半导体周报(国科龙晖整理)-1007
1.本周半导体行情回顾
本周半导体行情跑输主要指数。本周中信半导体行业指数-3.06%，同期上证指数-2.07%，深证成指-2.07%。本周半导体行业指数跑输主要指数。
图：本周半导体板块指数涨跌幅（%）
资料来源：wind
本周半导体行业指数出现较大幅度下跌。各细分子板块出现不同程度波动。半导体板块中，中信集成电路指数-2.97%，中信分立器件指数-5.1%，中信半导体材料指数-3.63%，中信半导体设备指数-2.24%。本周半导体行业出现较大幅度下跌。
图：本周半导体涨跌幅前十的个股
资料来源：wind
本周半导体涨幅前十的个股为，清溢光电、利扬芯片、芯源微、圣邦股份、北京君正、华润微、澜起科技、寒武纪-U、有研新材、富瀚微。
本周半导体跌幅前十的个股为，华峰测控、明微电子、帝科股份、神工股份、欧比特、阿石创、芯海科技、恒玄科技、思瑞浦、芯朋微。
其中，清溢光电、利扬芯片、北京君正本周继续为涨幅前十，芯源微由上周跌幅前十变为本周涨幅前十。华峰测控、思瑞浦、芯朋微本周继续为跌幅前十，阿石创由上周涨幅前十变为本周跌幅前十。
2.行业新闻及动态
（1）半导体设计
欧菲光成功研发新一代VR Pancake光机模组，能大幅降低VR设备重量和体积。据欧菲光称目前公司已有多个VR/AR项目处于定点开发中，并有部分项目成功实现转量产。客户与合作伙伴涵盖国内外知名厂商
FPGA国产化进程加速，接口IP厂商迎高光时刻。市场分析认为受国际形势影响，FPGA芯片已迎来绝佳的国产替代时机，在接口IP领域国内涌现出了众多企业。
谷歌也入局RISC-V，与AI芯片有关。据theregister报道RISC-V初创公司SiFive表示，其处理器在某种程度上被用于管理谷歌数据中心的人工智能工作负载。
水芯电子联手Baseus倍思，助力模拟电源芯片数字化新趋势。水芯电子科技创始人吴钰淳表示，未来十年模拟电源芯片将实现全面数字化。
推动Chiplet设计落地，国产EDA芯和再获国际头部厂商青睐。Chipletz公开宣传采用芯和半导体的先进封装EDA，标志着国产EDA已成功融入全球Chiplet头部供应商的生态圈。今年上半年芯和半导体成为UCIe产业联盟成员中第一家也是唯一一家国内EDA公司。
（2）半导体制造及封测
工业控制芯片企业码灵半导体完成数千万元A+轮融资。公司现已完成了嵌入式MPU系列产品及安全MCU系列产品的量产布局，产品主要面向工业级应用市场。
美国造出0.7nm芯片：EUV光刻机都做不到。Zyvex推出的光刻系统名为ZyvexLitho1，使用的是EBL电子束光刻方式，制造出了0.7nm线宽的芯片，精度是远高于EUV光刻系统的，相当于2个硅原子的宽度。ZyvexLitho1不仅是精度最高的电子束光刻机，而且还是可以商用的，缺点也很明显那就是产量很低，无法大规模制造芯片，造出来的芯片主要是用于量子计算机。
（3）半导体设备及材料
山东大学团队成功研制4英寸氧化镓。陶绪堂教授团队使用导模法(EFG)成功制备了外形完整的4英寸(001)主面氧化镓(β-Ga2O3)单晶，为打破国外技术封锁和产品禁运奠定了基础。
2022年全球晶圆厂设备支出预计将达到近1000亿美元的历史新高。2022年全球晶圆厂设备支出预计将同比增长约9%，达到990亿美元的历史新高
ASML首席技术官：明年将向客户交付首台High-NAEUV光刻机。怀疑High-NA将是最后一个NA，当前半导体光刻技术之路或已走到尽头。
（4）其它
未来5年全球汽车芯片年复合增长率将达13.4%。这一增长的核心是大量新传感器、模拟芯片、控制器和光电器件被整合到大多数新型的智能汽车当中。
优派推出业内首个可折叠135英寸一体化LED显示解决方案套件，能够将封装尺寸缩小近半，为运输提供了更大的便利性。
中国智能家居中控屏未来五年复合增长率超60%。2022年上半年中国智能家居中控屏市场出货量为30万台，同比增长160.7%，预计2022年同比增长106.4%。
字节跳动VR一体机PICO4国行正式发布2499元起售。
字节跳动旗舰新品VR搭载帝奥微DIO4480，多功能高性能USBType-C模拟开关DIO4480，尺寸小、集成度高、超高的THD性能、高带宽以及领先的抗浪涌能力。
分析师预计三星电子SK海力士Q3营业利润同比下滑。因全球芯片需求疲软，已有多家机构预计受需求下滑影响，三季度NAND闪存和DRAM的价格将下滑超过10%。多位分析师预计三星电子三季度的营业利润同比将下滑18.6%，SK海力士三季度的营业利润同比将下滑37.8%。
上半年全球半导体设备厂商营收排行：AMAT、ASML前二。CINNOResearch发布报告称，2022年上半年全球上市公司半导体设备业务营收排名Top10营收合计达473亿美元，环比下降7.6%。
3.本周话题：射频芯片之PA
射频前端指位于射频收发器及天线之间的中间模块，是移动终端设备实现蜂窝网络连接、Wi-Fi、蓝牙、GPS等无线通信功能所必需的核心模块。从2G到5G时代，射频功率放大器及其模组产品始终是射频前端最重要的组成器件之一。本周就射频芯片之功率放大器（PA）进行讨论。
射频前端指位于射频收发器及天线之间的中间模块，其功能为无线电磁波信号的发送和接收，是移动终端设备实现蜂窝网络连接、Wi-Fi、蓝牙、GPS等无线通信功能所必需的核心模块。射频前端与基带、射频收发器和天线共同实现无线通讯的两个本质功能，即将二进制信号转变为高频率无线电磁波信号并发送，以及接收无线电磁波信号并将其转化为二进制信号。
若没有射频前端芯片，手机等移动终端设备将无法拨打电话和连接网络，失去无线通信功能。因此，射频前端在无线通信中有不可或缺、至关重要的作用。
l 射频前端行业主要包含滤波器（Filter）、功率放大器（PA）、射频开关（Switch/Tuner）、低噪声放大器(LNA)四种器件组成：
l 滤波器（包含双工器、三工器等）：在发射及接收通路中都有应用，用于滤除特定频率的信号，得到一个特定频率的电源信号，或消除一个特定频率后的电源信号。双工器由两个不同频率的带阻滤波器组成，因为频分复用（FDD），接收和发射通道会同时运作，双工器用来防止接收信号被发射信号干扰，随着下行载波聚合要求（三载波、四载波甚至五载波聚合）的增加，三工器、四工器等多工器的需求也逐渐增加；
l 功率放大器：应用于发射通道中，用于将射频信号放大。
l 开关（包含Switch和Tuner）：传导开关（Switch）用于实现电路的切换功能，包含接收电路和发射电路的切换、不同频段间的切换等。天线调谐开关（Tuner）主要用于提升天线效率。
l 低噪声放大器：是一种噪声系数微弱的放大器，应用于接收通道中，用于将接收通路中的小信号放大。
图：射频前端器件的位置及功能
资料来源：卓胜微、招商证券
在无线移动终端设备中的信号发射、接收链路中，射频前端芯片通常以集成了前述不同器件的模组形式进行应用，例如信号发射链路中的PA模组，以及信号接收链路中的接收端模组。
功率放大器是指在给定失真率条件下，能产生最大功率输出以驱劢某一负载的放大器。射频功率放大器的作用是将射频前端发射通道的微弱射频信号进行放大，使信号功率达到天线发射以及被通信基站接收的功率要求。由于信号在传播过程中通常会快速衰减，若没有PA对信号功率进行放大，输出的信号将无法准确、完整地被基站或其他设备接收，无法实现移动终端最基础的通信功能。因此，PA的性能将决定通信信号的稳定性和强弱，直接影响移动终端的通信质量。此外，以智能手机为代表的移动终端设备几乎每时每刻都在持续发送、接收信号，PA需要长期保持在高频率、高功率的状态下工作，其能耗水平直接对终端设备的续航时间产生重大影响。
功率放大器主要结构包括输入级、电压放大级、功率输出级。其中输入级主要起缓冲作用，输入阻抗较高时，通常引入一定负反馈增加功放电路的稳定性。电压放大级主要进行电压的放大，提供电路的电压增益，功率输出级主要是满足输出功率要求的电路。
图：功率放大器内部结构图
资料来源：公开资料整理，东北证券
按照用途功放可以分为音频功率放大器、射频功率放大器、直流功率放大器；按照工作状态可以分为甲类,乙类,甲乙类,丙类；按照输出方式则可以分为变压器输出,单端推挽输出OTL，无输出电容器OCL，桥式推挽输出BTL；按构成器件可分为电子管,晶体管,集成电路式功放。
图：功率放大器分类
资料来源：公开资料整理，东北证券
功率放大器的制备工艺与材料具有多样性。制备功率放大器时通常存在半导体材料与晶体管制造工艺结构的差异。目前用于射频功放设计的主要半导体材料技术有Si、GaAs和InP以及宽带隙材料GaN和SiC等，用于半导体器件制备的技术有BJT、MESFET、MOS、HEMT、HBT等，采用不同的材料和制作技术往往满足不同领域的要求。
图：不同射频器件的工作频率
资料来源：公开资料整理，东北证券
功放主要技术指标包括线性度、效率和功率。在不同应用场景下对于PA性能指标的侧重有所不同，在电路设计中，电路的线性度和效率是两个相互矛盾的要求。如果电源能量有限，没有任何电子器件可以保持恒定的增益，因此无法保持恒定的线性度；为了使功率效率更高，在同样的输出功率条件下，系统需要从电源吸收较少的功率，这便不可避免地导致了更高的增益压缩，而这又会使得系统的线性度降低。
表：射频功率放大器的主要性能指标
资料来源：知网，东北证券
目前功率放大器的主流工艺依然是GaAs工艺，硅基CMOS工艺应用并不广泛。射频前端厂商选用材料的主要考虑因素是材料的性能、成本和工艺成熟度。首先成本方面CMOS工艺的硅晶圆价格低廉，但版图面积比较大，再加上CMOSPA复杂设计使得研发成本较高，CMOS功放整体成本优势并不明显；其次性能方面，CMOS功率放大器在线性度，输出功率，效率等方面表现较差，再加上CMOS工艺固有的缺点击穿电压较低、基片衬底的电阻率较低等都使得硅基CMOS应用受到一定限制。而GaAs虽然晶圆成本相对较高（约6000-8000元/片），但其制备的功放在线性度、效率等方面都有较好的表现，成为目前射频功放的主流工艺。近年来来新型的锗硅异质结双极型晶体管(SiGeHBT)作为基于硅基工艺的一种新型器件，成本略高，但器件功耗低，一致性好，高频特性好，在噪声、效率、散热方面有优势，并且完全兼容硅基CMOS工艺，受到业界的广泛关注。
表：GaAs与Si工艺射频功率放大器对比
资料来源：知网，东北证券
市场现状
国内PA厂商大多采用Fabless模式，厂商众多，但同质化比较严重，盈利能力较差。目前国内龙头厂商已经开始量产5G产品，国产化率约10%。
据Yole预测，2025年射频前端整体市场规模达到258亿美元，其中射频模组市场将达177亿美元，占总市场规模68%，年均复合增长率为8%；分立器件仍将有81亿美元的市场规模，占总市场规模32%，复合年增长率将达到9%。
图：射频前端市场规模预测
资料来源：Yole
据2018年数据，射频前端市场中射频PA已占据40%的份额。目前射频前端由
Skyworks、Qorvo、Broadcom、Murata四家公司占据了85%的市场份额。（2021年数据）
图：2021年射频前端市场格局
资料来源：Yole
我国集成电路产业整体起步较晚，而射频前端产业具有较高的技术、经验、资金等各种壁垒，我国当前射频前端的整体发展水平与国际先进水平仍存在一定的差距。在射频功率放大器领域，国内参与者包括慧智微、紫光展锐、飞骧科技、昂瑞微、唯捷创芯等。在射频开关和LNA领域，卓胜微凭借较早进入品牌客户和自身实力优势，形成了和国际一流企业开展竞争的能力，在国内市场保持领先地位。此外，国内韦尔股份、艾为电子等企业也在射频开关、LNA领域有所涉猎。在射频滤波器领域，国内有好达电子、德清华莹等企业崭露头角。
行业趋势：
过去10年内，分立方案与模组方案同时出现在市场上，5G的出现与Wi-Fi6的需求打破鸿沟，推动分立器件模组化：由于5G对频率的更高要求、相比4G入门级手机的2~4根天线，5G入门级手机的天线数目增加到了8~12根；于此同时，随着5G射频复杂度的显著提升，带来3~5倍调试时间的增加。从成本上来说，还需要消耗更贵的5G测试设备、工程师资源。WiFi6需要支持更多的频段，提供更多功率检测，实现MIMO升级，并且要求实现更高的输出功率与输入灵敏的同时解决散热问题，大幅推动了PA模组化进程。
根据集成的芯片种类及数量，PA模组可分为低、中、高集成度的模组，常见的集成多个芯片裸片的PA模组如下：
|
英文简称 |
简述 |
集成方式（集成的芯片裸片） |
集成度 |
|
SMSB/SMMBPA |
支持单模单频/单模多频的PA模组 |
集成PA、控制芯片 |
低 |
|
MMMBPA |
支持多模多频的PA模组 |
集成PA、控制芯片、开关 |
中 |
|
TxModule |
射频发射模块 |
集成PA、控制芯片、开关 |
中 |
|
L-PAMiD、 L-PAMiF |
兼备接收和发射功能的高集成度模组 |
集成PA、控制芯片、开关、LNA、滤波器、多工器等 |
高 |
资料来源：唯捷创芯招股说明书
同时随着5G的新sub-6频段、许可共享接入、上行链路载波聚合和上行链路MIMO即将到来，功率放大器将继续增加复杂性。模块化设计能解决多频段带来的射频复杂性挑战，提供全球载波聚合模块化平台，缩小RF元件体积，加快手机产品上市时间等。
因此随着通信技术升级，模块化是必然趋势。其一，射频器件数量成倍增长，而PCB板面积有限；其二，模块化可以简化手机厂商设计难度、降低研发周期。从3G到5G，模组的集成度不断提升，难度越来越大。低端模组（如低端PA模组）竞争激烈、价值量低、盈利能力差；高集成度的高端模组盈利能力强，价值量高、被海外巨头所垄断。
模块化趋势下，国内厂商崛起的前提是形成完整的产品线，最有希望成为产品线布局较为全面，具备模组能力、并购整合潜力的厂商。
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参考资料：
东北证券：唯捷创芯(688153)-深耕PA十余年，国产替代与5G东风助力腾飞；
方正证券：唯捷创芯（688153.SH）-PA龙头业绩拐点将至，5G模组前景向好；
唯捷创芯招股说明书；
招商证券：卓胜微（300782.SZ）-滤波器及PA模组迎量产曙光，站在第二成长曲线起点；
