1、 功率器件：下遊需求多點開花，國產替代加速推進
1.1、 國產替代空間廣闊，地緣政治因素助推替代加速
1.1.1、 功率半導體市場廣闊，國產替代將是長期趨勢
功率半導體又稱電力電子元器件，用於對電能進行轉換，使輸出功率、電壓、 電流形式符合負載端要求，主要變換形式有整流、變壓、逆變和穩壓等。可以說用 電的地方即有功率半導體，其功率覆蓋範圍從幾 W（消費電子產品）至幾 GW（高 壓直流輸電系統），下遊應用極為廣泛。自上個世紀 50 年代功率二極體被發明以來， 功率器件家族不斷發展，晶閘管、功率三極體、MOSFET、IGBT 等功率器件逐步面 世。未來高頻控制、低損耗的高性能全控型器件 MOSFET、IGBT 以及第三代半導體 功率器件將成為市場發展的重心。
功率半導體國產替代空間廣闊。據 IHS 數據，2019 年全球功率半導體市場規模 達到 403 億美元，同比 2018 年增長 3.3%，預計 2021 年市場規模將達到 441 億 美元。前十大廠商佔據全球 60%的市場份額，且全部為海外廠商，國產替代空間廣 闊。需求端來說，我國功率半導體市場佔全球的 36%，為單一最大市場，國產廠商 有望深度受益國產替代進程。
據 WSTS 數據，MOSFET 和 IGBT 分別佔據全球功率半導體分立器件和模組 市場 41%和 30%的市場份額，為價值量最大的兩個品種，全球市場仍為海外廠商所 佔據。據 Omdia 數據，2019 年全球 IGBT 模塊市場前十大廠商中有 9 家為海外廠 商，國內僅斯達半導進入前十，市佔率為 2.5%。MOSFET 分立器件市場中則僅有華 潤微進入前十，市佔率為 3.0%。相對 Omdia 2018 年統計無國內企業進入 IGBT 模 塊和 MOSFET 器件市場前十，國內功率廠商在銷售規模上已有明顯進步，但從絕對 價值量和佔比來說，國產替代空間仍巨大，功率半導體的國產替代將是長期趨勢。
1.1.2、 多個下遊長期高景氣，行業天花板將不斷提升
功率半導體市場將不斷成長，行業天花板不斷提升。據 Yole 數據，全球功率電 子市場將以 4.3%的複合增速增長至 2025 年，其中新能源汽車和工業領域的應用將 給行業發展注入強勁發展動力。
功率半導體在新能源汽車上應用廣泛，涵蓋動力系統、安全配置、電動門窗及 後視鏡、人車交互系統、儀錶盤、車燈、娛樂系統及底盤系統等。其中 IGBT 主要用 於逆變器等主驅動系統的中高壓領域，MOSFET 用於電動門窗、儀錶盤等中低壓應 用。
隨著汽車的電動化、智能化發展，車用半導體價值量不斷提升，其中功率半導 體佔據主要份額。根據麥肯錫的統計，傳統燃油汽車的半導體成本為 350 美元，其 中功率半導體的價值量約為 60 美元，佔比僅約 17%，而純電動汽車的半導體成本為 704 美元，其中功率器件成本高達 387 美元，佔整車半導體用量 55%，金額和用量佔 比提升顯著。
此外，新能源汽車的銷量將逐步攀升。國務院辦公廳 2020 年 11 月 2 日印發的 《新能源汽車產業發展規劃（2021-2035 年）》中提到了對新能源汽車發展的願景： 到 2025 年，我國新能源汽車新車銷售量達到汽車新車銷售總量的 20%左右。據此計 算，我國新能源汽車年度銷量有望在 2025 年達 500 萬輛左右的數量級，在 2019 年 120 萬輛的銷量基礎上有望保持 27%的複合增速。
功率器件在工業領域的應用涵蓋發電、輸變電、工業用電的各個環節。在發電 端，功率器件將受益新能源發電市場的快速發展。高壓功率器件用於將光伏、風力 等產生的電能轉換為市電頻率的交流電。據 IHS Markit 預測，2020 年，全球新增太 陽能光伏裝機將達到 142GW，同比增長 14％，未來十年全球太陽能安裝量將繼續保 持兩位數的增長率。據全球風能理事會(GWEC)預測， 2020-2024 年隨著全球越來越 多的國家開拓風電事業以及風電成本持續下滑，全球風能產業將保持快速發展態勢， 預計到 2024 年全球風電裝機容量將同比 2019 年增長 54%，利好功率器件，尤其是 高壓 IGBT 市場發展。
工業用電端，功率器件廣泛應用於各類電機控制，終端包括過程自動化、電動 工具、泵及風扇、機器人等，將長期受益工業自動化的發展。
1.2、 多因素疊加行業景氣高漲，Q2 以來板塊業績表現亮眼
1.2.1、 需求多點開花，行業盈利能力拐點向上
2020Q2 以來功率半導體行業景氣度不斷上升，營收和淨利潤同比快速增長。在 經歷 2017-2018 年的高速增長後，2019 年行業受到中美貿易摩擦等因素影響，行業 盈利能力下滑。2020Q1，行業淨利潤出現拐點。在當季營收同比增長 11.82%的情況 下，淨利潤同比增速高達 59.16%，環比增速更是達到 692.56%，顯示出行業利潤率 的顯著改善。2020Q2，行業需求全面改善，疊加國內疫情快速得到控制，供給得以 恢復，單季度營收環比增長 29.84%，同比增長 20.75%。2020Q3，行業營收及淨利潤 環比保持增長，同比增速保持高位，行業高景氣確認。
下遊終端市場全面回暖，需求多點開花驅動行業景氣快速回升。功率半導體行 業下遊較為分散，MOSFET 行業下遊主要為汽車電子、工業、消費電子、通信等中 低壓應用，IGBT 行業下遊主要為工控、軌交、新能源汽車等中高壓應用。
2020 年 Q2 以來新能源汽車、工控、家電、消費電子等多個市場需求表現出明 顯的增長態勢，一齊拉動對功率半導體的需求：工控方面，代表企業匯川技術在 Q2/Q3 實現營收和淨利潤同比高速增長，顯示強勁的行業需求；新能源汽車方面，我 國新能源汽車銷量在 2020 年 7 月同比實現增長，並在 8-10 月維持高同比增速；家 電方面，2020Q3 以來主要空調、洗衣機、冰箱等主要白家電銷量實現同比正向增長， 並且變頻家電的不斷滲透提升對功率器件的需求；消費電子方面，疫情帶來的「宅經 濟」顯著促進了筆記本電腦、平板電腦等產品的銷售，全球筆記本及平板電腦出貨量 在 Q2-Q3 均實現了高同比增速，5G 手機及快充插頭滲透亦提振對功率器件的需求。
1.2.2、 8 寸線晶圓產能吃緊，功率器件將迎量價齊升
8 英寸為國內 MOSFET 產能主要貢獻者。在摩爾定律驅動下，矽片尺寸沿 6 英 寸、8 英寸、12 英寸的路徑變化，集成度提高的同時成本降低，但材料技術和生產 技術要求更高。8 英寸晶圓已形成較為成熟的特種晶圓工藝，且固定成本較低，兼具 成本和性能優勢，目前國內 MOSFET 產品主要基於 8 英寸的半導體功率器件工藝 平臺進行研發設計。12 英寸晶圓採用更低線寬的工藝製程，設備折舊成本高，多用 於毛利率更高的邏輯運算等領域。
需求全面回暖，8 英寸晶圓產能緊張，行業有望迎來量價齊升。近年來，指紋識 別、雙攝帶動了指紋識別晶片以及 CMOS 圖像傳感器晶片的需求，MCU、電源管 理 IC、傳感器及射頻晶片等也佔用 8 英寸晶圓生產，一定程度上擠壓了 MOSFET 等 功率器件晶片代工的產能。在行業需求迅速回暖之時，功率器件代工資源更顯緊張。 根據電子發燒友網報導，2020 年 9 月國內已有兩家廠商發布漲價通知，預計 MOS 管 漲幅在 10%-30%不等。在 5G 通信、新能源汽車以及新能源發電行業等下遊行業持 續發展背景下，我們預計行業需求將保持高景氣，晶圓產能緊張短時難以緩解，功率 器件全面漲價可能性較高，行業有望迎來量價齊升。
中長期來看，8 英寸晶圓產能緊張將持續。根據 SEMI 的預測，全球 8 英寸（200mm Wafer）晶圓廠產能在 2019 年為 580 萬片/月，按照全球各晶圓廠以及 IDM 廠 擴產計劃，全球 8 英寸產能在 2022 年將達到 650 萬片/月，複合年增長率為 2.89%，低於 Yole 預計的全球功率器件年化增速 4.3%，預期 8 英寸產能緊張情況仍 將持續。
1.3、 投資觀點：行業高景氣，關注 MOSFET/IGBT 領先布局企業
從需求端來說，功率半導體處於本輪景氣上行周期之中，工控、新能源、家電、 消費電子、通信等多個下遊景氣疊加，帶動行業盈利能力迅速回升。結合我們產業鏈 調研情況，預計行業景氣至少有望維持至明年年中。長期來看，工業自動化發展、新 能源發電、新能源交通工具發展等主要下遊行業均具備長期發展動力，帶動功率半 導體產業天花板提升，行業處於上升發展階段。
在各類功率器件中，MOSFET 和 IGBT 作為先進的功率器件，將具有最大的需 求彈性。這兩類器件市場空間大，國產化程度低，國內部分企業積極布局，在技術實 力以及銷售規模上已取得一定突破
從供給端來說，目前 8 英寸晶圓產能緊張，在行業高景氣持續情形下，國內功 率器件廠商有望通過產品漲價向下遊傳導晶圓代工漲價壓力，並藉機提升毛利率。 長期來看，全球主要晶圓代工廠商在 8 英寸產線上的投入遠不及 12 英寸先進產線， 供給長期增速低於需求增速。在目前晶圓產能供給緊張的情況下，自供晶圓並擴張 產能的 IDM 企業、擁有穩定優質代工資源的 Fabless 企業將率先受益。
2、 射頻晶片市場廣闊，模組化為未來趨勢
2.1、 射頻前端市場持續增長，5G 打開行業天花板
2.2、 射頻前端規模增長迅速，市場集中度較高
整體市場來看：
全球射頻前端市場規模快速增長，預計未來射頻市場規模仍將保持高速增長。 用戶對於網絡視頻通信、微博社交、新聞資訊、生活服務等需求上升，帶動移動智能 終端需求上升，從而帶動對射頻前端晶片的需求。據 QYR Electronic Research Center 的統計，從 2011 年至 2018 年全球射頻前端市場規模 CAGR 為 13.1%，2019 年達 170 億美元。受到 5G 網絡商業化建設的影響，自 2020 年起，全球射頻前端市場將迎來 快速增長，預計 2019 年至 2023 年全球射頻前端市場規模 CAGR 為 17%，2023 年達 313 億美元。
由於射頻電路難度較高，全球射頻前端晶片市場目前仍主要被美日廠商壟斷。射頻前端領域設計及製造工藝複雜、門檻極高，主要由歐、美、日等傳統大廠壟斷， 2018 年 CR5 達 81%，而我國射頻晶片廠商依然在起步階段，市場話語權有限，各家 企業在某些產品或有亮點，但是整體與國際巨頭相差甚大，但是也反映出國產射頻 晶片有巨大成長空間，在中美貿易摩擦的背景下，晶片國產化程度需急劇提升，射頻 晶片領域的國產替代前景廣闊。
按產品分，根據 QYR Electronic Research Center 數據，在射頻前端晶片中，射 頻濾波器、射頻功率放大器、射頻開關、射頻低噪聲放大器等 2019 年的全球市場 額分別為 59.01%、18.68%、11.23%和 8.78%。按是否單部件分，分立器件與射頻模組共享整個射頻前端市場。根據 Yole Development 的統計與預測，2018 年全球射頻模組市場規模達到 105 億美元，約佔 射頻前端市場總容量的 70%，到 2025 年將達到 177 億美元，2018-2025 年 CAGR 為 8%；2018 年分立器件市場規模達到 45 億美元，約佔射頻前端市場總容量的 30%，到 2025 年將達到 81 億美元，2018-2025 年 CAGR 為 9%。
從分立器件來看：
射頻開關的作用是將多路射頻信號中的任一路或幾路通過控制邏輯連通，以實 現不同信號路徑的切換，包括接收與發射的切換、不同頻段間的切換等，以達到共用 天線、節省終端產品成本的目的。射頻開關主要產品種類有：移動通信傳導開關、 WiFi 開關、天線調諧開關等，廣泛應用於智慧型手機等移動智能終端。
射頻開關的工作原理是當射頻開關的控制埠加上不同電壓時，射頻開關各端 口將呈現不同的連通性。以單刀雙擲射頻開關為例，當控制埠加上正電壓時，連接 埠 1 與埠 3 的電路導通，同時連接埠 2 與埠 3 的電路斷開；當控制埠加 上零電壓時，連接埠 1 與埠 3 的電路斷開，同時連接埠 2 與埠 3 的電路導 通。
全球射頻開關市場預計持續高速增長，日美巨頭壟斷。根據 QYR Electronic Research Center 的統計，2011 年以來全球射頻開關市場經歷了持續的快速增長，2018 年全球市場規模達到 16.54 億美元，2020 年將達到 22.90 億美元，並隨著 5G 的商業 化建設迎來增速的高峰，此後增長速度將逐漸放緩，2018 年至 2023 年 CAGR 預計 將到 16.55%。射頻開關市場集中度較高，其中 Skyworks、Qorvo 分別佔比 33%、20%， 國內龍頭卓勝微佔比約 5%。
射頻低噪聲放大器(LNA)的功能：隨著移動通訊技術的變革，移動智能終端對信 號接收質量提出更高要求，需要對天線接收的信號放大以進行後續處理。一般的放 大器在放大信號的同時會引入噪聲，而射頻低噪聲放大器能最大限度地抑制噪聲， 因此得到廣泛的應用。
射頻低噪聲放大器的工作原理：輸入的射頻信號被輸入匹配網絡轉化為電壓， 經過放大器對電壓進行放大，同時在放大過程中最大程度降低自身噪聲的引入，最 後經過輸出匹配網絡轉化為放大後功率信號輸出。
LNA 市場規模預計穩定增長，國外公司佔據市場主要份額。隨著 4G 逐漸普及， 智慧型手機中天線和射頻通路的數量增多，對射頻低噪聲放大器的數量需求迅速增加， 2018 年全球射頻低噪聲放大器收入為 14.21 億美元，而 5G 的商業化建設將推動全球 射頻低噪聲放大器市場在 2020 年迎來增速的高峰，預計到 2023 年市場規模達 17.94 億美元，2018-2023 年 CAGR 為 4.8%。
從模組來看：
射頻前端模組是將射頻開關、低噪聲放大器、濾波器、雙工器、功率放大器等 兩種或者兩種以上的分立器件集成為一個模組，從而提高集成度與性能並使體積小型化。根據集成方式的不同可分為不同類型不同功能的射頻前端模組，如 DiFEM(集 成射頻開關和濾波器)、LFEM(集成射頻開關、低噪聲放大器和濾波器)、FEMiD(集成 射頻開關、濾波器和雙工器)、PAMiD(集成多模式多頻帶 PA 和 FEMiD)等模組組合)。
自 2020 年起，因 5G 技術變革影響，全球射頻模組市場規模預計持續穩定增長。根據 Yole Development 的統計與預測，2018 年功率放大器模組/接收模組/WiFi 連接 模組市場規模分別為 60/25/20 億美元，2025 年預計達 104/29/31 億美元，2018-2025 年 CAGR 分別達 8%/2%/6%。天線模組市場規模將從 2018 年開始以高達 68%的 CAGR 增長至 2025 年的 13 億美元。
2.3、 5G 打開行業天花板，射頻模組化是趨勢
隨著移動智能終端功能更加豐富與便攜，消費者對移動智能終端需求大幅上升， 同時移動數據的數據傳輸量和速度大幅提升，提升對於射頻前端的要求。根據 Yole Development 數據，2016 年全球每月流量為 960 億 GB，其中智慧型手機流量佔比為 13%，預計到 2021 年，全球每月流量將達到 2780 億 GB，其中智慧型手機流量佔比亦 大幅提高到 33%。從 2G 到 4G，移動數據傳輸量和傳輸速度的不斷提高主要依賴於 移動通訊技術的變革，及其配套的射頻前端晶片的性能的不斷提高，對手機通信制 式兼容的能力要求越來越高。為了提高智慧型手機對不同通信制式的兼容，4G 方案的 射頻前端晶片數量相比 2G 方案和 3G 方案有了明顯的增長，單個智慧型手機中射頻前 端晶片的整體價值也不斷提高。
5G 打開行業天花板，手機單機射頻價值量進一步大幅提高，射頻前端晶片的應 用市場也在不斷擴大。從手機終端單機價值量來看，2G 時代射頻前端價值量約 3 美 元，4G 時代約 18 美金，到 5G 時代將增長至 25 美金，增幅近 40%。5G 打開行業天 花板，手機單機射頻價值量進一步大幅提高，射頻前端晶片的應用市場也在不斷擴 大。從手機終端單機價值量來看，2G 時代射頻前端價值量約 3 美元，4G 時代約 18 美金，到 5G 時代將增長至 25 美金，增幅近 40%。
5G 推動天線調諧開關(Tuner)要求提升及需求擴大。Tuner 主要給天線做配套， 全面屏的普及，緊湊的機身設計，智慧型手機留給天線的空間尺寸不斷受到限制，這導 致天線系統的整體效率降低，需要 Tuner 提高天線對不同頻段信號的接收能力，相較 普通開關，Tuner 有著極高的耐壓要求，同時導通電阻和關斷電容對性能影響極大， 由此對產品提出了極高的設計和工藝要求。4G 手機一般需要 4~6 個天線，而 5G 手 機至少需要 6~10 個天線，對應的天線 Tuner 需求適配性增長。據 Yole Development 預測，天線調諧開關的市場規模將從 2018 年的 5 億美元增長至 2025 年的 12 億美 元，CAGR 達 13%。
射頻晶片的未來趨勢是模組化。5G 對射頻器件提出更高要求，第一是因為手機 逐漸向輕薄化發展，所以留給射頻前端的空間越來越小，而 5G 支持更多的頻段，意 味著必須要引入更多的前端器件，這提高了晶片設計和構建射頻模組的難度，因此 未來需通過模組化來解決。
我們認為 2020 年是 5G 元年，5G 手機開始放量，而 2021 年 5G 手機將進一步 提升滲透率，同時更加全面的覆蓋高中低端手機，對於射頻晶片的需求提升將更加 明顯，同時，射頻模組化的趨勢也會隨之在 2021 年更加明顯，出貨量進一步提升。
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（報告觀點屬於原作者，僅供參考。報告來源/作者：開源證券）