比例。其中，高通仍为低端机型中配置较多的射频器件供应商，而 Qorvo 的产品分布在所有机型中。高端机型中，Skyworks、Maxscend 以及 Samsung 的器件 更受青睐。
6.3 滤波器的供应格局
根据 Resonant 数据，在 2020 年，射频前端芯片市场规模估计为 150 亿美元。射频 前端市场的领导者之一是 Murata 公司，占据四分之一的市场份额，主要依靠其滤波 器占领龙头地位。在滤波器市场中，2020 年 60%以上的滤波器都是基于 Saw 技术， 包括 Saw 滤波器、TC-Saw 滤波器和 TF-Saw 滤波器。对于普通的 Saw 滤波器而言，有 数家亚洲公司参与该市场，比如 WISOL 和 Kyocera。对于 TC-Saw 来说，市场主要由 四家公司占领。其中两个是 Skyworks 和 Qorvo。另外两家公司已经将 TF-Saw 技术引 入他们的投产品组合，分别是Murata公司在2019年引入和高通公司在2020年引入。
压电滤波器技术由部分龙头垄断，Saw 及 TC-Saw 滤波器领域，高通、Qorvo、Murata、 Skyworks 等企业竞争激烈。而在 Baw 滤波器领域，各企业尚未形成完全的产品分布。 Murata 在 Baw-Xbar 技术上布局较多。
但是滤波器市场格局相对集中。根据 Yole 数据， 2018 年全球 Saw 滤波器市场份 额 前 五 位 的 厂 商 分 别 为 Murata(47%) 、 TDK(21%) 、 Taiyo Yuden(14%) 、 Skyworks(9%)、Qorvo(4%)，合计占比达 95%。Baw/Fbar 市场基本被 Broadcom、Qorvo 垄断。其中 Broadcom 的 Baw 滤波器主要为 Fbar，而 Qorvo 的 Baw 滤波器主要 为 SMR。2016 年，Broadcom 的 Fbar 产品出货 突破 5 亿颗。Murata、TDK 和太阳 诱电等日本厂商主要为 Saw 滤波器供应商。而 Avago、Qorvo 等美国厂商则集中在 Baw 滤波器，据 Murata 统计数据称，Murata 占据了 2015 年全球 Saw 滤波器市场规模的 47%。而 Baw 滤波器市场中前二大厂商占据几乎全球超过 95%以上的份额。出现这样 的格局主要由于滤波器市场具有较高的进入门槛，阻挡了小厂商的发展壮大。
在滤波器市场中，射频前端龙头企业 Murata 占较大市场份额，市场占比达 38%；RF360 占全球滤波器市场的 25%，WISOL 占市场份额的 11%，Qorvo、博通、Skyworks 以及太 阳诱电等企业则占市场份额的 6%或 7%。从双工器市场来看，Murata 仍占最大市场份 额，市场占比达 35%。博通市场占比达 20%，而 RF360 的市场份额达 12%。
回顾滤波器行业，过去十年竞争格局十分稳固。全球主要滤波器厂商集聚日本与美 国，Saw 滤波器供应商主要为 Murata、TDK、太阳诱电、Skyworks 等几家厂商。而体 声波滤波器则为 Broadcom（Avago 收购 Broadcom，改名为新 Broadcom）以及 Qorvo 主导，两家厂商占据全球超过 95%以上份额，其中 Broadcom 的体声波滤波器主要为 Fbar，而 Qorvo 的体声波滤波器主要为 Baw。
Saw 滤波器市场份额主要由日本厂商占领，其中 Murata 连续近 10 年占领近半数市 场份额。与 Avago 合并的 Broadcom 牢牢把握体声波滤波器市场，在 2019 年占到市 场总额的 87%。2006 至 2014 年，Avago 稳稳占据体声波滤波器收入市场份额的 50% 以上，太阳诱电等日本企业也通过自主创新等方式提升体声波滤波器的技术能力。
据 Murata 数据，2011 年至 2019 年，Murata、Broadcom、Qorvo（TriQuint 和 RFMD） 等企业稳固占据领先地位。上述企业牢牢把握技术领先优势，站在行业技术前端，在 小型化、高频化和模组化方面都领先于其他企业，如 Murata 率先在 2019 年推出了 世界上最小的 Saw 双工器。
6.4 Murata 占据 FeMid 市场龙头地位
从 FEMiD 市场来看，Murata 仍然独占鳌头，市场占比达 77%。RF360 和 WISOL 在 FEMiD 产品上则分别占 9%和 10%。
6.5 IDM 为射频滤波器主要运营模式
半导体行业有三种主要的商业模式，即 IDM 模式、Fabless 模式、Fablite 模式。IDM 企业包括设计和制造两个环节；Fabless 企业只专注于集成电路设计；Fablite 则指 企业的一部分业务采用 IDM 模式，另一部分不具备规模经济效应的产品线采用 Fabless 模式。
IDM 模式集芯片设计、芯片制造、封装测试等多个环节于一身，能够充分协同设计和 制造等多个环节，且对于企业的实验和推进技术很有帮助。但由于这种模式需要的管 理成本和运营费用较高，极少有企业能够维持这种模式。
IDM 成为当前射频滤波器行业主导模式。射频厂商生产模式可以分为 IDM、Fabless、 Foundry、OSAT 四种。射频前端非常注重制造工艺和材料，所以，射频厂商需要通过 优化产线上的工艺来保障产品的性能稳定和控制成本，目前 Skyworks、Broadcom、 Qorvo、Qualcomm 这四大巨头均为 IDM 厂商。
6.6 滤波器市场被海外垄断的背后在于专利的集中
射频滤波器市场格局高度集中的背后原因在于专利的壁垒。如今 Murata（村田）和 Taiyo Yuden（太阳诱电）等日本厂商在 Saw 专利申请数量方面处于领先地位，而 Qorvo、Qualcomm（高通）和 Broadcom（博通）等美国厂商则在体声波滤波器专利领 域处于领先地位。某领域专利的数量标志在该领域技术掌握程度，村田和太阳诱电在 Saw 滤波器专利申请数量的领先奠定了其在 Saw 市场的垄断地位，同样 Qorvo 和 Broadcom 在体声波滤波器专利数量上遥遥领先。
截至 2017 年 7 月，全球 630 多位专利申请人共申请了 6550 多项射频声波滤波器发 明专利。KnowMade 预测 2017 年单年专利数将达 240 项。在全球射频专利中，Saw 滤 波器相关专利数量最多。而体声波滤波器中，Fbar 滤波器的专利数明显高于 Baw-SMR 滤波器专利数。相关专利的申请始于上世纪 70 年代的日本，当时兴起的声表面波滤 波器主要用于中频电视。2000 年左右，随着智能手机的兴起，体声波滤波器开始应 用于 3G 手机通信，跟体声波相关的专利申请数量迅速上升。
科技行业不同于传统行业，技术起着关键作用。在传统制造业，供需是最核心的因素， 供需的变化及优势往往决定了行业的前景。而科技行业，创新是永恒的旋律，跟得上创新节奏的公司能够获得跨越式发展。
射频滤波器创新曲线在 2010 年后趋于平缓。Web of Science 网站中，以“射频前 端”为关键词检索的相关论文，被引用量排行前十的主要为 2005 年以前的文章。2005 年以后射频前端领域高引用论文数量较少。一定程度上体现了近十年来射频前端领 域创新的变缓。
6.7 射频巨头通过并购扩展技术能力
滤波器生产线投资金额一般较大。以国内厂商卓胜微为例，其高端射频滤波器芯片及 模组研发和产业化项目的总投资金额为 22.74 亿元。
而国外各厂商在滤波器领域积累深厚，生产线更完善，产能也更高。以 Qorvo 为例， Qorvo 及其前身——TriQuint 和 RFMD 公司均以并购方式提升滤波器产能。TriQuint 在 2001 年 Sawtek 合并，而 2004 年收购了擅长于 Baw 技术的 TFR Technologies 公 司，通过连续并购 Qorvo 强化其射频滤波器技术能力。高通斥资 30 亿美元与 TDK 合 资挺进滤波器市场。而 Broadcom 也从收购了英飞凌的体声波业务，扩大体声波滤波 器市场份额。
行业领先厂商不仅在 Saw、Baw 及 Fbar 滤波器领域具有较强的技术积累的核心的工 艺和专利，也对射频前端各个环节积极布局。例如 Qorvo、Broadcom 和 Murata 均布 局了射频模组产品。Qorvo 由于拥有自己的工厂，在生产和封装方面具有丰富经验， 开发出了创新的封装技术，集性能稳定、外观小巧、性价比高、极低功耗等优势于一 身。
全球各厂商先后多次在滤波器领域提高产能，扩产的驱动原因主要是移动通信的技 术迭代和消费电子的兴起。如日本企业 Murata、太阳诱电等纷纷在 2014 年前后扩充 滤波器产能，以适应快速兴起的 4G、LTE 以及增长的 4G 手机零部件需求。而从 2017 年起至今，5G 和 IoT 进展飞快，Qorvo、高通等国际知名厂商均通过收购、建厂等方 式扩充滤波器产能，试图在 5G 时代中抢占先机。
6.8 国际射频巨头盈利能力如何
射频前端行业现有格局呈现出 Broadcom、Skyworks、Qorvo、Murata、RF360 五强垄 断的特征。
在智能手机射频前端滤波器领域，尤其是体声波滤波器领域， Broadcom 是市场领导 者。据 Yole 分析，滤波器成为助推 MEMS 市场的最强劲引擎，如果不包括射频器件， MEMS 市场在 2011-2023 年间增长率仅为 9%；若再加上 RF MEMS，则整个 MEMS 市场的 年复合成长率达到 17.5%。2017 年，由于在体声波滤波器领域的优异表现，Broadcom 成为全球 MEMS 领域最大的供应商。2015 年，Avago 与 Broadcom 合并，奠定了行业 领先的滤波器技术基础，在收购英飞凌体声波业务后体声波滤波器市场份额扩大至 65%以上。据金智创新数据显示，2016 年，Broadcom 的 Fbar 滤波器出货量突破 5 亿 颗。2019 年中旬，苹果与 Broadcom 签订两年的射频前端订单，以应对 5G 手机需求。 受到疫情影响，博通 2020 年第一季度业绩略逊于预期。
Murata 是全球 Saw 滤波器龙头，在 2012 年~2016 年间，受益于苹果供应链、智能手 机通信模块增长、压电器件需求景气等影响，Murata 营收增长明显。从 2003~2018 年，Murata 营业收入年复合增长率达到 8.66%。Murata 在 2019 财年业绩相对下滑， 公司营业利润率同比下降 5.1%，主要是由于客户与代理商存在库存调整，产品用途 广泛性降低，整体出现萎缩。在通讯设备领域，5G 智能手机和基站推动 MLCC 和射频 滤波器及模块需求增长，Murata 仍保持增长态势，2019 年营收同比上升 4.1%。2020 年初，由于疫情缘故，Murata 于菲律宾、马来西亚的代工厂以及日本的福井雄、出 云和福山代工厂均经历停产，目前虽已大部分恢复生产，但仍将对 2020 财年营收造 成影响。
Baw 和 SOI 等核心技术搭配公司差异化的解决方案，扩大了 Qorvo 的收入，其基于 Baw 推出的天线接收器和分集接收模块等产品都带来了广阔的增长机会。Qorvo 在 2020 第一季度的销售额也超越了竞争对手 Skyworks，销售额的增长主要依靠 5G 增 量在基站和手机对于射频器件需求不断增长。Qorvo 在 2019 年收购了 4 家公司以扩充其产品线。
Skyworks 作为行业内的龙头企业，销售额同比 2019Q1 下降了 5.4%，主要原因是新 冠疫情导致中国市场需求下降。在各细项指标上，Skyworks 依然延续了稳健高效的 运营风格，毛利率依然保持在高位 49.0%，净利率达到了 23.6%。Skyworks 的销售额 增长大多依靠公司产品线的高效运营和内生增长而非并购。
2020 年第一季度 Skyworks 与 Qorvo 净利率均出现一定程度下滑，推测由于疫情导致 复工进度减缓。毛利率上，两公司差别较小，而净利率上，Skyworks 的净利率远高 于 Qorvo。
Broadcom 是射频方面的领导企业，在收购英飞凌体声波业务后扩大了 Baw 滤波器市 场份额。
7. 射频滤波器为寡头垄断市场，关注国产替代机会7.1 射频滤波器国产化率仅为低个位数，替代空间广阔
我国国内滤波器市场严重供小于求，国产量与需求量相差甚远。我国是全球最大的 Saw 滤波器市场，据智研咨询数据统计，2018 年 Saw 滤波器市场规模达到了 154.8 亿 元，同比增长 4.97%，消费量为 151.2 亿只，而产量只有 5.04 亿只，国产 Saw 的产 量长期以来都不及需求量的 10%。
国产替代趋势下，国内射频滤波器厂商迎来发展机遇。及时抓住需求变化契机、率先 匹配需求的厂商往往能够获得早期参与优势，在市场上脱颖而出，快速崛起。国内一 批厂商也在迅速崛起，占领国内滤波器市场。由于中美贸易摩擦的影响，国内射频芯 片去美效应凸显。与国际领先企业相比，国内厂商在自主研发能力、技术水平、完整 的产业链等核心竞争力方面明显落后，目前本土厂商提供的产品主要集中于分立器 件，并逐步向中高端模组渗透。
在射频前端模块中，射频滤波器起着至关重要的作用，国际射频巨头早期通过收购 夯实滤波器技术基础。国际巨头 Qorvo 由 RFMD 和 TriQuint 合并而来，其中合并的 重要原因就是 TriQuint 具备滤波器技术，且合并后 Qorvo 仍在着力发展滤波器技术。 射频芯片龙头高通与日本滤波器大厂 TDK 也于 2016 年年初成立合资公司 RF360，以 布局射频滤波器市场。目前 Murata 也积极投入 Baw 和 Fbar 滤波器的研发中。国际 龙头将主力精力集中在高频段 Baw 滤波器市场，而中低频 Saw 技术进展比较缓慢， 也就成为了国产替代的重点领域。
在国内的射频前端领域中，深耕滤波器产业多年的企业包括好达电子、中电 26 所、 德清华莹、中电 55 所等。 目前卓胜微、信维通信和麦捷科技在 saw 滤波器领域的进 展相对较快，其中麦捷科技与中电 26 所展开合作，信维通信与德清华莹展开合作。 在体声波滤波器领域，天津诺思、汉天下、开元通信等国内厂商进展较快。诺思的高 功率容量体声波滤波器应用于基站领域，汉天下则已推出全频段 N41 滤波器在内的 多款滤波器产品。
麦捷科技在滤波器方面的技术有着坚实的积累，也率先抢占了市场，在上市前就对 Saw 器件等产品相关技术进行了研究。在麦捷科技 IPO 募投实施研发中心建设项目 中，建立了 Saw 器件的设计与工艺制作研发部。目前麦捷科技已掌握了终端射频 Saw 滤波器产品技术和生产工艺，部分产品已实现导入客户并开始量产交付，而 Fbar 和 Baw 类滤波器也在研发试制阶段。目前公司基于 LTCC 基板的终端射频声表滤波器 （Saw）封装工艺开发与生产项目正逐步放量出货，2019 年实现营业收入 3,332.62 万元。
国内目前在 Baw/Fbar 滤波器领域已有部分领军企业成功突围射频前端领域的国外巨 头的技术封锁，研制出具有自主知识产权的滤波器芯片产品。例如诺思(天津)微系统、 开元通信、华芯、以及中科汉天下等厂商。
诺思微系统是中国首家体声波生产企业，是专注于 Fbar 滤波器的 IDM 模式的厂商， 拥有亚洲首座具有完全知识产权的 Fbar 晶圆厂。2020 年 5 月，诺思发布了基于 Fbar 工艺的两款中高频 LTE 频段双工器，RSFD1702C 及 RSFD2502C。
开元通信基于自主掌握的相关领域核心技术，已发布 8 英寸 BAW 滤波器系列产品。 其中，应用于 4G+/5G 的全频段 B41 BAW 滤波器为国产芯片性能最优、可靠性最高， 目前已通过行业内全面验证并量产出货。
开元通信通过在工艺、封装、设计等领域的自主创新，形成了具有高度竞争力和独特 差异化的全套自主知识产权。基于自身的 fablite 经营模式，可提供技术覆盖全面、 产品形态多样、产能充沛、高性能的射频前端滤波器及模组产品，为产业提供全面且 可靠的滤波解决方案。2019 年 8 月，开元通信推出了“矽力豹”品牌系列 5G n41 BAW 滤波器芯片产品，是目前国内唯一量产的 8 英寸 BAW 产品。2020 年 3 月，发布了“蜂 鸟”射频前端子品牌——高集成度、小型化、性能可靠、价格实惠的本土第一款使用 先进封装工艺并量产的 DiFEM 接收模组产品。2020 年 8 月，开元推出了国内首个量 产的 FEMiD 射频发射模组产品，以满足 5G 客户对发射模组的各类需求。
中科汉天下是国内率先全面掌握 Baw 滤波器量产技术的公司，拥有关于 Baw 滤波器、 谐振器的多项核心技术。2019 年推出了适配 5G 技术的一些滤波器产品，包括全频段 N41 滤波器在内的多款产品。
7.2 华为在射频的布局
华为积极布局射频，加速国产射频滤波器替代。华为除了自主研发射频 PA、开关等 射频产品以外，在滤波器领域通过股权投资方式积极拓展资源。2019 年 4 月，华为 成立哈勃科技投资有限公司，陆续投资了山东天岳等 10 家企业。2020 年 1 月，哈勃 投资入股好达电子。好达电子是滤波器出货量行业领先的本土射频厂商，其主要产品 包括中频声表滤波器（Saw）、声表谐振器、双工器及其它射频滤波器等。
8. 投资建议（详见报告原文）射频滤波器产业是千亿市场蓝海，从分立滤波器到滤波器模组为国内本土企业提供广阔的发展空间。中美贸易摩擦背景下，射频滤波器国产化率有望逐步提升, 国内射 频去美效应凸显。及时抓住需求变化契机、率先匹配需求的厂商往往能够获得早期参 与优势，在市场上脱颖而出，快速崛起。国内一批厂商也在迅速崛起，占领国内滤波 器市场。
……
（报告观点属于原作者，仅供参考。报告来源：国元证券）
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