最新消息: USBMI致力于为网友们分享Windows、安卓、IOS等主流手机系统相关的资讯以及评测、同时提供相关教程、应用、软件下载等服务。

手机通信主天线产业链梳理 未来天线的主流方向是什么?

IT圈 admin 58浏览 0评论

2023年12月18日发(作者:查骊艳)

2020910

手机通信主天线产业链梳理 未来天线的主流方向是什么?

今天我们研究的行业,近几年迎来量价齐升。该细分领域龙头的收入增速,动辄30%以上。同时,龙头公司走势也十分亮眼。其中,行业龙头A自2020年4月至今,其从34.93元上涨至目前的62.05元,涨幅达到77.64%。如果再往前看,自2019年低位至今,已上涨3倍。

图:龙头A股价

来源:wind

行业龙头B自2018年12月至今,其从7.55元一路上涨至55.04元,涨幅达到629%。如果再往前推,自2019年低位至今,其已上涨6倍。

2020910

图:龙头B股价

来源:wind

它,就是手机通信主天线产业链。

上述两家代表公司,分别为信维通信、立讯精密,受益于5G频段上升带来的天线数量和价值量双双上升,其也随之大幅度上涨。

对于通信主天线产业链,眼下我们需要解决的几个核心问题:

一是,该产业链的增长驱动力是什么?未来天线的主流方向是什么?

二是,该产业链核心赛道在哪里?竞争格局如何?各企业的市占率增长逻辑是什么?

三是,经历了前期的市值大幅提升后,未来还有继续增长的空间吗?

(壹)

天线,是用于收发射频信号的无源器件,其决定了通信质量、信号功率、信号带宽、连接速度等通信指标。因此,天线是通信系统的核心。

2020910

按照在通信网络中的应用,天线可以分为网络覆盖传输天线和终端天线。其中,网络覆盖传输天线主要为基站天线,而终端天线则为无线通信终端天线,包括手机天线、笔记本电脑天线、数据卡天线、GPS天线等。

根据Bcc research的预测,2021年,全球天线市场规模在225亿美元。而根据Yole Development 的预测,终端天线市场空间将由2018年的22.3亿美元增加到2022年的30.8亿美元,复合增速达到8.4%。网络覆盖传输天线的市场规模,远超终端天线。由于网络覆盖传输天线与终端所使用的天线种类、供应商均不同,我们本次主要研究终端天线。

就终端天线而言,根据不同的用途,天线又可以分为通信主天线、WiFi天线、蓝牙天线、GPS天线、NFC天线、无线充电线圈等。不过,由于通信主天线与其他类型的天线存在较大差别,且价值量较高。因此,我们本次主要研究通信主天线。

图:天线分类

来源:塔坚研究

2020910

手机通信主天线产业链,从上游到下游,依次为:

上游:原材料厂商,其原材料包括LCP树脂、薄膜、FCCL(挠性覆铜板)、FPC(柔性电路板)。代表企业包括美国塞拉尼斯、日本宝理、日本可乐丽、罗杰斯、金发科技等。

中游,为天线模组,主要包括信维通信、硕贝德、立讯精密等。

下游,为终端厂商,主要包括苹果、华为、小米、HP、联想等。

图:产业链结构

来源:塔坚研究

由于上游受益于众多行业的增长,而下游收益的逻辑与手机通信主天线的增长不同。因此,我们主要来看中游组装。

2020910

(贰)

手机通信天线的市场规模的公式,可以简单表示为:

手机通信天线市场规模增速=单机装载天线数量增速*ASP增速

先来看单机搭载天线数量增长:

随着5G的商用,为了提高速度,作为信号传输工具的天线,单机搭载主通信天线的数量也不断上升,MIMO(Multiple Input Multiple Output)多天线技术得到更广泛的应用。

MIMO技术,指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线,使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收,从而改善通信质量。可以在不增加射频资源和天线发射功率的情况下,成倍的提高系统信道容量。因此,其在5G中将大量应用。

MIMO系统,一般写成A*B MIMO,A表示基站的天线数,B表示手机的天线数。以4*4MIMO为例,即拥有4根发射端天线和4根接收端天线。

从目前手机搭载的主天线数量来看,4G手机中主要搭载2*2MIMO,即手机中有2根接收天线,只有部分旗舰机中搭载4*4MIMO。未来,随着5G手机的不断上市,其至少搭载4*4MIMO(增速100%),而8*8MIMO(增速300%)也将成为标配。

2020910

以华为Mate 30搭载的天线数量为例,其共搭载了21根天线,其中,5G天线共有14根,是目前市场上搭载天线数量较多的机型。

图:主流5G手机天线方案

来源:民生证券

此外,未来随着万物互联时代的到来,将会有越来越多的设备需要配备5G通信天线。不过,由于目前较难估计,且市场空间可能远超过目前的手机市场。因此,我们此处暂时不做计算。未来随着物联网逐渐明朗,我们再进行跟踪。

综上,根据功能提升、主天线数量上升、以及我们此前预测的5G手机渗透率,至2022年,若5G手机搭载4根主天线,单机天线数量年复合增速约为13.49%;若搭载8根主天线,则年复合增速约为33.11%。

图:天线数量预测

来源:塔坚研究

2020910

(叁)

手机终端天线的价值量提升,主要在于产品升级。

从结构的不同,天线可以分为传统FPC天线、LDS天线、LCP天线(即将FPC基材换为LCP)。据估计,目前市场上仍以传统FPC天线为主,渗透率约为56%,LDS天线的渗透率为20%左右,LCP天线则为14%左右。(此处没有准确的数据,我们根据不同类型天线适用的机型粗略估计,可能存在误差)

传统FPC天线,一般指柔性电路板,主要是以聚酰亚胺(PI)为基材制成的可挠性印刷电路板。其具有配线密度高、重量轻、弯折性好等特点,在5G时代之前是主流的天线种类。

不过,由于其基材PI的介电常数和损耗因子较大,吸潮性较大,可靠性较差。因此,PI软板的高频传输损耗严重,其电磁损耗在0.02。并且,该损耗会随着5G的频率提高而增大(2020年达到6GHz,2020年后达到30-60GHz)。加之,其结构特性较差,无法作为5G天线的基材。

因此,苹果在iPhone X中率先使用了新型LCP(液晶聚合物)天线,来替代传统FPC天线。

2020910

LCP天线相对于传统FPC的优势,一方面,体现在其整体性能上;另一方面,体现在其高集成性上。

先来看性能优势:

其使用的LCP,是一种新型热塑性有机材料,其在110GHz频段的损耗仅为0.0045,远低于PI材料;具有较好的可弯折性,易于制作成小尺寸零件;由于热膨胀性小,尺寸的稳定性较好。

图:各材料射频参数

来源:国金证券

不过,LCP的耐热性较差,较难加工,从而提升了成本。除此之外,其在各项性能上均优于PI基材。

2020910

图:各软板基材性能对比

来源:中信建投证券研究发展部

再来看集成度:

随着全面屏、功能组件增加、摄像头数量增加、电池容量提高等趋势,导致留给天线的空间保持不变甚至被压缩。因此,天线小型化是必然趋势。

相比于PI,LCP可以耐受更多的弯折次数和更小的弯折半径。并且,LCP可以自由设计形状,从而充分利用智能手机的空间,提高空间利用率。

同时,传统的信号传输主要依靠天线传输线(同轴电缆),不过随着多模多频技术的发展,需要在手机中放置更多的天线传输线,造成占用空间较大。

而LCP拥有与天线传输线同等优良的传输损耗,可在仅0.2毫米的3层结构中携带若干根传输线,并将多个射频线一并引出,从而取代厚重的天线传输线和同轴连接器,减少65%的厚度。

2020910

图:LCP减少厚度

来源:中信建投

综上,由于LCP更好的性能,且能够节省天线占用的空间,未来LCP天线将逐渐替代传统的FPC天线,成为5G时代的核心天线之一。

不过,需要注意的是,由于LCP材料的价格昂贵,且加工工艺相对复杂,良率较低,导致LCP天线的成本也较传统FPC更高。根据中信建投的数据,LCP的成本是PI的2-2.5倍。目前,LCP天线基本仅在苹果手机中应用。

同时,由于LCP天线的核心工序薄膜制造的技术,仅掌握在日本村田、本可乐丽等少数企业中。并且,薄膜级树脂的产量有限,且同样掌握在日本企业中。因此,短期来看,LCP天线价格下降的可能性不高。

2020910

因此,苹果在iPhone 11中使用了性能在PI和LCP之间的PI升级材料MPI,来替代部分LCP天线。

不过,MPI在高频段下损耗较高,未来随着5G频段的提升,其无法长期作为LPC的替代品存在。预计未来苹果手机将形成以LCP为主,MPI为辅的格局。由于其各项指标均介于PI 和LCP之间,对于MPI天线,我们此处不再详述。

那么,除了LCP天线外,是否还有其他的天线可以适用于5G手机?

(肆)

另一种未来可能成为主流天线的结构,就是LDS天线,目前主要在安卓手机中应用。LDS天线,主要利用激光镭射技术,直接在支架上镀化形成金属天线,从而实现将天线直接打印于手机外壳的目的。

图:LDS天线工艺流程 来源:平安证券

2020910

由于LDS天线不占用手机内部空间,从而提升了空间使用率;同时避免了内部元器件的干扰,保证手机信号;同时,其天线性能较为稳定,精确度较高。因此,也是未来5G时代的主流天线结构之一。

不过需要注意的是,LDS仅能加工特殊的激光改性材料,材料可选范围有限。而从损耗较低的LCP的材料特性,以及加工流程上来看,不能用LDS技术进行加工。因此,未来在高频段下,LDS将向LCP天线转移。

通过上面的对比,随着未来5G频段不断提升,以及手机空间逐渐压缩,未来的天线结构,将由LDS天线、LCP天线逐渐替代传统的FPC天线。

同时,从价格角度来看,LDS天线和LCP天线的价格,较传统FPC天线也有较大幅度的提升。根据平安证券的数据,传统FPC天线的价格在4-10元,而LDS天线则为5-15元,LCP天线则高达10-30元,分别为传统FPC天线的1.5倍和3倍左右。

2020910

图:手机天线对比

来源:平安证券

综上,未来5G高频段下,天线的种类将由LDS天线向LCP天线倾斜。而MPI天线由于在高频段下损耗仍然较高,只能作为目前控制成本用的折中选择。

不过注意,上述几类天线,只是在目前5G频段不高的情况下适用的天线。

而随着5G应用越来越深,信号频率会越来越高。目前,我国5G布局主要分为三个阶段:

4.5G阶段——4G向5G过渡阶段;

5G初步阶段——以Sub-6GHz频段为主,频率范围450MHz-6GHz;

5G深入阶段——mmWave(即毫米波)商用时期,此阶段频率范围为24GHz-86GHz(也与Sub-6GHz共存)

目前,我国仍处于5G初步阶段,频段以Sub-6GHz为主。

2020910

天线的尺寸与工作频率成反比,频率越高,天线尺寸就越小。由于在Sub-6GHz频段下,其频率与4G相差不大,因此在Sub-6GHz频段下,仍然可以应用传统的天线(即上面提到的FPC、LCP、LDS等)。

不过,由于毫米波阶段,频率上升较大,因而要求天线的尺寸变小,简单的加工形式无法达到要求的精度,因此,需要借助其他的加工方式。

那么,未来的毫米波时代,天线可能的技术方向是什么?

(伍)

答案就是:AiP。

当频率高至毫米波时,信号的衰减会变得十分严重。例如在40GHz频率下,基底厚度为2mil(mil是一个长度的单位,千分之一英尺)的LCP材料中,衰减高于1dB/cm,远高于在低频段下的衰减。

因此,对于毫米波天线来说,天线到射频前端电路尽可能近距离,以减少衰减和实现实时的波束跟踪和控制。简单来说,就是需要将天线和射频进行高度集成化。

2020910

而小型化的毫米波天线可能会采用AiP(Antenna in Package)封装天线技术和其他零件共同整合在同一个封装中。

因此,AiP天线很可能成为毫米波下主流的天线种类。

AiP天线,将射频原件与天线整合在一体,再透过LCP材料加以封装,从而实现缩减PCB板面积、缩小天线尺寸、提升手机屏幕的使用面积等性能。简单理解,AiP天线就是“天线模块+HDI类载板+IC芯片”。

图:AiP结构

来源:中银国际证券

目前,能够制作AiP的国产企业较少,仅有环旭电子、长电科技、立讯精密等。不过,需要注意的是,目前还没有已上市机型搭载AiP,未来的市场格局也并不清晰。因此,此处我们不再做过多的分析讨论。

2020910

综上,未来随着5G手机的渗透率逐渐提升,天线的升级将拉动其整体的ASP。

据此测算,我们假设至2022年,LDS天线的渗透率维持目前水平,LCP天线的渗透率逐渐提升至56%(达到目前FPC目前渗透率)。据此测算,天线的市场规模从产品升级角度来看年复合增速约为15.59%。

综上,通过计算,预计至2022年,手机天线市场规模增速在33.46%-56.52%。增速很快,是受益于量价齐升,不过,天线在手机配件领域的价值量占比其实较低。对其他价值量较高的领域,如芯片、面板等,我们后续会陆续分析。

(陆)

对于行业高频指标,我们需要跟踪5G手机的出货量情况。此前已经在玻璃盖板等行业报告中提到过,我们在此处不再赘述。

下面,我们来看看这条产业链中游的竞争格局。

以未来发展空间较大的LCP天线来看,天线模组的价值占整个天线的25%左右,是除LCP软板外,价值量第二大的工艺流程。其主要负责弯折、测试、SMT(BTB)等环节,其技术难度主要体现在工艺精度上。

2020910

其中,由于LCP材料较脆,制造模组环节中,做弯折测试时容易折断,影响模组制造的良率。同时,BTB连接器需要用专门的LCP粒子注塑而成,技术难度较高。因此,能够做LCP天线模组的企业相对较少。

从集中度角度来看,中游天线模组的竞争格局较集中,CR3为54%,信维通信、硕贝德为该行业龙头,市占率均在20%左右,立讯精密排名第五,市占率为10%。

图:竞争格局

来源:中国产业信息网

移动终端天线的设计更加复杂,通用性更低,且由于天线的价值量在整个手机中占比较低,往往需要根据其他零部件的设计和占用空间程度,来调节天线的

2020910

设计。因此,移动终端天线厂商与声学、电池等手机元器件不同,天线的设计需要与手机厂商深度绑定,客户黏性更大,行业进入壁垒更高。

从客户布局上来看,信维通信目前主要以LDS天线为主,客户包括苹果(主要在iPad、Mac、Apple Watch中使用)、华为、OPPO、vivo等。其已经具备LCP天线的设计、制造能力,目前正在建设一条中规模的LCP生产线(包含LCP前道和后道工艺),预计2021年能够投入生产。

硕贝德主要布局LDS天线,其客户包括华为、三星、OPPO、vivo等手机厂商。而其LCP天线目前正在产品测试和样品交付中,进度较信维通信略快。

立讯精密,其天线产品主要为LCP天线以及传统天线(FPC、LDS),是全球主要的LCP天线模组供应商,其客户主要以苹果为主。

综上,从短期来看,随着安卓机中LDS天线渗透率的提升,加之LDS天线的价值较传统FPC天线更高,主营LDS天线的信维通信、硕贝德的市占率还有一定的增长空间。

不过,从长期来看,未来LCP天线由于在高频下具有更优良的性质,且能够替代射频同轴线缆,从而减少空间并中和一部分成本,未来存在向安卓机下沉的可能。因此,在LCP天线领域布局较早的立讯精密长期增长空间较大。

2020910

同时,从各家厂商布局AiP天线的情况来看,立讯精密、硕贝德的布局较早。其中,硕贝德和中芯长电,合作打造了全球首个5G超宽频毫米波AiP天线,不过并未量产。而信维通信此处的布局进度相对慢一些。

除了原本的天线厂家外,一些封装厂商如环旭电子等,也可能会加入未来AiP天线的竞争,使竞争格局变得更加激烈。同时,据称苹果公司可能会自己搭建AiP产线,如果属实,可能会对相关厂商造成一定影响。 不过,由于目前尚未有搭载AiP的机型上市,竞争格局尚不明确。

(柒)

好,行业增长驱动力看完后,我们再继续深入,梳理一下这条产业链图谱………

以上,为本报告部分内容。近期我们新开辟了基金笔记、宏观笔记、产业链梳理笔记三个研究系列。如需获取全部行业笔记、基金笔记、宏观笔记、建模笔记,请扫描下方二维码订阅专业版报告库。一分耕耘一分收获,只有厚积薄发的硬核分析,才能在关键时刻洞见未来。

扫码阅读优塾核心产品

2020910

【版权与免责声明】1)关于版权:版权所有,违者必究,未经许可,不得以任何形式进行翻版、拷贝、复制。2)关于内容:我们只负责财务分析、产业研究,内容观点仅供参考,不支持任何形式的决策依据,也不支撑任何形式的投资建议。本文是基于公众公司属性,根据其法定义务内向公众公开披露的财报、审计、公告等信息整理,不为未来的变化做背书,未来发生的任何变化均与本文无关。我们力求信息准确,但不保证其完整性、准确性、及时性。市场有风险,研究需谨慎。3)关于主题:财务建模报告工作量巨大,仅覆盖部分重点行业及案例,不保证您需要的所有案例都覆盖,请谅解。4)关于平台:优塾团队所有内容以微信平台为唯一出口,不为任何其他平台内容负责,对仿冒、侵权平台,我们保留法律追诉权力。

【参考资料】【1】兴业证券:兴业证券医疗器械行业深度报告:黄金十年,谁执牛耳.20190319

2020910

2023年12月18日发(作者:查骊艳)

2020910

手机通信主天线产业链梳理 未来天线的主流方向是什么?

今天我们研究的行业,近几年迎来量价齐升。该细分领域龙头的收入增速,动辄30%以上。同时,龙头公司走势也十分亮眼。其中,行业龙头A自2020年4月至今,其从34.93元上涨至目前的62.05元,涨幅达到77.64%。如果再往前看,自2019年低位至今,已上涨3倍。

图:龙头A股价

来源:wind

行业龙头B自2018年12月至今,其从7.55元一路上涨至55.04元,涨幅达到629%。如果再往前推,自2019年低位至今,其已上涨6倍。

2020910

图:龙头B股价

来源:wind

它,就是手机通信主天线产业链。

上述两家代表公司,分别为信维通信、立讯精密,受益于5G频段上升带来的天线数量和价值量双双上升,其也随之大幅度上涨。

对于通信主天线产业链,眼下我们需要解决的几个核心问题:

一是,该产业链的增长驱动力是什么?未来天线的主流方向是什么?

二是,该产业链核心赛道在哪里?竞争格局如何?各企业的市占率增长逻辑是什么?

三是,经历了前期的市值大幅提升后,未来还有继续增长的空间吗?

(壹)

天线,是用于收发射频信号的无源器件,其决定了通信质量、信号功率、信号带宽、连接速度等通信指标。因此,天线是通信系统的核心。

2020910

按照在通信网络中的应用,天线可以分为网络覆盖传输天线和终端天线。其中,网络覆盖传输天线主要为基站天线,而终端天线则为无线通信终端天线,包括手机天线、笔记本电脑天线、数据卡天线、GPS天线等。

根据Bcc research的预测,2021年,全球天线市场规模在225亿美元。而根据Yole Development 的预测,终端天线市场空间将由2018年的22.3亿美元增加到2022年的30.8亿美元,复合增速达到8.4%。网络覆盖传输天线的市场规模,远超终端天线。由于网络覆盖传输天线与终端所使用的天线种类、供应商均不同,我们本次主要研究终端天线。

就终端天线而言,根据不同的用途,天线又可以分为通信主天线、WiFi天线、蓝牙天线、GPS天线、NFC天线、无线充电线圈等。不过,由于通信主天线与其他类型的天线存在较大差别,且价值量较高。因此,我们本次主要研究通信主天线。

图:天线分类

来源:塔坚研究

2020910

手机通信主天线产业链,从上游到下游,依次为:

上游:原材料厂商,其原材料包括LCP树脂、薄膜、FCCL(挠性覆铜板)、FPC(柔性电路板)。代表企业包括美国塞拉尼斯、日本宝理、日本可乐丽、罗杰斯、金发科技等。

中游,为天线模组,主要包括信维通信、硕贝德、立讯精密等。

下游,为终端厂商,主要包括苹果、华为、小米、HP、联想等。

图:产业链结构

来源:塔坚研究

由于上游受益于众多行业的增长,而下游收益的逻辑与手机通信主天线的增长不同。因此,我们主要来看中游组装。

2020910

(贰)

手机通信天线的市场规模的公式,可以简单表示为:

手机通信天线市场规模增速=单机装载天线数量增速*ASP增速

先来看单机搭载天线数量增长:

随着5G的商用,为了提高速度,作为信号传输工具的天线,单机搭载主通信天线的数量也不断上升,MIMO(Multiple Input Multiple Output)多天线技术得到更广泛的应用。

MIMO技术,指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线,使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收,从而改善通信质量。可以在不增加射频资源和天线发射功率的情况下,成倍的提高系统信道容量。因此,其在5G中将大量应用。

MIMO系统,一般写成A*B MIMO,A表示基站的天线数,B表示手机的天线数。以4*4MIMO为例,即拥有4根发射端天线和4根接收端天线。

从目前手机搭载的主天线数量来看,4G手机中主要搭载2*2MIMO,即手机中有2根接收天线,只有部分旗舰机中搭载4*4MIMO。未来,随着5G手机的不断上市,其至少搭载4*4MIMO(增速100%),而8*8MIMO(增速300%)也将成为标配。

2020910

以华为Mate 30搭载的天线数量为例,其共搭载了21根天线,其中,5G天线共有14根,是目前市场上搭载天线数量较多的机型。

图:主流5G手机天线方案

来源:民生证券

此外,未来随着万物互联时代的到来,将会有越来越多的设备需要配备5G通信天线。不过,由于目前较难估计,且市场空间可能远超过目前的手机市场。因此,我们此处暂时不做计算。未来随着物联网逐渐明朗,我们再进行跟踪。

综上,根据功能提升、主天线数量上升、以及我们此前预测的5G手机渗透率,至2022年,若5G手机搭载4根主天线,单机天线数量年复合增速约为13.49%;若搭载8根主天线,则年复合增速约为33.11%。

图:天线数量预测

来源:塔坚研究

2020910

(叁)

手机终端天线的价值量提升,主要在于产品升级。

从结构的不同,天线可以分为传统FPC天线、LDS天线、LCP天线(即将FPC基材换为LCP)。据估计,目前市场上仍以传统FPC天线为主,渗透率约为56%,LDS天线的渗透率为20%左右,LCP天线则为14%左右。(此处没有准确的数据,我们根据不同类型天线适用的机型粗略估计,可能存在误差)

传统FPC天线,一般指柔性电路板,主要是以聚酰亚胺(PI)为基材制成的可挠性印刷电路板。其具有配线密度高、重量轻、弯折性好等特点,在5G时代之前是主流的天线种类。

不过,由于其基材PI的介电常数和损耗因子较大,吸潮性较大,可靠性较差。因此,PI软板的高频传输损耗严重,其电磁损耗在0.02。并且,该损耗会随着5G的频率提高而增大(2020年达到6GHz,2020年后达到30-60GHz)。加之,其结构特性较差,无法作为5G天线的基材。

因此,苹果在iPhone X中率先使用了新型LCP(液晶聚合物)天线,来替代传统FPC天线。

2020910

LCP天线相对于传统FPC的优势,一方面,体现在其整体性能上;另一方面,体现在其高集成性上。

先来看性能优势:

其使用的LCP,是一种新型热塑性有机材料,其在110GHz频段的损耗仅为0.0045,远低于PI材料;具有较好的可弯折性,易于制作成小尺寸零件;由于热膨胀性小,尺寸的稳定性较好。

图:各材料射频参数

来源:国金证券

不过,LCP的耐热性较差,较难加工,从而提升了成本。除此之外,其在各项性能上均优于PI基材。

2020910

图:各软板基材性能对比

来源:中信建投证券研究发展部

再来看集成度:

随着全面屏、功能组件增加、摄像头数量增加、电池容量提高等趋势,导致留给天线的空间保持不变甚至被压缩。因此,天线小型化是必然趋势。

相比于PI,LCP可以耐受更多的弯折次数和更小的弯折半径。并且,LCP可以自由设计形状,从而充分利用智能手机的空间,提高空间利用率。

同时,传统的信号传输主要依靠天线传输线(同轴电缆),不过随着多模多频技术的发展,需要在手机中放置更多的天线传输线,造成占用空间较大。

而LCP拥有与天线传输线同等优良的传输损耗,可在仅0.2毫米的3层结构中携带若干根传输线,并将多个射频线一并引出,从而取代厚重的天线传输线和同轴连接器,减少65%的厚度。

2020910

图:LCP减少厚度

来源:中信建投

综上,由于LCP更好的性能,且能够节省天线占用的空间,未来LCP天线将逐渐替代传统的FPC天线,成为5G时代的核心天线之一。

不过,需要注意的是,由于LCP材料的价格昂贵,且加工工艺相对复杂,良率较低,导致LCP天线的成本也较传统FPC更高。根据中信建投的数据,LCP的成本是PI的2-2.5倍。目前,LCP天线基本仅在苹果手机中应用。

同时,由于LCP天线的核心工序薄膜制造的技术,仅掌握在日本村田、本可乐丽等少数企业中。并且,薄膜级树脂的产量有限,且同样掌握在日本企业中。因此,短期来看,LCP天线价格下降的可能性不高。

2020910

因此,苹果在iPhone 11中使用了性能在PI和LCP之间的PI升级材料MPI,来替代部分LCP天线。

不过,MPI在高频段下损耗较高,未来随着5G频段的提升,其无法长期作为LPC的替代品存在。预计未来苹果手机将形成以LCP为主,MPI为辅的格局。由于其各项指标均介于PI 和LCP之间,对于MPI天线,我们此处不再详述。

那么,除了LCP天线外,是否还有其他的天线可以适用于5G手机?

(肆)

另一种未来可能成为主流天线的结构,就是LDS天线,目前主要在安卓手机中应用。LDS天线,主要利用激光镭射技术,直接在支架上镀化形成金属天线,从而实现将天线直接打印于手机外壳的目的。

图:LDS天线工艺流程 来源:平安证券

2020910

由于LDS天线不占用手机内部空间,从而提升了空间使用率;同时避免了内部元器件的干扰,保证手机信号;同时,其天线性能较为稳定,精确度较高。因此,也是未来5G时代的主流天线结构之一。

不过需要注意的是,LDS仅能加工特殊的激光改性材料,材料可选范围有限。而从损耗较低的LCP的材料特性,以及加工流程上来看,不能用LDS技术进行加工。因此,未来在高频段下,LDS将向LCP天线转移。

通过上面的对比,随着未来5G频段不断提升,以及手机空间逐渐压缩,未来的天线结构,将由LDS天线、LCP天线逐渐替代传统的FPC天线。

同时,从价格角度来看,LDS天线和LCP天线的价格,较传统FPC天线也有较大幅度的提升。根据平安证券的数据,传统FPC天线的价格在4-10元,而LDS天线则为5-15元,LCP天线则高达10-30元,分别为传统FPC天线的1.5倍和3倍左右。

2020910

图:手机天线对比

来源:平安证券

综上,未来5G高频段下,天线的种类将由LDS天线向LCP天线倾斜。而MPI天线由于在高频段下损耗仍然较高,只能作为目前控制成本用的折中选择。

不过注意,上述几类天线,只是在目前5G频段不高的情况下适用的天线。

而随着5G应用越来越深,信号频率会越来越高。目前,我国5G布局主要分为三个阶段:

4.5G阶段——4G向5G过渡阶段;

5G初步阶段——以Sub-6GHz频段为主,频率范围450MHz-6GHz;

5G深入阶段——mmWave(即毫米波)商用时期,此阶段频率范围为24GHz-86GHz(也与Sub-6GHz共存)

目前,我国仍处于5G初步阶段,频段以Sub-6GHz为主。

2020910

天线的尺寸与工作频率成反比,频率越高,天线尺寸就越小。由于在Sub-6GHz频段下,其频率与4G相差不大,因此在Sub-6GHz频段下,仍然可以应用传统的天线(即上面提到的FPC、LCP、LDS等)。

不过,由于毫米波阶段,频率上升较大,因而要求天线的尺寸变小,简单的加工形式无法达到要求的精度,因此,需要借助其他的加工方式。

那么,未来的毫米波时代,天线可能的技术方向是什么?

(伍)

答案就是:AiP。

当频率高至毫米波时,信号的衰减会变得十分严重。例如在40GHz频率下,基底厚度为2mil(mil是一个长度的单位,千分之一英尺)的LCP材料中,衰减高于1dB/cm,远高于在低频段下的衰减。

因此,对于毫米波天线来说,天线到射频前端电路尽可能近距离,以减少衰减和实现实时的波束跟踪和控制。简单来说,就是需要将天线和射频进行高度集成化。

2020910

而小型化的毫米波天线可能会采用AiP(Antenna in Package)封装天线技术和其他零件共同整合在同一个封装中。

因此,AiP天线很可能成为毫米波下主流的天线种类。

AiP天线,将射频原件与天线整合在一体,再透过LCP材料加以封装,从而实现缩减PCB板面积、缩小天线尺寸、提升手机屏幕的使用面积等性能。简单理解,AiP天线就是“天线模块+HDI类载板+IC芯片”。

图:AiP结构

来源:中银国际证券

目前,能够制作AiP的国产企业较少,仅有环旭电子、长电科技、立讯精密等。不过,需要注意的是,目前还没有已上市机型搭载AiP,未来的市场格局也并不清晰。因此,此处我们不再做过多的分析讨论。

2020910

综上,未来随着5G手机的渗透率逐渐提升,天线的升级将拉动其整体的ASP。

据此测算,我们假设至2022年,LDS天线的渗透率维持目前水平,LCP天线的渗透率逐渐提升至56%(达到目前FPC目前渗透率)。据此测算,天线的市场规模从产品升级角度来看年复合增速约为15.59%。

综上,通过计算,预计至2022年,手机天线市场规模增速在33.46%-56.52%。增速很快,是受益于量价齐升,不过,天线在手机配件领域的价值量占比其实较低。对其他价值量较高的领域,如芯片、面板等,我们后续会陆续分析。

(陆)

对于行业高频指标,我们需要跟踪5G手机的出货量情况。此前已经在玻璃盖板等行业报告中提到过,我们在此处不再赘述。

下面,我们来看看这条产业链中游的竞争格局。

以未来发展空间较大的LCP天线来看,天线模组的价值占整个天线的25%左右,是除LCP软板外,价值量第二大的工艺流程。其主要负责弯折、测试、SMT(BTB)等环节,其技术难度主要体现在工艺精度上。

2020910

其中,由于LCP材料较脆,制造模组环节中,做弯折测试时容易折断,影响模组制造的良率。同时,BTB连接器需要用专门的LCP粒子注塑而成,技术难度较高。因此,能够做LCP天线模组的企业相对较少。

从集中度角度来看,中游天线模组的竞争格局较集中,CR3为54%,信维通信、硕贝德为该行业龙头,市占率均在20%左右,立讯精密排名第五,市占率为10%。

图:竞争格局

来源:中国产业信息网

移动终端天线的设计更加复杂,通用性更低,且由于天线的价值量在整个手机中占比较低,往往需要根据其他零部件的设计和占用空间程度,来调节天线的

2020910

设计。因此,移动终端天线厂商与声学、电池等手机元器件不同,天线的设计需要与手机厂商深度绑定,客户黏性更大,行业进入壁垒更高。

从客户布局上来看,信维通信目前主要以LDS天线为主,客户包括苹果(主要在iPad、Mac、Apple Watch中使用)、华为、OPPO、vivo等。其已经具备LCP天线的设计、制造能力,目前正在建设一条中规模的LCP生产线(包含LCP前道和后道工艺),预计2021年能够投入生产。

硕贝德主要布局LDS天线,其客户包括华为、三星、OPPO、vivo等手机厂商。而其LCP天线目前正在产品测试和样品交付中,进度较信维通信略快。

立讯精密,其天线产品主要为LCP天线以及传统天线(FPC、LDS),是全球主要的LCP天线模组供应商,其客户主要以苹果为主。

综上,从短期来看,随着安卓机中LDS天线渗透率的提升,加之LDS天线的价值较传统FPC天线更高,主营LDS天线的信维通信、硕贝德的市占率还有一定的增长空间。

不过,从长期来看,未来LCP天线由于在高频下具有更优良的性质,且能够替代射频同轴线缆,从而减少空间并中和一部分成本,未来存在向安卓机下沉的可能。因此,在LCP天线领域布局较早的立讯精密长期增长空间较大。

2020910

同时,从各家厂商布局AiP天线的情况来看,立讯精密、硕贝德的布局较早。其中,硕贝德和中芯长电,合作打造了全球首个5G超宽频毫米波AiP天线,不过并未量产。而信维通信此处的布局进度相对慢一些。

除了原本的天线厂家外,一些封装厂商如环旭电子等,也可能会加入未来AiP天线的竞争,使竞争格局变得更加激烈。同时,据称苹果公司可能会自己搭建AiP产线,如果属实,可能会对相关厂商造成一定影响。 不过,由于目前尚未有搭载AiP的机型上市,竞争格局尚不明确。

(柒)

好,行业增长驱动力看完后,我们再继续深入,梳理一下这条产业链图谱………

以上,为本报告部分内容。近期我们新开辟了基金笔记、宏观笔记、产业链梳理笔记三个研究系列。如需获取全部行业笔记、基金笔记、宏观笔记、建模笔记,请扫描下方二维码订阅专业版报告库。一分耕耘一分收获,只有厚积薄发的硬核分析,才能在关键时刻洞见未来。

扫码阅读优塾核心产品

2020910

【版权与免责声明】1)关于版权:版权所有,违者必究,未经许可,不得以任何形式进行翻版、拷贝、复制。2)关于内容:我们只负责财务分析、产业研究,内容观点仅供参考,不支持任何形式的决策依据,也不支撑任何形式的投资建议。本文是基于公众公司属性,根据其法定义务内向公众公开披露的财报、审计、公告等信息整理,不为未来的变化做背书,未来发生的任何变化均与本文无关。我们力求信息准确,但不保证其完整性、准确性、及时性。市场有风险,研究需谨慎。3)关于主题:财务建模报告工作量巨大,仅覆盖部分重点行业及案例,不保证您需要的所有案例都覆盖,请谅解。4)关于平台:优塾团队所有内容以微信平台为唯一出口,不为任何其他平台内容负责,对仿冒、侵权平台,我们保留法律追诉权力。

【参考资料】【1】兴业证券:兴业证券医疗器械行业深度报告:黄金十年,谁执牛耳.20190319

2020910

发布评论

评论列表 (0)

  1. 暂无评论