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5G时代,电子行业有望精彩纷呈
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在 5G 带动下,智能手机创新节奏加快,5G 技术变革+摄像头创新+软硬件升级,将推动全球智能手机迎来换机热潮,销量下滑趋势迎来转机。除手机外,以TWS 耳机、智能手表为代表的智能可穿戴设备蓬勃发展,AI 及超高清视频将推动安防行业创新发展,5G 给IOT 产业带来了新的生机与活力,将推动全球电子半导体迎来新一轮投资机遇。2020 年 二季度安卓阵营 5G 手机有望率先拉货,上半年苹果将推出 iPhone SE2,苹果产业链淡季 不淡,三季度苹果新机开始备货,展望苹果 5G 手机销量乐观,电子板块二三季度有望迎 来较好的拉货需求。

一、5G手机变革创新+软硬件升级,产业链积极受益

1.1 2019 年智能手机出货量见底,5G 换机潮 2020 年开启

2019 年出货量将成为低点,长期仍有增长空间。2019 年受制于明年 5G 手机的到来, 消费者换机意愿进一步降低,全球智能手机出货量继续下滑,但降幅有所收窄。但是随 着 2020 年 5G 手机的放量,将会带来一波换机潮,中长期新兴地区智能手机仍有替换 功能机的需求,因此长期看好智能手机出货量保持平稳发展。

未来智能手机行业不能简单以制造业看待。虽然智能手机出货量长期不会再有快速增长 的成长性,但是智能手机在物联网时代会起到非常重要的核心作用。5G 万物互联时 代,智能手机仍然最有希望成为各类智能硬件的移动控制中枢,随着不同爆款智能硬件 的诞生,智能手机的换机时间将会呈现一定的周期性,因此未来智能手机出货量或将是 一个曲折上升的状态,直到某一革命性产品的诞生以替代智能手机。

 

4G 换机与 5G 换机区别大。

1)4G换机有智能手机替换功能机加持,因此 4G手机出货量增速很快。

2)2011 年 4G 智能手机在欧美日韩出货,元年渗透率 6.9%。中国市场推迟至 2013 年,但是中国市场一旦打开,渗透率快速提升 25.1%,2018 年 4G 手机渗透率已经达到 94.5%。而对于 5G 手机来讲,中国将会是第一批发售的国家,有望提升 5G 手机渗透速 度。

3)4G 网络带来了图片传输到视频传输的变革,5G 或将带来二维信息传输向三维信息 传输的变革,物联网亦将对运营商的网络带宽提出更高的要求,但是目前内容创新仍待 验证。

4)首批 5G 手机价格超 5000 元,而 4G 手机在 2011 年价格在 2000-3000 元,预计 5G 手机将会在 2021年普及至千元机,但是上市初期高价会抑制 5G手机的换机速度。

总结来看,5G手机会加快智能手机尤其是高端旗舰机的换机速度,但是相对于 4G手机 的渗透速度会偏慢。

我们研判 2020 年 5G 手机销量有望达到 2.75 亿台,渗透率 19.7%,主要是苹果、华为 拉动,预测到 2021 年,5G 手机销量有望达到 5.95 亿台,渗透率将快速提升,达到 41.3%,2022年渗透率将达到 60%。

1.2 看好 5G 手机天线、射频前端、手机主板、被动元件、ODM/EMS 受益机会

1.2.1 5G 手机天线量价齐升

从 LDS 到 MPI、LCP,5G 手机天线价值量大幅增长。4G 手机,天线单机价值量较低, 到了 5G,手机天线将发生重大变革,首先是天线数量会大幅增加,其次是天线材质将 发生变化,采用 MPI 及 LCP 作为传输线或者天线,如苹果手机,采用 MPI 及 LCP 天 线,单机价值量大幅提升,华为 Mate 30 5G 版机型搭载 21 根天线,并采用 LCP 传输 线等。

5G 时代,MPI、LCP 将各司其职,快速增长

2017年 iPhone X中使用的 4块 LCP材料,分别是:上下天线???、3Dsensing摄像头部 分、两层主板直接的链接部分,基于成本的考虑,2019 年苹果新机增加了 MPI 料号, 替代了部分 LCP料号。

5G 时代 MPI 和 LCP 会共存,中低频采用 MPI,高频采用 LCP。由于 LCP 短期由于价 格较贵,而 MPI 在中低频段具有性价比优势,因此我们认为 5G 时代,中低频将采用 MPI,高频将采用 LCP,二者将会共存。

LCP 短期存在的问题:价格贵

① LCP 材料短缺:目前 LCP 薄膜材料主要掌握在日系厂商手中,主要有 Primatec 和日 商 Kuraray,Primatec已经被村田收购因此材料仅供内部使用,唯一剩下 Kuraray 可以供 货其他厂商,且在供货稳定度上仍有可能不佳。 ②资本开支较大:LCP 软板层数更高,有些甚至到 10 层以上,必须使用激光打孔技 术,机械设备投资远高于传统的软板;因此综合成本高。

③ 制造难度大,良率仍需提升:由于 LCP 较脆,制造模组环节中做弯折测试时,容易 折断,良率较低,由于本身 LCP材料价格贵,这会进一步抬高成本。

MPI 的优势:中低频段性价比优势

MPI 软板的介电常数,吸湿性和传输损耗都介于 PI 软板和 LCP 软板之间,特别是随着 工艺的改进,在中低频段,性能与 LCP几乎比肩,而价格相对 LCP要便宜。

 

高通推出 5G 毫米比 Aip 射频模组,参考设计采用 LCP 连接,但是由于中间传输的信号 小于 10GHz,并非只能用 LCP,所以也可以采用 MPI连接。

 

5G 手机天线受益公司:立讯精密、鹏鼎控股、信维通信、东山精密、电连技术、硕贝 德。

1.2.2 射频前端迎来发展良机

射频前端作为无线通信最核心的环节,将迎来高增长。根据 yole 的预测,全球射频前端 市场将由 2017 年的 150 亿美元增长到 2023 年的 350 亿美元,复合增速高达 14%;其 中天线开关市场将由 2017 年的 10 亿美元增长到 2023 年的 30 亿美元,复合增速 15%;射频低噪放市场将由 2017 年的 2.46 亿美元增加到 2023 年的 6.02 亿美元,复 合增速 16%。

手机和 WiFi 连接的射频前端市场规模 2017 年为 150 亿美元,预计将在 2023 年达到 352 亿美元,复合年增长率为 14%。

射频开关增速最快。5G 手机需要新增大量的射频开关,2017 年射频开关市场规模约 10 亿美元,预计至 2023 年,市场规模将增长至 30 亿美元,2017-2023 年复合增速高达 20%。

滤波器 2017-2023 年复合年增长率高达 19%。射频前端产业中最大的市场为滤波器,将 从 2017 年的 80 亿美元增长到 2023 年 225 亿美元,复合年增长率高达 19%。该增长 主要来自于 BAW 滤波器的渗透率显著增加,典型应用如 5G NR 定义的超高频段和 WiFi 分集天线共享。

低噪声放大器 2017-2023 年复合年增长率 16.2%。2017 年低噪声放大器市场规模约 2.46 亿美元,预计至 2023 年,市场规模将增长至 6.02 亿美元。

天线 Tuners 2017-2023年复合年增长率 15%。2017 年天线 Tuners 市场规模约 4.63 亿 美元,预计至 2023 年,市场规模将增长至 10 亿美元。

功率放大器市场增长相对稳健,复合年增长率为 7%,将从 2017 年的 50 亿美元增长到 2023 年的 70 亿美元。高端 LTE 功率放大器市场的增长,尤其是高频和超高频,将弥 补 2G/3G 市场的萎缩。

 

5G 射频难度大幅增加,量价齐升

5G 射频难度大幅增加。5G 频率的提升,给射频设计带来了新的挑战。尤其是在智能手 机领域,这种挑战尤为严峻:一方面手机越做越薄,这就给射频模组留下了越来越少的 空间。这些手持设备除了对 5G 频段的支持以外,还需要对之前的 LTE Advanced/Pro、 4G、3G 和 2G 等网络进行兼容,这就给 PA、射频开关、滤波器等射频前端器件提出了 新的难题。

智能手机射频前端模组化趋势明显。为了适应智能手机轻薄化及降低成本的需求,射频 前端的集成度也会逐渐增加,且集成度会越来越高,5G 手机也不例外,手机芯片需要 更高的集成度。因而,手机射频产品越小,才能将更多的空间留给手机厂商来完成其它 差异化功能。5G 的挑战,将促进砷化镓(GaAs)、天线调谐、BAW 滤波器以及天线 复用器和高整合度??榈燃际醯姆⒄?。

射频前端与智能终端一同进化,4G 时代,智能手机一般采取 1 发射 2 接收架构。由于 5G新增了频段(n41 2.6GHz,n77 3.5GHz和 n79 4.8GHz),因此 5G手机的射频前 端将有新的变化,同时考虑到 5G 手机将继续兼容 4G、3G 、2G 标准,因此 5G 手机 射频前端将异常复杂。

预测 5G时代,智能手机将采用 2 发射 4 接收方案。

无论是在基站端还是设备终端,5G 给供应商带来的挑战都首先体现在射频方面,因为 这是设备上网的关键出入口,即将到来的 5G手机将会面临多方面的挑战:

更多频段的支持:因为从大家熟悉的 b41 变成 n41、n77和 n78,这就需要对更多频段 的支持;

不同的调制方向:因为 5G 专注于高速连接,所以在调制方面会有新的变化,对功耗方 面也有更多的要求。比如在 4G 时代,大家比较关注 ACPR。但到了 5G 时代,则更需 要专注于 EVM(一般小于 1.5%);

信号路由的选择:选择 4G anchor+5G 数据连接,还是直接走 5G,这会带来不同的挑 战。

开关速度的变化:这方面虽然没有太多的变化,但 SRS 也会带来新的挑战。

其他如 n77/n78/n79 等新频段的引入,也会对射频前端形态产生影响,推动前端模组改 变,满足新频段和新调谐方式等的要求。

 

Qorvo 指出,5G 将给天线数量、射频前端??榧壑盗看捶对龀?。以 5G 手机为 例,单部手机的射频半导体用量达到 20-30 美金,相比 4G手机近乎翻倍增长。其中滤波器从 20 多个增加至 30 多个,频带从 20 个增加至 30 个(含 4G 重耕频段),射频 开关从 10 个增加至 20 多个,载波聚合从 10 多个增加至 20多个。

5G 手机功率放大器(PA)用量翻倍增长:PA 是一部手机最关键的器件之一,它直接 决定了手机无线通信的距离、信号质量,甚至待机时间,是整个射频系统中除基带外 最重要的部分。手机里面 PA 的数量随着 2G、3G、4G、5G 逐渐增加。以 PA 模组为 例,4G 多模多频手机所需的 PA 芯片为 5-7 颗,预测 5G 手机内的 PA 芯片将达到 16 颗之多。

5G 手机功率放大器(PA)单机价值量有望达到 7.5 美元:同时,PA 的单价也有显著 提高,2G 手机用 PA 平均单价为 0.3 美金,3G 手机用 PA 上升到 1.25 美金,而全模 4G手机 PA 的消耗则高达 3.25 美金,预计 5G手机 PA 价值量达到 7.5 美元以上。

载波聚合与 Massivie MIMO 对 PA 的要求大幅增加。“一般情况下,2G 只需非常简 单的发射???,3G需要有 3G的功率放大器,4G要求更多滤波器和双工器载波器,载 波聚合则需要有与前端配合的多工器,上行载波器的功率放大器又必须重新设计来满 足线性化的要求。

射频前端国产化趋势下,看好国内射频前端龙头:卓胜微,建议关注麦捷科技。

1.2.3 手机主板(高阶 HDI、SLP)

5G 手机,由于射频前端等元器件的增加,主板面积有望增加 20-30%,有望采用更高阶 的 HDI 板,价值量积极提升,苹果的 SLP 价值量也有望大幅提升,核心受益公司:鹏 鼎控股、东山精密(Multek)。

1.2.4 被动元件

被动元件在电路中必不可少,射频前端元件的增加必然带来电容电阻电感等元件的同步增 加,预测 MLCC 及电感元件单机价值量提升 20-30%,核心受益公司:顺络电子、三环 集团、风华高科。

1.2.5 5G 手机 ODM/EMS

5G 智能手机创新对 ODM 及 EMS 的要求不断提升,单价价值量提升显著,核心受益公 司:闻泰科技、光弘科技。

二、手机摄像头持续升级,光学??榫捌?/span>

2.1 数量:摄像头升级加速,三摄/四摄快速渗透

摄像头是智能手机创新最大的细分???。近几年,终端厂商的创新方向主要是摄像头、 屏幕、无线充电三大领域。摄像头是其中最重要的一个方向,数量上从单摄到双摄到三 摄到华为 P30 Pro 的四摄,功能上从单一的像素提升发展成大光圈、超广角、潜望式长 焦、TOF等特色镜头的引入,摄像头是智能手机行业最具投资前景的环节。

 

2019 年三摄四摄渗透率快速提升。根据国金证券研究创新中心的数据,2018 年国内新 增激活的智能手机中,单摄、双摄、三摄、四摄的渗透率分别为 34.9%、63.3%、 1.9%、0%;2019 年 1-9 月国内新增激活的智能手机中,单摄、双摄、三摄、四摄的渗 透率分别为 9.5%、65.2%、20.6%、4.7%。我们预计,全球多摄渗透率较国内会低,但 是整体趋势非常确定,三摄、正在快速往中低端机型渗透,而四摄则正在成为高端机型 的标配。

 

2019-2021 年摄像头需求量增速 18.6%。随着 5G 带来的手机换机潮,我们预计 2020 年 智能手机出货量将恢复增长,2019-2021 年出货量同比增速分别为-4.3%、+6.7%、2%。 同时,三摄、四摄持续在智能手机中渗透,预计摄像头需求量仍将维持快速成长,测算 2019-2021 年手机摄像头需求量达到 42.9、52.3、59.5 亿颗,平均每部手机摄像头数量 为 3.19、3.65、4.07颗,需求量同比增速分别为 20.1%、22.1%、13.7%。

摄像头数量多少是极限?从目前时间点来看,三摄+TOF 是未来智能手机后置摄像头的 主流方案,单摄+TOF 是前置摄像头的方案;而四摄+TOF 是旗舰机型后置摄像头的标 配方案,双摄+TOF 是前置摄像头的标配方案。因此,未来单部手机的摄像头平均数量 会达到 6-7颗。

2.2 规格升级一:2020 年 48/64M 成为标配,推动 7P镜头放量

像素升级仍是终端厂的主流卖点。像素对于普通消费者仍然是摄像头最为直观的性能 (噱头更强,其实对于性能提升有限)。2019 年 11 月,小米发布新机 CC9 系列,采用 后置五摄(108M 超高清镜头+20M 像素超广角摄像头+12M 像素人像镜头+5M 像素超长焦镜头+微距镜头)以及前置单摄,只能手机摄像头像素首次达到 1 亿像素,同时配备 8P镜头(尊享版)。

2020 年,随着 64M 像素在旗舰主摄的渗透,7P 镜头的出货量将会快速放量。此外,苹 果也将大概率在 2020年新机中首次使用 7P镜头。

2019 年 48M 像素开始放量。根据国金证券数据创新中心的数据,2019 年 1 月国内智能 手机主摄 40M 以上的机型激活量占比为 3.1%,2019 年 10 月这一数据已经达到 43.4%,主要是 40M 和 48M 摄像头放量。

2020 年 64M 推动 7P 镜头放量。48M 摄像头目前主要是 6P 镜头,有少量使用 7P 镜 头,但是我们预计 64M 以上镜头将会标配 7P 镜头,预计 2020 年各大品牌旗舰机都将 采用 64M 主摄,7P镜头将会迎来放量元年。

2.3 规格升级二:7P 之后,玻塑混合镜头或将站上历史舞台

华为开始在荣耀旗舰机上试用玻塑混合镜头。2019 年 5 月 21 日,荣耀发布新机荣耀 20Pro,该机配备了四摄后置镜头,包括一枚 4800 万主镜头(IMX586、f/1.4、 28mm)、一枚 800 万长焦镜头(f/2.48、80mm)、1600 万超广角镜头(f/2.2)、200 万微距镜头(f/2.4)。其中 4800 万主镜头采用 6P1G 的玻塑混合镜头,这是继 LG V30 之后首次有头部终端厂商采用玻塑混合镜头方案。

镜片数量越来越多是玻塑混合成为可能性的主要原因。镜头是由多个镜片构成,光线通 过时,镜片组会过滤杂光(如红外线,红外线会显著影响成像质量),多层镜片组合会 互相矫正过滤,每多一片最终成像就会更趋向完美一些,理论上镜头片数越多是为了成 像越真实。就单反相机而言,定焦镜头结构简单,镜片数相对较少,10 片镜片以下的 定焦镜头也很多;变焦镜头则相对结构复杂,通常镜片数在 10-20片之间。

镜片并非越多越好。镜片多通??梢栽銮烤低返慕馕隽τ攵员榷?,还能改善暗态下的炫 光。理论上,达到相同的成像效果,镜片越少越好,一方面可以降低成本,另一方面少 镜片可以增加光通量。所以,通常定焦镜头成像质量会好于变焦镜头。

手机厚度成为多镜片的瓶颈,玻塑混合或是 7P 之后的发展方向。对于手机镜头来讲, 镜片片数越多,光线过滤、成像失真和色彩还原效果越好,7P 镜头将会进一步提升镜 头的聚光能力和解析能力。7P 之后,受限于手机的厚度,8P 的设计难度将会越来越 大,而加入折射率更高的玻璃镜片将会有效改善镜头组的厚度,6P1G 或 5P2G 可能会 被更多使用在手机摄像头上。

玻塑混合镜头的瓶颈。1.成本问题。玻璃镜片,尤其是玻璃非球面镜片的价格是塑胶镜 片的数倍,而组装玻塑混合镜头时的良率较低也会显著提升玻塑混合镜头的单价,这是 目前玻塑混合镜头无法大规模推行的主要原因。2.产能问题。模造玻璃所需的模压机产 能不足,仍不够为动则几千万部的机型提供足量的玻璃镜片。但是,随着镜头厂以及模 具厂在过去几年不断地扩张玻璃镜片的产能,而产能的扩张又会进一步降低生产成本, 未来玻塑混合镜头有很大的潜力能够在高端旗舰机中开始渗透。

 

哪些镜头可能会用到玻塑混合镜头?1)潜望式镜头,P30pro 首发潜望式摄像头,可以 实现五倍光学变焦,十倍混合变焦,五十倍数码变焦,但是高倍变焦下图像质量不佳。 采用透过性更好,折射率更高的玻璃镜片,有望改善高倍光学变焦下的成像质量。2) 电影镜头,Mate30pro 首发 4000 万电影镜头,能够拍摄 7680fps 超级慢动作。长时间拍 摄产生的热量,对于镜头以及其他电子元器件的稳定性会造成一定影响,因此,电影镜 头未来有可能采用热稳定性更高的玻塑混合镜头。3)1 亿像素镜头,高像素 CMOS 意 味着镜头的解析力需要同步提升,目前 64M 镜头可以用 7P 镜头来满足,但是 1 亿像素 采用 8P 还是玻塑混合路径,仍看两个方案的成熟度。7P 目前无论是 Largan 还是 Sunny 良率都较低,8P 则会进一步降低良率,随着镜头升级速度加快,7P/8P 的良率问题或许 会给玻塑混合主摄镜头带来上量的机会。

2.4 规格升级三:潜望式摄像头加速渗透

潜望式摄像头是智能手机高倍“光学变焦”必经之路。现在智能手机“光学变焦”主要还是 依靠 2-3 个定焦镜头的配合,其中最为重要的长焦镜头。变焦倍数越高,长焦摄像头的 高度越高,智能手机的厚度不足以支持高倍长焦摄像头的高度,而潜望式摄像头是解决 这个问题最为直接有效的方法。

目前搭载潜望式摄像头的机型只有华为 P30 Pro一款,结构和 OPPO在 2017年MWC上 的概念机类似。组成上,潜望式摄像头模组与常规摄像头模组差异不多,均含有感光芯片、镜头组、红外滤光片、音圈马达,潜望式摄像头较常规摄像头多一到两个光线转向 元件。光线转向单元包括棱镜外壳、棱镜、棱镜座、支承轴套、支承轴、支承卡座。

结构上,潜望式摄像头则与常规摄像头模组由比较明显的差异,潜望式镜头镜片与智能 手机平面垂直放置,而常规摄像头镜头镜片则是与平面平行放置,因此潜望式摄像头为 镜头组提供更长的空间选择。潜望式摄像头在智能手机中结构的差异实现了更高的摄像 头模组高度。

 

潜望式还有两大升级方向。1)十倍以上光学变焦,此处需要用到玻塑混合镜头;2)大 尺寸 CMOS推动两次转向潜望式,此处需要用到两颗玻璃转向棱镜。

预计 2020 年至少有五款机型将采用潜望式摄像头方案,潜望式摄像头模组的需求量将 达到 6000-8000 万颗,相较于 2019 年的 1100-1300 万颗成长 4-5 倍,其中有方案采用十 倍光学变焦,玻塑混合镜头将因此放量。

2.5 规格升级四:TOF 摄像头成为后置标配

3D 摄像头作为三维信息的采集入口,必将成为智能手机的标配。相对于 3D 结构光, TOF 具有结构简单,理论成本低,远距离精度高等优势,且 3D 结构光的专利苹果公司 布局非常完善安卓手机厂商方案落后 iPhone大约 1-2年,因此安卓手机更加倾向于采用 TOF方案,目前华为,OV都已经推出 TOF机型。市场通常认为前置摄像头宜采用短距 离精度更高的结构光方案,而后置适合远距离精度更高的 TOF 方案,但是综合考虑成 本、专利、以及 TOF传感器精度的提升,TOF有希望在安卓市场往前置摄像头渗透。

AR 内容将成为 TOF 的有力推手。随着 5G 的到来,AR/VR 被认为是最有可能推出爆 款内容的一大方向。作为三维信息的入口,在眼镜硬件推出之前,我们认为手机+TOF 将是实现 AR 内容的硬件端,相对成本低且消费者更加容易接受。目前终端已经在开始 布局相关硬件储备,如华为 P30 Pro,Mate30 Pro,三星 S10 5G版等,苹果明年 iPhone 新机也有望搭载 TOF摄像头。

2020 年 TOF 出货量预计能够达到 1.8-2.0 亿颗。2019 年底,安卓手机开始在顶级旗舰 机型后置摄像头中试水 TOF,华为仍将是最大推手。我们预计 2020年 TOF 的需求量将 达到 1.8-2.0 亿颗,华为 P 系列,Mate 系列,荣耀 V系列等华为的中高端机型需求量将 会有 8000 万颗左右,三星旗舰机约 4000-5000 万颗需求量,iPhone 两款后置 TOF 需求 量 4000-5000万颗,OV小米合计需求量 2000-3000万颗。

2.6 屏下光学指纹渗透推动光学镜头需求量

屏下指纹是智能手机全面屏大趋势下的必然产物。过去两年,屏幕和摄像头是智能手机 升级的主要两大方向,其中屏幕包括面板技术路径(LCD 和 OLED)、屏占比、屏幕 外形(3D 玻璃、瀑布屏等等)。从屏占比来看,终端厂商持续追求更大的屏占比, 2019年 9月发布的 Vivo Nex3官方称屏占比达到 99.6%,采用弹出式前置摄像头和屏下 指纹方案。

 

屏下指纹分为光学、超声波两种方案。从性能上来看,屏下光学指纹相对屏下超声波指 纹成本低,但是精准度较低。目前,超声波方案主要是三星旗舰机,安卓其他品牌以及 三星的中低端机型均采用光学指纹方案。TrendForce 预测,2019 年屏下光学指纹识别 占比将达到 82%。三星基于高通超声波方案旗舰机型将贡献剩下 18%份额中的主要部 分。根据国金证券数据创新中心的统计数据,2019 年 9 月国内采用屏下指纹方案的智 能手机销售量占比达到 32.2%,1月这一数据仅仅为 14.2%。

屏下光学指纹一般需要光学镜头或者在芯片上镀膜。屏下光学指纹模组主要由芯片、光 学镜头、滤光片等零部件构成,其中光学镜头目前多采用 3P镜头,部分采用 4P镜头, 相对后置镜头较为低端。

2.7 看好摄像头产业链相关标的

2020年,5G手机放量元年,叠加摄像头持续创新,建议重点关注产业链相关标的。

光学镜头:舜宇光学科技、瑞声科技、联创电子;

滤光片&窄带滤光片:水晶光电、五方光电;

摄像头模组:舜宇光学科技、丘钛科技、欧菲光;

三、可穿戴设备持续高增长,关注 TWS、智能手表、VR/AR 眼镜

5G 时代,电子设备承载的数据量成倍增加,智能手机一个数据入口已经无法满足铺天 盖地的信息量,因此近两年来可穿戴设备逐渐成为智能手机分流信息的重要设备,主要 设备包括无线耳机、智能手表和智能眼镜等。

3.1 TWS 高增长确定性,聚焦核心受益公司

TWS,True Wireless Stereo,指真无线立体声,TWS耳机没有传统耳机的物理线材,左 右两个耳机通过蓝牙方式组成立体声系统,手机连接一个接收端即可,此接收端会把立 体声通过无线传输的方式分到另一个接收端,组成立体声系统。便携性是 TWS 耳机的 最大优势,TWS 耳机佩戴时不会出现耳机线缠绕的问题,且一般符合人耳工程学设 计,日常使用无需担心掉落。

 

蓝牙 5.0 推动 TWS 耳机放量。蓝牙 5.0 不仅可以兼容老版本的蓝牙产品,而且传输速 度更快,工作距离更远,有效距离可达 300 米,可稳定的连接整个家庭或整间办公室内 的各种移动设备。在实际应用方面,蓝牙 5.0 的高传输带宽可让 TWS 无线蓝牙耳机的双边通话成为可能。自 2018 年开始,主流智能手机品牌的旗舰机均支持蓝牙 5.0,为未 来的蓝牙产品奠定终端的硬件基础。

未来 AirPods 或将具备人体测温功能。AirPods 未来会看重在大健康领域的应用,苹果 首先将在 AirPods 放入温度传感器,让用户能够量测体温,未来苹果很有可能将更多的 生物传感器放入 AirPods。2018 年 11 月苹果更新了 AirPods 商标,为其扩大用途而铺 路,其中一类是“一般健康仪器”,即健康、健身、运动传感器、监控,可传输生物资料 数据、心律、动作侦测、卡路里消耗等。

AirPods 是苹果过去两年最成功的硬件产品,出货量维持高速成长,2017 年出货量约为 1600 万台,2018 年达到 3500 万台左右,我们预计 2019-2021 年苹果 AirPods 出货量将 进一步快速增长,出货量分别达到 6000、10000、14000万台。

除苹果之外,华为、三星、小米、OPPO、魅族、索尼、荣耀手机厂商也都陆续跟进, 相继推出了自家的 TWS,且各具特色。在手机无孔化的趋势下,TWS 或将成为未来智 能手机旗舰机的标配。

除苹果外,我们认为华为 TWS耳机将迎来爆发式增长,目前第三代 Freebuds 已采用自 研芯片,有望奋起直追,预计 2021年将达到 3000万套,看好产业链核心受益公司。

预测 2019 年全球 TWS 耳机将达到 1.2 亿套,按照新增手机的配套渗透率测算在 89%,而按照保有量配套渗透率则仅为 3-4%,还具有较好的发展空间。

TWS 麻雀虽小五脏俱全。以 AirPods 二代为例,单个 AirPods 重 4g,耳机尺寸为 16.5×18.0×40.5mm,充电盒重 40g,充电盒尺寸为 44.3×21.3×53.5mm。AirPods 耳机中 拥有电池、麦克风、天线、扬声器驱动器、电路板、柔性电缆、Apple H1 芯片、低功 耗立体声音频解码器;充电盒重包括电池、无线充电???、散热板、MCU 芯片、电路 板等主要零部件。

 

TWS耳机 ODM/EMS厂主要有立讯精密、歌尔股份、共达电声、佳禾智能等。

3.2 智能眼镜逐渐站上历史舞台

智能眼镜分为 VR、AR 和 MR 眼镜。首先,简单解释一下虚拟现实(Virtual Reality, VR)、增强现实(Augmented Reality,AR)和混合现实(Mixed Reality,MR)的区 别。通俗来讲,VR 是把真实物体放入虚拟环境,AR 是把虚拟物体放入真实环境,MR 一般理解和 AR 类似,但是有很大的区别就是 MR 需要把真实环境通过摄像头进行三维 重建,再加入虚拟物体,进而可实现多人交互。从技术范畴来讲,VR 是一种极端的 AR 情景,是 AR 的真子集;从应用层面来讲,VR 更加偏向娱乐性,如 VR 游戏等,但 是 AR和 MR可同时具备娱乐性和应用性,例如 16年爆火的游戏 Pokemon Go、医疗辅 助、远程教育等等,因此 AR 和 MR 被认为在未来具有更好的发展前景。

 

VR/AR 游戏渗透率提升,但是普及度仍然较低。根据 Steam 游戏平台的数据,过去一 年 VR 游戏玩家占比 Steam 总玩家的比例从 2018 年 7 月的 0.73%提升至 2019 年 6 月的 1.00%,呈现稳步上升趋势,而 VR 应用数量也从相应的 3349 款提升至 4322 款,无论 是硬件还是应用端,VR 游戏呈现稳步向上趋势,但是整体来看,渗透率仍然较低。

……

相对来说,优质的 AR 眼镜仍需要时间孵化。

AR 设备的核心是光学系统,光学系统通常由微型显示屏(Micro-OLED/LED,投射式 LCD、反射式 LCOS、DLP 等)和光学元件(棱镜、自由曲面、BirdBath、光波导镜片 等)组成。其中,光波导方案从显示效果、尺寸以及量产能力上来看,是最具潜力的方案之一。两大 AR 眼镜产品微软的 Hololens 以及 Magic Leap One 都是采用了光波导方 案。

光波导可以分为阵列光波导和衍射光波导。

衍射光波导主要使用表面浮雕光栅和全息体光栅两种光栅,前者是材料表面浮雕出来的 高峰和低谷,后者是全息技术在材料内部曝光形成的明暗干涉条纹。目前表面浮雕光栅 占市场上衍射光波导 AR 眼镜产品的大多数,主要是受益于传统光通信中设计和制造积 累的技术。

优质 AR 眼镜的难度依旧。站在这个时间点上,我们认为推出优质 AR 眼镜的难度已经 非常大,终端厂商或许会为了抢市场做首发争先推出 AR 眼镜,但是要做到优质的消费 级 AR 眼镜或许仍将需要 2-3 年的时间。目前,AR 眼镜的痛点包括 1)45°的 FOV目前 仅适用于 to B端业务;2)Eye Box尺寸过??;3)亮度、透光率不佳,像素停留时间造 成画面迟滞;4)对比度、均匀度、颜色品质;5)虚拟、透视图像扭曲;6)体积、重 量、外形;7)电池性能等等问题。

综合来讲,距离具备大 FOV、小体积、高亮度、适合户外等强大特性的 AR眼镜问世还 会有很长一段时间。

VR/AR 眼镜的竞争才开始。VR 领域,Sony、Oculus 和 HTC 三足鼎立,2018Q3 三者 VR 设备出货量合计占比达到 52.3%,其中龙头索尼公司占比为 24.4%;AR 领域,微软 HoloLens和 Magic Leap One分居前两位,微软去年赢得了美国陆军 4.8亿美元 AR项目合同。AR/VR/XR 市场不久后还会有许多重量级新玩家入场,Facebook、华为、苹果均 有很有可能在未来 2-3年推出与其智能手机匹配的 AR眼镜。

华为推出 VR Glass。相比于传统的 VR 眼镜,华为 VR Glass 体积更小,眼镜厚度仅为 26.6 毫米。其采用了超短焦光学系统,组装过程全程严苛,其采用三段式折叠光路,5 像素高精度校准。组装环境是 100 级无尘环境,镜筒装配工序达到 70 道,光学镀膜部 分达到六层?;?VR Glass还针对近视人群进行专门调整,华为 VR Glass支持 700°的 屈光度调节,左右眼可以独立修改?;?VR Glass 镜腿部分内置双扬声器,双 Smart PA?;?VR Glass 采用弹性面罩,其采用磁吸式可拆卸设计,符合人体工学设计。其 单眼分辨率达到 1600×1600,像素密度达到 1058PPI?;?VR Glass 内置华为 VR 视频 平台,包含 3 万小时高清内容。另外,华为 VR Glass 还支持手机模式和电脑模式,方 便用户与其他产品互联。

3.3 长期看好可穿戴设备产业链企业

虽然目前 VR/AR 智能眼镜产品仍处于前期导入阶段,但从长远角度来看,智能眼镜尤 其是 AR具备成为下一代运算中心的潜力,看好智能眼镜相关产业链企业。

TWS 整机:歌尔股份、立讯精密、共达电声、漫步者;

VR/AR眼镜模组:歌尔股份;

AR 光波导镜片:歌尔股份、水晶光电、舜宇光学科技;

TOF 摄像头:水晶光电、舜宇光学科技。

四、功率半导体产业稳健成长,国产替代恰逢其时

4.1 全球功率半导体器件需求发展稳健

2016-2022 年功率分立器件复合增速为 3.8%。功率器件是半导体的一个重要分支,根据 WSTS 的统计,2017 年全球功率器件产值同比增长 10.7%,在半导体总产值中占比 5.3%。Yole 预测,2016 年全球功率器件市场规模约为 292 亿美元,预计至 2022 年市场 规模将增长至 364 亿美元,2016-2022 年复合增速为 3.8%。其中,2022 年电源管理 IC 市场规模约为 187 亿美元,2016-2022 年复合增速为 3.4%;功率模组市场规模约为 50 亿美元,复合增速为 7.0%;功率分立器件市场规模约为 137亿元,复合增速为 3.1%。

2017 年,功率分立器件市场规模约 154 亿美元,同比增长 12.2%,主要是电动汽车及 IOT 等新兴市场需求,预计 2023 年将达到 188 亿美元,2016-2023 年年均复合增速 4.4%。

功率半导体器件可用于几乎所有的电子制造业,其下游应用非常广泛,包括新能源 (风电、光伏、电动汽车)、消费电子、智能电网、轨道交通等,根据每个细分产品的 物理性能不同(主要是针对高频和高功率两大性能),不同的功率器件(MOSFET、 IGBT、SiC等)可以应用于不同的领域。

功率半导体器件按照下游应用领域,主要可以分为五大类,包括工业控制(市场占比约 为 23%),消费电子(20%),计算机(20%),汽车电子(18%),网络通信 (15%)。

MOSFET、IGBT、整流桥是功率半导体器件中最为重要的三个细分产品,2017 年 MOSFET 在功率器件中的占比达到 41%,整流桥 21%,功率??檎急?23%,IGBT 则为 7%。

MOSFET:MOSFET 全称金属氧化物半导体场效应管,是一种可以广泛使用在类比电 路与数位电路的场效晶体管,依照其“通道”的极性不同,可分为 n-type 与 p-type 的 MOSFET。在普通电子电路中,MOS 管通常被用于放大电路或开关电路,而在主板上 的电源稳压电路中,MOSFET 扮演的角色主要是判别电位。MOSFET 器件速度极快, 耐冲击性好,故障率低,电导率负温度系数,扩展性好。大功率应用时成本不敏感,因 此低压大电流是 MOSFET 的强项。

IGBT:IGBT 全称绝缘栅双极晶体管,它是由 BJT 和 MOSFET(组成的复合全控型电 压驱动式功率器件)。IGBT 是在 VDMOSFET 基础之上演化发展而来的,结构十分相 似,主要不同之处是 IGBT 用 P+衬底取代了 VDMOS 的 N+衬底,形成 PNPN 四层结 构,正向导通时 J1结正偏,发生一系列反应,产生 PN结电导调制效应,从而有效降低 了导通电阻和导通电压,增大了 IGBT 的流通能力。IGBT 具有电导调制能力,相对于 功率 MOSFET 和双极晶体管具有较强的正向电流传导密度和低通态压降。IGBT 稳定性 比 MOSFET 稍差,强于 BJT,但 IGBT 耐压比 MOSFET容易做高,不易被二次击穿而 失效,易于高压应用领域。

4.2 中国功率器件市场规模全球首位,国产替代空间大

中国功率器件市场占比全球达 40%:中国是全球最大的功率器件消费国,功率器件细 分的主要几大产品在中国的市场份额均处于第一位。其中,MOSFET 中国市场规模占 比全球为 39%,IGBT 为 43%,BJT 为 49%,电源管理 IC 为 47%,其他如晶闸管,整 流器,IGBT 模组等等产品中国市场占比均在 40%左右。

国内龙头全球市占率依旧很低,与国际大厂差距明显:与整个半导体产业类似,对比海 外的功率器件 IDM 大厂,国内的功率器件龙头企业(扬杰科技、华微电子、士兰微、 斯达半导体等)的年销售额仍是巨头们的几十分之一且产品结构偏低端,表明中国功率器件的市场规模与自主化率严重不相匹配,国产替代的空间巨大,目前,中国功率半导 体产业正在快速发展,闻泰科技收购了安世半导体后,后期有望积极扩产,有望充分受 益国产化替代。

4.3 MOSFETs 和 IGBT 齐头并进,第三代半导体功率器件放量在即

功率器件细分产品主要包括 MOSFETs,功率???,整流桥,IGBT 等。根据 Yole Development 统计和预测,17-21 年功率器件市场规模 CAGR 为 5.39%,其中 MOSFETs (5.23%),IGBT (9.02%),功率??椋?.20%),二极管(2.8%),晶闸管 (2.71%),整流桥(4.72%)。

4.3.1 汽车电动化和智能化为功率器件行业的核心驱动力

根据 IHS2019 年报告,汽车电子增长最快的细分市场将由高级驾驶辅助系统(ADAS) 和混合动力/电动汽车电子产品所带领,年复合增长率有望分别达到 13%和 29%。

汽车电动化是大势所趋,世界各国都在大力发展新能源汽车,出台了燃油车禁售时间 表。预计到 2025 年,新能源汽车将占据新车销量的半壁江山,其中纯电动将占全球汽 车销量的 10%,混动将占据全球新车销量的 40%。

新能源车行业有望继续保持快速增长:2018 年全球新能源车销量 201.8 万辆,预测 2022 年将达到 600 万辆,18-22 年销量 CAGR 达到 25.86%。根据中汽协发布的产销数 据,2018 年,新能源汽车产量及销量分别为 127 万辆和 125.6 万辆,同比分别增长 59.9%和 61.7%,产量及销量连续三年位居全 球第一。预测到 2020 年,中国新能源汽 车实现当年产销 230 万辆,新能源车将在全球范围内(尤其是中国)加速渗透。

轻型车功率器件 2020年市场超百亿美元。汽车中采用大量的半导体器件,根据 Strategy Analytics 和 Infineon 数据,燃油车单车半导体价值量约 375 美元,纯电动增加一倍,约 750美元。其中,传统燃油车中功率器件单车价值量 71美元,48V轻度混动车中功率器 件单车价值量 146 美元,重度混动车和插电混动车中功率器件单车价值量 371 美元,而 纯电动车中功率器件成本为 455 美元,占比车用半导体 61%,相较于燃油车增长 541%。因此,我们认为混动和纯电动汽车的加速渗透将成为功率器件行业最强劲的驱 动力。

不同电动化汽车所需要的功率半导体器件数量不同,随着纯电动车型的增多,汽车功率 半导体器件将迎来量价齐升。

4.3.2 新能源发电/储能、家电领域功率器件稳定增长

功率半导体器件在电源管理行业应用越来越广泛,未来数据中心、5G、IOT、新能源等 领域将是功率半导体器件快速增长的核心领域。

新能源发电行业快速增长。2017 年,我国光伏发电装机容量继续保持快速增长,新增 装机 53.06GW,连续 五年位居世界第一,同比增长 53.6%,根据中国能源局官网,截 至 2019 年 6 月, 中国风电装机 193GW,占总装机容量的 10.5%,光伏装机 136GW, 占总装机容量的 7.4%。由于新能源发电输出的电能不符合电网要求,需通过光伏逆变 器或风力发电逆变器将其整流成直流电,再逆变成符合电网要求的交流电后输入并 网。IGBT ??槭枪夥姹淦骱头缌Ψ⒌缒姹淦鞯暮诵钠骷?,新能源发电行业的 迅速发 展将成为 IGBT ??樾幸党中龀さ挠忠欢?。

白色家电变频化成为发展趋势 。具有变频功能的白色家电核心的部件之一是其内部的 “变频器”,而 IGBT ??樽魑淦灯鞯暮诵脑骷?,其高频开闭合功能能够带来以下 优点:1、 较小的导通损耗和开关损耗;2、出色的 EMI 性能,可通过改变驱动电阻的 大小 满足 EMI 需求的同时保持开关损耗在合理范围内;3、强大的抗短路能力;4、较 小的电压尖峰(对家电起到?;ぷ饔茫?。中国作为全球大的家电市场和生产基地,亦孕 育着大规模的 IGBT 市场。以空调行业为例,亦孕育着大规模的 IPM 市场。产业在线数 据显示,2018 年家用空调产量达 14,952.9 万台,销量达 15,054.5 万台,同比增长6.24%,其中内销 9,258.7 万台,同比增长 4.32%,出口 5,795.9 万台,同比增长 9.47%。随着节能环保的大力推行,具有变频功能的白色家电将具有广阔的市场前景。 变频白色 家电的推广不仅仅能够促进 IGBT ??槭谐〉某中┱?,更能够给 IGBT ???提 供稳定的市场需求。

变频家电渗透率持续提升。IHS 统计,2017 年全球家用电器销量约 7.11 亿台,其中 4.67 亿台为不可变频家电,占比达到 66%,而可变频家电数量为 2.44 亿台,占比为 34%。预计到 2022年可变频家电销售量将达到 5.85亿台,占比达到 65%,17-22年销售 量 CAGR 为 19.1%,而不可变频家电销售量将下降至 3.17 亿台,占比减少至 35%。而 可变频家电的快速放量,将显著提升单位家电中半导体的价值量,Infineon 预测半导体 价值量将从不可变频的 0.7 欧元提升至 9.5 欧元,而增加的半导体主要是属于功率半导 体,假设 9.5 欧元是单位可变频家电的平均半导体价值量,预计 2022 年家电半导体市 场空间将从 2017 年的 26.45 亿欧元增长至 57.79亿元,17-22年 CAGR为 16.9%。

4.3.3 汽车和工控领域需求稳健,17-21年 MOSFETs 复合增速 5.23%

2016 年,全球 MOSFETs 市场规模接近 62 亿美元,受益于汽车和工控领域的稳定增 长,功率 MOSFETs 在汽车应用市场的市场占到整体的 20%,超过了在计算机和数据存 储应用中的表现。预计到 2022 年,随着新能源汽车销量的快速放量,功率 MOSFETs 在汽车应用市场占比将提升至 22%,而计算存储和工控领域的市场占比则分别达到 19%和 14%,三者合计占到 55%。

MOSFETs 被用于汽车的刹车系统,引擎管理,动力转向系统和其他小型电机控制电 路:随着汽车电动化提升,MOSFETs 在纯电动汽 车和混 动汽车 中的转 换器 (Converter),小型插电式混动汽车和纯电动汽车的充电器(3-6 kW),48V 的 DCDC 转换器,以及其他启动/停止功能??榈奈⑿湍姹淦鞯鹊绕盗悴考械挠τ媒岣?加广泛。未来 5-10 年,电动车用 MOSFETs 在整个 MOSFETs 市场中会变得越来越重 要。

4.4.4 汽车电动化推动 IGBT 高增长,预测 16-22 年复合增速 15.7%

2017年,全球 IGBT 芯片和模组的市场规模约为 37.3亿美元,Yole预测,2022年 IGBT (含 IGBT 模组)市场空间将达到 55 亿美金,年均复合增长 8.1%,主要的增长即来自 于 IGBT 模组。

集邦咨询《2019 中国 IGBT 产业发展及市场报告》显示,2018 年中国 IGBT 市场规模 预计为 153 亿人民币,相较 2017 年同比增长 19.91%。受益于新能源汽车和工业领域的 需求大幅增加,中国 IGBT 市场规模仍将持续增长,到 2025 年,中国 IGBT 市场 规模 将达到 522 亿人民币,年复合增长率达 19.11%。

下游应用领域的主要驱动力主要来自于汽车电动化带来的需求,2016年汽车 IGBT 市场 为 8.64 亿美元,2022 年将增长至约 20.7 亿美元,16-22 年 CAGR 为 15.7%,2022 年汽 车 IGBT 市场占比整体市场将达到接近 40%。另一个驱动力是电机 IGBT,Yole 预测电 机 IGBT 市场 16-22年 CAGR为 4.6%。

消费电子、白电等领域未来将会向节能方向发展,因此对 400-1700 V的中低功率 IGBT 仍然有比较稳定增长的需求,16-22年白电领域对 IGBT 需求 CAGR为 6%。

4.3.4 第三代化合物半导体的新挑战和新机遇,大有作为

半导体经过近百年的发展后,目前已经形成了三代半导体材料。第一代半导体材料主要 是指硅、锗元素等单质半导体材料;第二代半导体材料主要是指化合物半导体材料,如 砷化镓(GaAs)、锑化铟(InSb);三元化合物半导体,如 GaAsAl、GaAsP; 第三代半 导体材料主要以碳化硅(SiC) 、氮化镓(GaN)、氧化锌(ZnO)、金刚石、氮化铝(AlN) 为代表的宽禁带半导体材料,其中最为重要的就是 SiC和 GaN。

SiC 和 GaN 基 MOSFETs 突破性能极限,技术升级势在必行:和第一代、第二代半导 体材料相比,第三代半导体材料具有宽的禁带宽度,高的击穿电场、高的热导率、高的 电子饱和速率及更高的抗辐射能力,因而更适合于制作高温、高频、抗辐射及大功率器 件。为了追求更小的器件体积以及更好的性能,功率器件厂商逐渐推进下一代技术方案 的 SiC 和 GaN 基 MOSFETs。举例来讲,1)SiC 基 MOSFETs 相较于硅基 MOSFETs 拥 有高度稳定的晶体结构,工作温度可达 600 ℃;2)SiC 的击穿场强是硅的十倍多,因 此 SiC 基 MOSFETs 阻断电压更高;3)SiC 的导通损耗比硅器件小很多,而且随温度变 化很??;4)SiC 的热导系数几乎是 Si 材料的 2.5 倍,饱和电子漂移率是 Si 的 2 倍,所 以 SiC器件能在更高的频率下工作。

未来 5-10 年,GaN 器件首先会在中低压(100-200V)的高频开关领域崭露头角,但是 市场占比仍然会比较??;在 600V的高频领域,GaN 和 SiC 器件均会开始渗透,但只是 在某些特定的应用场景中,如纯电动车中的车载充电器以及数据中心供电单元(在车载 充电器中,SiC 基 MOSFETs 可以缩小充电器体积约 50%,同时可以提升充电功率减少 充电时间)。其余绝大部分 MOSFETs 市场仍将被兼具可靠性和成本优势的硅基 MOSFETs所占据。

综上所述,未来 5-10 年第三代半导体功率器件的主要驱动力还是电动汽车和混动汽车 的渗透。在电池容量成为电动车瓶颈问题的背景下,提高充电功率和效率,节省行车过 程中的能耗等问题是提升电动车续航能力的有效途径,因此,常规车用硅基功率器件均 具备被第三代半导体功率器件替代的可能性。

未来 Si仍将主导电动汽车市场,但是 SiC将迅猛发展,尤其是全 SiC模组。

SiC 半导体将快速增长,除电动汽车领域外,预计 2017 至 2027 年年均复合增速达到 14.8%,增长最快的领域为充电桩,在各类产品中,全碳化硅??榧疤蓟杞嵝统⌒в?晶体管增长较快。SiC 基功率器件在快速大功率充电方面优势明显,预计 2017 至 2023 年均复合增速达到 21%。

4.4 功率半导体器件由海外巨头统治,国内企业开启国产替代之路

4.4.1 全球功率半导体呈现欧美日三足鼎立之势

……

4.4.2 国内功率半导体突围,迎来发展良机

我国是全球最大的功率半导体市场,国际龙头企业较大部分收入来自中国地区,以达尔 科技和恩智浦为例,其收入的 58%和 41%来自中国大陆。由此可见,我国功率半导体 市场需求量巨大,本土厂商拥有非常大的进口替代空间。

在全球功率半导体市场上,中高端产品生产厂商主要集中在欧洲、美国和日本地区。欧 美日的功率半导体厂商大部分属于 IDM 厂商,英飞凌、达尔科技、安森美、恩智浦等 是行业中的龙头企业。中国台湾地区也是较大的功率半导体产地,厂商大多属于 Fabless 厂商,产品主要集中在低端领域。我国功率半导体市场占据全球 50%左右的需 求份额,在高端产品领域,90%依赖进口。

我国半导体厂商主要为 IDM 模式,生产链较为完善,但产品主要集中在二极管、低压 MOS 器件、晶闸管等低端领域,生产工艺成熟且具有成本优势,行业中的龙头企业盈 利水平远高于台湾地区厂商。而在新能源、轨道交通等高端产品领域,国内仅有极少数 厂商拥有生产能力,高端产品市场主要被英飞凌、安森美、瑞萨、东芝等欧美日厂商所 垄断。

目前国内外 IGBT 市场仍主要由外国企业占据,虽然我国 IGBT 市场需求增长迅速,但 由于国内相关人才缺乏,工艺基础薄弱,国内企业产业化起步较晚, IGBT ??橹两袢?几乎全部依赖进口,市场主要由欧洲、日本及美国企业占领。同时,国内企业由于芯片 供应主要源于国外,制约性较强,因此发展较为缓慢。

我国功率半导体市场中,本土厂商在低端产品领域已经开始进口替代,扬杰科技、斯达 半导体、华微电子、士兰微、三安光电、捷捷微电、富满电子、新洁能是行业中的优质 企业,但市场份额占比仍然较低。

4.5 看好行业细分龙头

目前国内功率半导体产业链正在日趋完善,技术也正在取得突破,中国是全球最大的功 率器件消费国,占全球需求比例高达 40%,且增速明显高于全球,未来在新能源(电动 汽车、光伏、风电)、变频家电、IOT 设备等需求下,中国需求增速将继续高于全球, 行业稳健增长+国产替代,我们看好细分行业龙头,推荐:闻泰科技(安世半导体)、 斯达半导体,建议关注三安光电。

闻泰科技(安世半导体)-国内功率半导体龙头。闻泰科技收购安世半导体,安世半导 体主营 MOSFET、分立器件及逻辑器件,是全球知名的模拟半导体公司,公司产品 40%以上应用于汽车电子,我们看好后期的整合发展。

斯达半导体-国内 IGBT 龙头。斯达半导体在 2017 年 IGBT ??槿蚴谐》荻钫?有率 约 为 2.0%,全球排名第 10 位,在中国企业中排名第 1 ,是国内 IGBT 行业的领军企 业。 但是与排名第一的英飞 凌 22.4%的市场份额仍有较大的差距,后期成长空间较大。

中国新能源汽车发展较快,以斯达半导体为首的中国 IGBT 厂商本土化优势明显,但由 于起步较晚,目前市占率还不高,随着技术的进一步成熟和成本下降的要求,未来有望 通过新车型的导入进一步提升国产化配套比例;安世半导体在功率半导体及逻辑器件领 域优势非常明显,闻泰科技收购安世半导体,有望通过整合,在中国市场发挥更大优 势,从而实现在汽车电子、消费电子、工业及通信等领域的快速增长。

五、5G用 PCB 迎来发展良机

5.1 5G 时代,智能电子硬件创新不止,FPC 业务大有可为

5.1.1 苹果电子产品内部设计紧凑,大量采用 FPC 软板

小型化、轻薄化促使 FPC 在消费电子中快速渗透:目前各类消费类电子产品都要求集 小型化、薄型化和高性能化于一身,利用 FPC 来减少空间,减轻重量,降低装配成本 是手机厂商的最佳选择。

苹果的 iPhone、 iPad、Apple Watch、Airpods等电子设备采用大量的 FPC软板,苹果每 年 FPC 采购量约占全球市场需求一半以上的份额。

苹果 iPhone 单机 FPC 用量及价值量逐年提升,2017 年 iPhone X 零组件迎来了全面升 级,以 OLED 全面屏、3D 成像、无线充电为代表的功能创新使其 FPC 数量达到了 20 片以上,单机价值量从上一代的 25 美金大幅提升到 40 美金以上,随着 iPhone 新机型 功能的不断升级,2019年苹果 iPhone 11 Pro MAX 单机 FPC价值量高达 60美元。

FPC 应用范围全面覆盖了 3D Sensing、闪光灯&电源线、环境光、音量键 、天线、振动 器、扬声器、侧键、摄像头、主板、显示和触控模组等,iPhone XS MAX 采用了 24 片 FPC软板。

苹果除了 iPhone,其他电子设备也大量采用 FPC软板, Apple Watch Series4采用了 1片 SLP主板,12片 FPC软板,AirPods使用了 1片主板,6片 FPC软板。

iPad Air采用 1片主板,2片软硬结合板,3片 HDI板,19片 FPC软板。Apple Pencil 2 采用了 1片软硬结合板,1片主板及 2片软板。

5.1.2 安卓阵营手机 FPC 用量也在不断增加

随着电子设备向轻薄化方向发展,FPC 用量在不断增加,安卓阵营机型采用 FPC 的数 量也在逐步增加?;?P20 Pro采用了 2片主电路板,10片 FPC软板,OPPO Find X 采 用了 2片主电路板,11片 FPC软板。

VIVO NEX 采用了 2 片主电路板,14 片 FPC 软板,Google Pixel 3 采用了 2 片主电路 板,11 片 FPC 软板。其中后置摄像头、升降摄像头马达、屏下指纹、握力传感器、 Face ID用软板均为这两年创新新增应用。

我们认为,虽然智能手机不再增长,但是创新仍在继续,更多的功能,更多的硬件, FPC 软板需求增长依然强劲,单机价值量还在提升,我们看好消费电子创新下的 FPC 软板需求增长。

5.1.3 日本 FPC 公司,A股两大 FPC 公司有望继续保持快速增长

……

苹果的 iPhone、 iPad、Apple Watch、Airpods等电子设备采用大量的 FPC软板,苹果每 年 FPC 采购金额约占全球市场需求一半以上的份额。苹果 iPhone单机 FPC用量及价值 量逐年提升,2019年苹果 iPhone 11 Pro MAX 单机 FPC价值量高达 60美元。日本三大 FPC公司仍占据苹果近 50%的份额,近几年,除藤仓略有增长外,旗胜和住友电工 FPC 营收均出现大幅下滑。我们认为,在消费电子 FPC 领域,技术更新较快,需要持续投 入,日本公司在投入上较为谨慎,所以近两年苹果新料号的份额主要给了东山和鹏鼎, 如 3D Sensing、MPI、Airpods 新料号等。日本公司在消费电子 FPC 业务上逐渐缩减, 综合来看,对于鹏鼎控股和东山精密而言,不但可以获取新料号较大的份额,而且老料 号的份额还会不断提升,看好 FPC核心受益公司:鹏鼎控股、东山精密。

5.2 PCB 回顾与展望:2019 年总体偏淡,2020 年通信板仍处上行周期

通信类 PCB是未来增长最快的领域,2020 年 5G 之 PCB增幅 102%

虽然今年 PCB 总体下滑,但我们从上文分季度的数据也看到 PCB 已经开始逐季回暖、 2019 年 Q4 有望反转,根据 Prismark 数据,预计 2020 年相对 2019 年增长约 1%~3% ,因此整个行业有望迎来反转。我们认为明年通信板仍然是推动 PCB 增长的 主动力,通信类板块仍然处于上行周期,原因主要包括两个方面:整体市场仍高增长, 单站价值量有望提升。

5G 大规模铺设将在明年开启,根据 Prismark 数据,无线通信基础设施的 5 年复合增速 (18~23 年,后同)达到 6%,是所有分类中最高的,相应的通信设备中主要的高频板 和高速多层板也会迎来高增长,根据 Prismark 披露的覆铜板(CCL)5 年复合增速可 看到,高频 CCL 和高速 CCL 复合增速将分别达到 8.6%和 5.5。

从市场空间上来看,根据 Prismark 数据,2020 年 5G 基站之 PCB 价值量将达到 10.6 亿美元,相对 2019 年提升 102%,并且在 5G基站的拉动下,通信基站整体的 PCB 市 场空间将达到 18.6 亿美元,同比增幅达到 25%,可见明年从市场整体来看,市场空间 仍然是大幅增加的。

 

5G替代效应对冲降价,关注龙头价格和二线溢单

判断行业景气度的关键在于单站 PCB 价值量。明年虽然整体市场是增长的,但是最近 通信设备商和运营商陆续开展招标工作,2020 年 5G 大规模集采即将启动,按以往 3G/4G 的经验,集采启动后,供应链价格都将相对于前期小批量出货有所降低。在这 样的背景下,我们认为整个通信 PCB 景气度不能只看整体市场空间的增长,还要考察 “单站 PCB 价值量”这一变量是增加还是下降,原因在于:如果单站 PCB 价值量不提 升,那么基站用 PCB 空间只是由出货量推动的,这样产能受限的龙头厂商将不再具备 增长驱动力(因为他们产能受限无法吃下更多的订单),因此可以说“单站 PCB 价值 量”决定了 PCB 厂商提价的空间,是决定行业是否景气的关键。

我们认为判断“单站 PCB 价值量”变化方向的逻辑是:1)理清影响单站价值变化的因 素;2)对各类因素进行预测;3)测算单站 PCB 价值量。下文将根据这一思路展开分 析。

两大关键决定因素:5G替代正效应,PCB降价负效应

(1)降价负效应:“5G 单站价值量”是 5G 之 PCB 板单价乘上 5G 基站 PCB 板用 量,大规模集采开始后,无论是单价还是用量,都可能大幅向下,因此“5G 单站价值 量”作为一个负面因素,会对“单站 PCB 价值量”产生负效应。

(2)替代正效应:“5G基站渗透率”是指 5G基站占 5G和非 5G基站总和的比例, 这个比例意味着只要 5G 之 PCB 价格高于非 5G,5G 基站渗透的提升就会带来整体平 均价质量的提升,因此可以说“5G基站渗透”将对“单站 PCB 价值量”产生替代正效 应;

在这两个相反效应的作用力下,“单站 PCB 价值量”的变动方向是不一定的,当 5G 基站替代速度快、5G 用 PCB 单价下降低时,单站 PCB 价值量是上扬的,即替代效应 大于降价效应;相反地,当 5G 基站替代速度慢而单价下降较快时,单站 PCB 价值量 是下降的,即替代效应小于降价效应??梢运滴侍獾墓丶驮谟谔娲в徒导坌вΦ?相对强度关系。

5G之 PCB价值量降幅≤30%时,行业仍处上行周期

我们将通过假设测算来探讨替代效应和降价效应的相对强队关系。根据“单站 PCB 价 值量”公式,我们需要对 5G/非 5G基站之 PCB 价值量、5G/非 5G基站渗透率进行梳 理:

(1)5G 基站 PCB 价值量:根据我们前述报告和进一步的产业链调研,我们将 2019 年平均 5G 基站 PCB 价值量由原先的 11180 元/站修正至 11791 元/站,修正的原因在 于前述报告未计算基站普通板材价值量、华为受贸易战影响采用国产材料的工艺难度超 预期、中兴通讯基站方案工艺难度超预期;

(2)非 5G 基站 PCB 价值量:根据我们前述报告和进一步的产业链调研,我们将 2019 年平均 5G基站 PCB 价值量由原先的 3168 元/站修正至 4755 元,修正的原因在 于前述报告未计算基站普通板材价值量。非 5G 基站方案比较成熟,并且已经经过了高 峰期的降价,因此该值在未来的变化不大。

(3)5G/非 5G基站渗透率:根据 Prismark 数据,2019~2024 年 5G 和非 5G 基站设 备的市场空间将分别达到 12/35/60/66/80/84 亿元和 33/28/24/17/14/14 亿元,也就是说 2019 年 5G基站价值量的占比为 26.7%,非 5G基站价值量的占比为 73.3%,2020 年 5G 基站价值量的占比为 55.6%,考虑到 5G 基站的单价高于 4G 基站单价,因此我们 可以合理推断 2019 年 5G基站渗透率为 20%,2020年预计将达到 50%。

……

在行业还处于上行周期阶段之时,我们认为龙头厂商和二线供应商都应当予以关注,逻 辑在于:

(1)行业整体单站价值量仍然是上升的,这就意味着龙头厂商所获得的订单仍然有涨 价的空间,龙头厂商就也就有望实现增长,看好深南电路、沪电股份和生益科技。

(2)对于二线厂商来说,一方面 5G 明年建设量释放,龙头厂商产能受限会导致订单 溢出,在量能上二线厂商有机会;另一方面在行业价格整体上行、龙头厂商尚有提价空 间的基础上,二线厂商得到的通信订单单价也将提高,而对于低单价的二线厂商将会迎 来价增的机会,建议关注奥士康、景旺电子和崇达技术等。

六、5G时代,安防行业有望焕发新的生机和活力

6.1 安防产业稳健增长,中国增速高于全球

经过多年发展,国外安防行业已经形成了较高的准入门槛,对行业内现有企业而言, 收入来源和经营模式都实现了较大的转变,企业在市场的地位也相对稳定。自 2008 年 金融?;⒁岳?,全球安防行业也受到了一定程度的影响,2010 年伴随着全球经济 逐步复苏,全球安防行业市场也在陆续恢复。2017 年全球安防产业总收入 2570 亿美 元,同比增长 8.9%,预计 2018年达到 2758亿美元,同比增长 7.3%。

 

中国安防产业增速高于全球,中安协预测,安防行业将向规?;?、自动化、智能化转型 升级,预测到 2020 年,中国安防市场规模将达到 8000 亿元左右,年增长率达到 10% 以上。

 

从 A&S2018年“全球安防 50强排行来看,中国大陆公司数量达到 9家,提升明显。

6.2 AI技术助力安防行业智能化升级

人工能+安防应运而生。随着 GPU等硬件设备的研发和人工智能相关软件算法的成熟, 人工智能逐渐被大规模应用各个领域,而安防行业对实时性、准确性要求极高,人工能 +安防应运而生。在安防产业链中,硬件设备制造、系统集成及运营服务是产业链的核 心,渠道推广是产业链的经脉。未来安防产业的运营升级势在必行,通过物联网、大数 据与人工智能技术提供整体解决方案是众多企业的发展趋势。

安防是人工智能最理想的落地行业之一。随着深度学习、大数据等技术持续突破,“人 工智能+”已成为我国经济增长的新引擎。人工智能的产业化是“AI+垂直行业”的一 场变革。安防行业的海量数据以及事前预防、事中响应、事后追查的诉求与人工智能训 练需求及技术逻辑完全吻合,是人工智能最理想的落地行业之一。“AI+安防”已经从 概念普及、技术比拼,进入到产品、场景、实战应用和生态构建阶段。

智能安防云边结合成为新趋势。目前安防系统中,常见的中心计算架构问题已经日趋严 重,主要体现为网络传输带宽问题、及时性问题得不到有效解决。边缘计算的出现有效 缓解了上述问题。云计算聚焦非实时、长周期数据以及业务决策场景,而边缘计算在实 时性、短周期数据以及本地决策等场景方面有不可替代的作用。这使得云端边缘端结合 成为新趋势:一些需要集中式处理的计算继续交由大型云计算中心,如大数据挖掘、大 规模学习;大量实时的需要交互的计算、分析在边缘节点完成。

2018-2020 年智慧安防高速增长。在安防领域,智能化逐渐成为行业转型升级的方向, 智能安防在安防行业占比也逐步提升。据中商情报网数据,2018 年中国安防行业市场 规突破六千亿元,其中,智慧安防行业市场规模约 2001 亿元,预计到 2022 年智慧安防 行业市场规模将达到 4514亿元,2018-2022年均复合增长率达到 22.6%。

6.3 5G 时代,超高清视频带动安防行业迎来发展新机遇

2022 年,我国超高清视频产业总体规模超过 4 万亿元。2019 年 3 月 1 日,工业和信息 化部、国家广播电视总局、中央广播电视总台联合印发了《超高清视频产业发展行动计 划(2019-2022 年)》,明确将按照“4K 先行、兼顾 8K”的总体技术路线,大力推进 超高清视频产业发展和相关领域的应用。2022 年,我国超高清视频产业总体规模超过 4 万亿元。同时发展目标中提到:到 2020 年,4K 摄像机、监视器、切换台等采编播专用 设备形成产业化能力;4K 超高清视频用户数达 1 亿;在文教娱乐、安防监控、医疗健 康、智能交通、工业制造等领域开展基于超高清视频的应用示范。超高清视频是继视频 数字化、高清化之后的新一轮重大技术革新,或将预示着 4K 超高清技术在监控行业中 的革新应用。

4K 超高清视频技术给安防行业带来的机遇和挑战

4K 超高清市场的快速发展,将给安防产业带来新一轮机遇,4K 监控是一个整体系统, 从前端采集编码到网络传输,再到后端解码、存储以及显示,都需要配套产品。

4K 给视频监控系统带来新需求。对于 4K 技术在视频监控系统中的运用状况,高清化 是视频监控的发展的大方向,高清化为智能化提供了先决条件,高清监控带来的海量数 据对存储与管理提出了更高的要求。对于目前主流的高清网络摄像机分辨率为 130 万 (720p)和 200 万(1080p),监控市场上最高分辨率可达 800 万时。时下热门的 4K 千万像 素分辨率,容量过于庞大,利用现有的 H.264 算法恐难达到较为理想的码率压缩,为了 解决这一问题,H.265应运而生。

4K 摄像机面临哪些挑战?4K 超高清的分辨率必然带来了更高的码流带宽,在目前 200 万像素高清摄像机的码流普遍在 4-6Mbps 的情况下,4K 超高清网络摄像机的码流预计 应该在 10-15Mbps左右,那么要想应对更高的码流带宽,势必就要提高网络中无论是接 入层交换机还是核心交换机所需的交换和处理能力,高性能的网路交换设备所带来的就 是高额的成本。

在码流传输方面有难度,4K 摄像机厂商需考量的是,有没有办法在保证 4K 图像质量 的情况下降低码流的带宽,或者说在某些传输的环节或链路上降低码流带宽了?对于前 者的应对方式。目前看来 H.265 的应用会是比较好的选择,但 H.265 编码技术当前还比 较新颖,市场化程度比较低,相关的软硬件的成本都相对较高昂,而且还需要投入大量 的研发和人力进行开发和测试;对于后者的解决方式,也就是说将传输链路环节进行改 善,因为摄像机的码流一般来说要么是先发送到流媒体服务器或存储服务器,然后再发 送到解码器或客户端,或者是直接发送到解码器或客户端。虽然 4K 监控产品线还处于起步阶段,但视频监控与 4K技术的结合,是监控系统高清化发展的必然趋势。4K带来 全新的技术与极致的视觉体验,能捕捉更多细节。随之而来的高额成本,人们是否愿意 为之买单?随着技术的发展和用户的体验,必将带动安防行业其他 4K 相关设备和产品 的发展,也为安防人带来更大的挑战。

我们认为,5G 时代,AI 及超高清视频将给安防行业带来新的生机和活力,看好安防行 业核心受益公司:??低?、大华股份。

(报告来源:国金证券)

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