5G核心器件濾波器:緊缺加劇,量價齊升

據媒體報導，因限工影響，除了傳統被動組件、石英組件外，目前SAW濾波器也傳出漲價及轉單聲音。資料顯示，要實現5G＋4G全球通，可能需要支持90多個頻段，而一個頻段通常需要兩個濾波器，這也意味著未來一部5G手機可能需要上百個濾波器，而目前一款4G手機需要用到的濾波器數量僅為30多個。

根據測算，5G時期，國內濾波器市場空間為362.2億元（是4G的1.68倍），全球市場約713.8億元（是4G的1.66倍）。

此外，以濾波器為代表的射頻前端晶片是中國一項典型的「卡脖子」技術，市場供給基本依賴於美國和日本的數家巨頭公司。就在今年年初華為旗下哈勃投資剛剛出手投資了濾波器廠商。預計隨著5G產業的推動以及此次疫情導致的行業缺貨，相關產業鏈後續有望加速發展。

射頻器件是收發無線信號中的關鍵部件，遍布於各種通信場景。射頻是指頻率範圍在300kHz~300GHz之間的電磁波，傳遞與處理這一頻率電磁波的電子元器件就被稱為射頻器件。因此，射頻器件廣泛應用於各個通信相關的領域包括：基站、回傳鏈路、衛星通信、軍用、雷達、航空航天、有線寬帶等場景。

射頻器件是基站的核心設備之一，射頻器件主要包括濾波器、雙工器(分單雙工器和多雙工器)、塔頂放大器、合路器等幾大類。

濾波器在通信系統中對通信鏈路中的信號頻率進行選擇和控制，選擇特定頻率信號通過，抑制不需要的頻率信號，解決不同頻段、不同形式的通信系統之間的信號幹擾問題，並且有效保持接收和發射頻帶的隔離，提高通信質量。是射頻前端模塊的核心部分，同時也是射頻前端模塊中價值量佔比最高的部分。

射頻濾波器包括聲表面濾波器（SAW，SurfaceAcousticWave）、體聲波濾波器（BAW，BulkAcousticWave）、MEMS濾波器、IPD（IntegratedPassiveDevices）等。其中SAW和BAW濾波器為兩個主要濾波器。

SAW濾波器原理 來源：Qorvo

4G時期，金屬腔體濾波器是主流產品，具有腔體濾波器結構牢固、性能穩定可靠等特徵，且體積更小、Q值適中、高端寄生通帶較遠，散熱性也很好，因此被廣泛應用於國內外通信基站。

5GMassiveMIMO時代，介質濾波器有望成為行業寵兒。介質濾波器最大的優勢在於同等頻率要求下，產品的體積小、重量輕。相比傳統金屬腔諧振器，陶瓷介質濾波器具有高抑制、溫度漂移特性好的特點，而且功率容量和無源互調性能都得到了很大的改善。陶瓷介質濾波器代表著高端射頻器件的發展方向，憑藉其優良的性能，未來將在移動通信領域中擁有廣闊的應用空間。

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濾波器市場規模與行業格局

5G驅動下，射頻器件有望量價齊升，手機射頻市場規模在2023年有望達到234億美元；基站射頻器件市場有望達到58.0億美元。價格方面，5G為射頻器件的尺寸、頻率、帶寬提出了更高要求，從而提升了器件的價格。數量方面，5G的宏基站數量增多，複雜的制式也導致單基站器件增多；而智慧型手機中頻段增加也導致了所用射頻器件數量的增加。

隨著5G通信標準帶來的頻段數量增加，手機中使用的濾波器數目有望進一步提升。

中國是全球最大的SAW濾波器消費市場，且國產產量僅覆蓋需求三十分之一。2018年我國SAW濾波器產量為5億隻，消費量為151.2億隻，預計到2022年中國SAW濾波器產量可以達到10.5億隻，需求量超過178億隻；國內2018年SAW濾波器市場規模達到154.8億元，同比增長5%。

根據通信標準升級及5G對物體接入的範圍考慮，濾波器市場的空間還將成倍增長，預計2020年將超過170億元。

根據Yole數據，2018年全球射頻濾波器市場規模約88.59億美元，同比增長19.86%，預計2023年市場規模將達到210.33億美元，具有廣闊的市場前景。

聲波濾波器（SAW/BAW）相對於傳統LC或者陶瓷濾波器來說，製作難度更大，成本更高。在聲波濾波器領域，經歷數次整合併購之後，已經呈現了巨頭壟斷的競爭格局。

根據Yole數據，目前SAW濾波器的全球市場格局仍以海外龍頭壟斷為主。前五名Murata（日本）、TDK（日本）、TaiyoYuden（日本）、Skywords（美國）、Qrovo（美國）合計佔據了全球95%的市場份額。

在全球FBAR濾波器市場，Broadcom（美國）一家獨大，佔據了全球87%的市場份額，此外Qrovo（美國）和TaiyoYuden（日本）分別佔據了8%和3%的市場份額。

根據SystemPlusConsulting的報告，在分別拆解蘋果、三星、華為、索尼、小米和華碩的旗艦機型後統計發現，這些43種主要的射頻器件，其中40%來自Skyworks，24%來自博通，19%來自Murata，10%來自Qorvo，另外7%來自TDK。

圖表來源：SystemPlus Consulting

總體上看，在射頻前端器件廠商中，各家廠商在不同細分領域的優勢不盡相同，Murata在SAW領域優勢明顯，Broadcom在BAW領域優勢明顯。

國內廠商積極布局介質濾波器產業鏈

介質濾波器的產業鏈主要分為陶瓷粉體、介質諧振器、介質濾波器、主設備商四個環節。

燦勤科技、艾福電子（東山精密子公司）、順絡電子、國華新材（風華高科子公司）、大富科技、武漢凡谷等公司進行了全產業鏈布局，且多數企業參與了多個環節。

4G時期，基站RRU主要採用金屬腔體濾波器，廠商包括武漢凡谷、大富科技、春興精工、東山精密、國人通信、波發特、摩比發展和華瓷等。同時，愛立信、諾基亞等設備商在供應海外客戶時，部分採用金屬腔體+陶瓷諧振柱方案，國內生產陶瓷諧振柱的公司主要有燦勤科技、艾福電子、國華新材料、大富科技、佳利電子、中科新華等。

進入5G初期，由於單個RRU濾波器需求量激增，金屬小型化成為必然趨勢，原來金屬濾波器供應商也逐漸研發小型化濾波器。為了節省成本、控制重量，華為率先啟動陶瓷介質濾波器的設計、研發工作，目前燦琴科技、艾福電子分別拿到華為訂單，正在批量生產陶瓷介質濾波器，武漢凡谷也在積極參與華為測試。國華新材料目前正在攜手艾福電子與愛立信展開合作。

此外，波發特、大富科技等公司也在積極培育自己的介質濾波器團隊，參與到5G陶瓷介質濾波器競爭中來。未來，3.5G頻段介質濾波器有成熟趨勢，而2.6G頻段尚未成熟，能夠批量生產陶瓷介質濾波器的廠商，在未來5G發展中將佔據有利地位，獲得更大收益。

上述企業研發製造進度不盡相同，並且預計未來還會有更多企業加入介質濾波器的生產陣營。

從設備商採購方案角度來看，華為、愛立信已經開始布局陶瓷介質濾波器，中興和諾基亞在2019年仍選擇金屬腔體濾波器。長遠來看，陶瓷介質濾波器在體積和成本上具備明顯優勢，因此隨著供應商逐漸豐富，全球主流設備商會逐步採取全陶瓷方案。

基站側，介質濾波器部分廠商即將實現技術突破，國產化率有望逐步提高。由於介質濾波器體積小，質量小，插損低，穩定性好等優勢，5G時期有望成為AAU的主流解決方案,未來國產化率有望逐步提升。

對中國廠家而言，濾波器最大的挑戰，主要是專利和工藝。能量產的國產SAW濾波器，由於晶片太厚，不易做進集成模塊，不符合射頻前端集成模組化的發展趨勢。對於GSM，2G或3G這樣的低頻通信，SAW濾波器市場中的低成本競爭者份額有望提升，因為主流廠商將重點轉移到使用BAW濾波器或者FBAR濾波器的4G和5G市場。

隨著移動通信技術的發展，特別是5G時代移動通信的頻段增加，帶動移動終端設備中射頻濾波器數量大幅增加；另一方面，移動通信系統的升級對濾波器的性能（高頻諧振、Q值，尺寸和功率容量）要求不斷提高，未來BAW、FBAR等高端濾波器品類的佔比不斷提升，有望帶動移動終端設備中濾波器整體價值量顯著提升，從而推動全球射頻濾波器市場實現高速增長。

價格方面，5G為射頻器件的尺寸、頻率、帶寬提出了更高要求，從而提升了器件的價格。數量方面，5G的宏基站數量增多，複雜的制式也導致單基站器件增多；而智慧型手機中頻段增加也導致了所用射頻器件數量的增加。基站側和手機側射頻前端器件有望迎來量價齊升。

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