濾波器產值持續增長

從2G手機到5G手機，射頻濾波器用量由個位數增至100顆以上，產量與價值齊升。據預測，隨著射頻前端市場由4G時代的160億美元增至2025年的400億美元，射頻濾波器市場總價值也將于2025年達到280億美元。濾波器市場是射頻前端市場中發展最快的市場，其年復合增長率達到21%。 圖1: 2G手機到5G手機的射頻濾波器用量、單機ASP及市場規模

據預測，到2021年，濾波器6寸晶圓出貨量將達到約518萬片，而到2022年，濾波器6寸晶圓出貨量將小幅上升至約532萬片。 圖2: 全球濾波器出貨量（6寸，萬片）

圖3: 中國Saw濾波器產量及需求量（億顆）

全球主要手機品牌的射頻供應鏈

全球主流手機終端中，射頻部件供應商比較統一。目前，Qorvo、Skyworks和Murata等廠商占據了手機PA模組、接收模組及各分立部件中的巨大市場份額。華為、三星、蘋果及小米都在其射頻前端中采用上述企業供應的產品。在其他類型手機終端中，MicroWave、RDA等國外廠商以及漢天下、國民技術等中國廠商也占據小部分市場份額。但國內廠商尚不具備模組化產品供應能力，主要提供分立部件，分立部件從業廠商眾多，市場競爭激烈。 圖4: 射頻前端供應鏈

國際知名廠商優勢顯著。蘋果、華為、三星、OPPO以及小米旗艦產品中主要器件的供應商為Qorvo和Skyworks，分別占比32%和21%。 圖5: 知名手機品牌2018~2019年旗艦產品中的主要器件供應商

在Yole總結的17款低端至高端智能手機中，高通、Qorvo、Skyworks以及Murata等廠商占比較高。在低端機型中，高通較有競爭力，其產品在手機終端中所占面積比例較高。在高端機型，尤其是蘋果機型中Skyworks和Maxscend提供的射頻器件占比較高。 圖6: 17款低端至高端智能手機中射頻器件供應商面積占比

從供應商成本角度來看，Qorvo、高通、Skyworks、Maxscend等知名廠商占了射頻器件成本的較高比例。其中，高通仍為低端機型中配置較多的射頻器件供應商，而Qorvo的產品分布在所有機型中。高端機型中，Skyworks、Maxscend以及Samsung的器件更受青睞。 圖7: 17款低端至高端智能手機中射頻器件供應商成本占比

濾波器的供應格局 根據Resonant數據，在2020年，射頻前端芯片市場規模估計為150億美元。射頻前端市場的領導者之一是Murata公司，占據四分之一的市場份額，主要依靠其濾波器占領龍頭地位。在濾波器市場中，2020年60%以上的濾波器都是基于Saw技術，包括Saw濾波器、TC-Saw濾波器和TF-Saw濾波器。對于普通的Saw濾波器而言，有數家亞洲公司參與該市場，比如WISOL和Kyocera。對于TC-Saw來說，市場主要由四家公司占領。其中兩個是Skyworks和Qorvo。另外兩家公司已經將TF-Saw技術引入他們的投產品組合，分別是Murata公司在2019年引入和高通公司在2020年引入。 壓電濾波器技術由部分龍頭壟斷，Saw及TC-Saw濾波器領域，高通、Qorvo、Murata、Skyworks等企業競爭激烈。而在Baw濾波器領域，各企業尚未形成完全的產品分布。Murata在Baw-Xbar技術上布局較多。 圖8: 射頻濾波器主要技術方向及代表廠商

但是濾波器市場格局相對集中。根據調查數據顯示，2018 年全球Saw濾波器市場份額前五位的廠商分別為Murata(47%)、TDK(21%)、Taiyo Yuden(14%)、Skyworks(9%)、Qorvo(4%)，合計占比達95%。Baw/Fbar市場基本被Broadcom、Qorvo壟斷。其中Broadcom的Baw濾波器主要為Fbar，而Qorvo 的Baw濾波器主要為SMR。2016 年，Broadcom 的Fbar產品出貨突破5 億顆。Murata、TDK和太陽誘電等日本廠商主要為Saw濾波器供應商。而Avago、Qorvo等美國廠商則集中在Baw濾波器，據Murata統計數據稱，Murata占據了2015年全球Saw濾波器市場規模的47%。而Baw濾波器市場中前二大廠商占據幾乎全球超過95%以上的份額。出現這樣的格局主要由于濾波器市場具有較高的進入門檻，阻擋了小廠商的發展壯大。 在濾波器市場中，射頻前端龍頭企業Murata占較大市場份額，市場占比達38%；RF360占全球濾波器市場的25%，WISOL占市場份額的11%，Qorvo、博通、Skyworks以及太陽誘電等企業則占市場份額的6%或7%。從雙工器市場來看，Murata仍占最大市場份額，市場占比達35%。博通市場占比達20%，而RF360的市場份額達12%。 圖9: 濾波器主要廠商及份額

圖10: 雙工器主要廠商及份額

回顧濾波器行業，過去十年競爭格局十分穩固。全球主要濾波器廠商集聚日本與美國，Saw濾波器供應商主要為Murata、TDK、太陽誘電、Skyworks等幾家廠商。而體聲波濾波器則為Broadcom（Avago收購Broadcom，改名為新Broadcom）以及Qorvo主導，兩家廠商占據全球超過95%以上份額，其中Broadcom的體聲波濾波器主要為Fbar，而Qorvo的體聲波濾波器主要為Baw。 表1: 全球主要濾波器廠商

Saw濾波器市場份額主要由日本廠商占領，其中Murata連續近10年占領近半數市場份額。與Avago合并的Broadcom牢牢把握體聲波濾波器市場，在2019年占到市場總額的87%。2006至2014年，Avago穩穩占據體聲波濾波器收入市場份額的50%以上，太陽誘電等日本企業也通過自主創新等方式提升體聲波濾波器的技術能力。 圖11: 2019年Saw濾波器市場份額

圖12: 2019年Baw濾波器市場份額

據調查數據顯示，2011年至2019年，Murata、Broadcom、Qorvo（TriQuint和RFMD）等企業穩固占據領先地位。上述企業牢牢把握技術領先優勢，站在行業技術前端，在小型化、高頻化和模組化方面都領先于其他企業，如Murata率先在2019年推出了世界上最小的Saw雙工器。 圖13: Saw濾波器主要廠商

Murata占據FeMid市場龍頭地位 從FEMiD市場來看，Murata仍然獨占鰲頭，市場占比達77%。RF360和WISOL在FEMiD產品上則分別占9%和10%。 圖14: FEMiD模組各大廠商市場占比

IDM為射頻濾波器主要運營模式 半導體行業有三種主要的商業模式，即IDM模式、Fabless模式、Fablite模式。IDM企業包括設計和制造兩個環節；Fabless企業只專注于集成電路設計；Fablite則指企業的一部分業務采用IDM模式，另一部分不具備規模經濟效應的產品線采用Fabless模式。 IDM模式集芯片設計、芯片制造、封裝測試等多個環節于一身，能夠充分協同設計和制造等多個環節，且對于企業的實驗和推進技術很有幫助。但由于這種模式需要的管理成本和運營費用較高，極少有企業能夠維持這種模式。 IDM成為當前射頻濾波器行業主導模式。射頻廠商生產模式可以分為IDM、Fabless、Foundry、OSAT四種。射頻前端非常注重制造工藝和材料，所以，射頻廠商需要通過優化產線上的工藝來保障產品的性能穩定和控制成本，目前Skyworks、Broadcom、Qorvo、Qualcomm這四大巨頭均為IDM廠商。 表2 ：射頻濾波器企業供應鏈及運營模式

圖15: 2019年全球各地區集成電路企業運營模式占比

專利的壁壘 濾波器市場被海外壟斷的背后在于專利的集中，射頻濾波器市場格局高度集中的背后原因在于專利的壁壘。如今Murata（村田）和Taiyo Yuden（太陽誘電）等日本廠商在Saw專利申請數量方面處于領先地位，而Qorvo、Qualcomm（高通）和Broadcom（博通）等美國廠商則在體聲波濾波器專利領域處于領先地位。某領域專利的數量標志在該領域技術掌握程度，村田和太陽誘電在Saw濾波器專利申請數量的領先奠定了其在Saw市場的壟斷地位，同樣Qorvo和Broadcom在體聲波濾波器專利數量上遙遙領先。 圖16: 12個聲波濾波器專利申請人排名

截至2017年7月，全球630多位專利申請人共申請了6550多項射頻聲波濾波器發明專利。KnowMade預測2017年單年專利數將達240項。在全球射頻專利中，Saw濾波器相關專利數量最多。而體聲波濾波器中，Fbar濾波器的專利數明顯高于Baw-SMR濾波器專利數。相關專利的申請始于上世紀70年代的日本，當時興起的聲表面波濾波器主要用于中頻電視。2000年左右，隨著智能手機的興起，體聲波濾波器開始應用于3G手機通信，跟體聲波相關的專利申請數量迅速上升。 圖17: 歷年濾波器專利申請情況

科技行業不同于傳統行業，技術起著關鍵作用。在傳統制造業，供需是最核心的因素，供需的變化及優勢往往決定了行業的前景。而科技行業，創新是永恒的旋律，跟得上創新節奏的公司能夠獲得跨越式發展。 射頻濾波器創新曲線在2010年后趨于平緩。Webof Science網站中，以“射頻前端”為關鍵詞檢索的相關論文，被引用量排行前十的主要為2005年以前的文章。2005年以后射頻前端領域高引用論文數量較少。一定程度上體現了近十年來射頻前端領域創新的變緩。 表3: 濾波器學術領域被引頻次較高文獻集中在2005年之前論文

射頻巨頭通過并購擴展技術能力 濾波器生產線投資金額一般較大。以國內廠商卓勝微為例，其高端射頻濾波器芯片及模組研發和產業化項目的總投資金額為22.74億元。 而國外各廠商在濾波器領域積累深厚，生產線更完善，產能也更高。以Qorvo為例，Qorvo及其前身——TriQuint和RFMD公司均以并購方式提升濾波器產能。TriQuint在2001年Sawtek合并，而2004年收購了擅長于Baw技術的TFRTechnologies公司，通過連續并購Qorvo強化其射頻濾波器技術能力。高通斥資30億美元與TDK合資挺進濾波器市場。而Broadcom也從收購了英飛凌的體聲波業務，擴大體聲波濾波器市場份額。 表4: 各廠商射頻前端生產線發展歷程

行業領先廠商不僅在Saw、Baw及Fbar濾波器領域具有較強的技術積累的核心的工藝和專利，也對射頻前端各個環節積極布局。例如Qorvo、Broadcom和Murata均布局了射頻模組產品。Qorvo由于擁有自己的工廠，在生產和封裝方面具有豐富經驗，開發出了創新的封裝技術，集性能穩定、外觀小巧、性價比高、極低功耗等優勢于一身。 全球各廠商先后多次在濾波器領域提高產能，擴產的驅動原因主要是移動通信的技術迭代和消費電子的興起。如日本企業Murata、太陽誘電等紛紛在2014年前后擴充濾波器產能，以適應快速興起的4G、LTE以及增長的4G手機零部件需求。而從2017年起至今，5G和IoT進展飛快，Qorvo、高通等國際知名廠商均通過收購、建廠等方式擴充濾波器產能，試圖在5G時代中搶占先機。 表5: 各廠商擴產原因及情況

國際射頻巨頭盈利能力如何 射頻前端行業現有格局呈現出Broadcom、Skyworks、Qorvo、Murata、RF360五強壟斷的特征。 在智能手機射頻前端濾波器領域，尤其是體聲波濾波器領域，Broadcom是市場領導者。據Yole分析，濾波器成為助推MEMS市場的最強勁引擎，如果不包括射頻器件，MEMS市場在2011-2023年間增長率僅為9%；若再加上RF MEMS，則整個MEMS市場的年復合成長率達到17.5%。2017年，由于在體聲波濾波器領域的優異表現，Broadcom成為全球MEMS領域最大的供應商。2015年，Avago與Broadcom合并，奠定了行業領先的濾波器技術基礎，在收購英飛凌體聲波業務后體聲波濾波器市場份額擴大至65%以上。據金智創新數據顯示，2016年，Broadcom的Fbar濾波器出貨量突破5億顆。2019年中旬，蘋果與Broadcom簽訂兩年的射頻前端訂單，以應對5G手機需求。受到疫情影響，博通2020年第一季度業績略遜于預期。 Murata是全球Saw濾波器龍頭，在2012年~2016年間，受益于蘋果供應鏈、智能手機通信模塊增長、壓電器件需求景氣等影響，Murata營收增長明顯。從2003~2018年，Murata營業收入年復合增長率達到8.66%。Murata在2019財年業績相對下滑，公司營業利潤率同比下降5.1%，主要是由于客戶與代理商存在庫存調整，產品用途廣泛性降低，整體出現萎縮。在通訊設備領域，5G智能手機和基站推動MLCC和射頻濾波器及模塊需求增長，Murata仍保持增長態勢，2019年營收同比上升4.1%。2020年初，由于疫情緣故，Murata于菲律賓、馬來西亞的代工廠以及日本的福井雄、出云和福山代工廠均經歷停產，目前雖已大部分恢復生產，但仍將對2020財年營收造成影響。 圖18: 2017年Murata代表性產品及全球份額

Baw和SOI等核心技術搭配公司差異化的解決方案，擴大了Qorvo的收入，其基于Baw推出的天線接收器和分集接收模塊等產品都帶來了廣闊的增長機會。Qorvo在2020第一季度的銷售額也超越了競爭對手Skyworks，銷售額的增長主要依靠5G增量在基站和手機對于射頻器件需求不斷增長。Qorvo在2019年收購了4家公司以擴充其產品線。 Skyworks作為行業內的龍頭企業，銷售額同比2019Q1下降了5.4%，主要原因是新冠疫情導致中國市場需求下降。在各細項指標上，Skyworks依然延續了穩健高效的運營風格，毛利率依然保持在高位49.0%，凈利率達到了23.6%。Skyworks的銷售額增長大多依靠公司產品線的高效運營和內生增長而非并購。 圖19: Skyworks和Qorvo收入對比（百萬美元）

圖20: Skyworks和Qorvo毛利潤對比（百萬美元）

2020年第一季度Skyworks與Qorvo凈利率均出現一定程度下滑，推測由于疫情導致復工進度減緩。毛利率上，兩公司差別較小，而凈利率上，Skyworks的凈利率遠高于Qorvo。 圖21: Skyworks和Qorvo毛利率對比

圖22: Skyworks和Qorvo凈利率對比

Broadcom是射頻方面的領導企業，在收購英飛凌體聲波業務后擴大了Baw濾波器市場份額。 圖23: Broadcom公司近三年第一季度營業情況（億美元）