20頁PPT，詳解5G時代介質濾波器的機遇！

本文來自廣發證券，分析師許興軍、余高，感謝分享！

一、5G 時代陶瓷介質濾波器有望成為主流方案

1.1 濾波器是 RRU 中的核心器件

濾波器，是可以使信號中特定頻率成分通過，並極大地衰減其他頻率成分的電子元器件。射頻信號在產生、轉換、傳輸的每一個環節都有可能因為環境的干擾產生畸變，以至於信號所攜帶的信息存在噪聲。為了消除噪聲，保證射頻的穩定性，通信系統中需使用濾波器去除噪聲干擾，以保證通信正確而有效的進行。

濾波器是射頻模塊中的關鍵一環。RRU（遠端射頻模塊）由收發信機、功放、濾波器、電源等子系統構成。射頻通信系統在收發系統的每一步調試前後，都需要濾波器的作用。從物理結構上來看，4G時期的主流方案金屬腔體濾波器一般佔RRU體積的四分之一左右。

1.2 5G 對濾波器提出小型化、輕量化要求

為滿足5G的多樣化需求，3GPP提出重構方案，引入CU-DU-AAU架構。以往4G接入網主要由BBU（基帶處理單元）、RRU（射頻拉遠單元）、饋線、天線組成。而 5G的接入網將引入CU-DU-AAU構架，其中：

CU是中央單元，負責處理高層協議功能並集中管理多個DU，由原BBU中的非實時部分分割出來；

DU是分布式接入單元，負責完成基帶處理功能，由原BBU的剩餘功能分割出來。

AAU是有源天線單元，負責射頻處理功能與天線收發空間波的功能，由原RRU上移與天線合設組成。

同時，大規模天線陣列技術(Massive MIMO)是5G的關鍵技術之一。4G時期TDD 網絡天線通道數為2/4/8個，而Massive MIMO技術下的通道數將達到64/128/256 個。為實現提高系統頻譜效率、保證高頻頻段的有效傳播、提高信號可靠性等目標，Massive MIMO成為了5G的關鍵技術之一。Massive MIMO可以提供豐富的空間自由度，實現空分多址，提升小區峰值吞吐率、降低周邊干擾等。

AAU、Massive MIMO兩個技術同時對濾波器提出了小型化、輕量化的性能要求。

一方面，Massive MIMO AAU技術將帶來天線陣面成指數級增加，且RRU上移至天面（4G RRU一般重20-30kg，最輕的為10kg），導致了基地台天面承載數量與重量的增加，對濾波器提出了減輕重量的要求；

另一方面，Massive MIMO帶來通道數激增，原先的2/4/8通道將擴展為 64/128/256通道，所需濾波器單元相應增加，對濾波器提出了減小體積的要求。

1.3 未來介質濾波器將成主流，中短期內腔體與介質共存

5G時代，濾波器將向小型化、輕量化發展。由於5G時代，Massive MIMO AAU技術將成為天線射頻的主要方案，鐵塔的天面資源將變得稀缺。考慮到鐵塔迎風面積、載重的限制，射頻器件將向小型化輕量化發展。作為射頻重要器件的濾波器，同時也將向小型化、輕量化發展。

腔體濾波器，正在進一步探索極限化小型腔體設計。腔體濾波器的一大特點是易實現，主要通過金屬切割或衝壓完成，工藝較為成熟。因此若腔體設計滿足使用需求，工藝製造方面則較容易實現。為滿足5G對於濾波器小型化、集成化的要求，腔體濾波器將進一步向小型化腔體設計發展，成為中短期內的補充方案。

介質濾波器有望成為市場主流方案。由於介質濾波器具有體積小、Q值大、插損低、穩定性好、承受功率高的特點。為滿足陣列天線的要求，5G濾波器的尺寸要求在50*30*30mm以下，介質濾波器有望在5G時代成為市場主流方案。此外，由於介質濾波器以陶瓷粉體為原材料，將使得介質濾波器的成本與售價相比傳統腔體濾波器更低。

我們認為：中短期來看，腔體濾波器與介質濾波器將共同存在；長期來看，陶瓷介質濾波器會成為主流方案。由於介質濾波器工藝尚不完全成熟，僅有少數企業能夠提供經過主設備廠商認證的介質濾波器。因此，中短期看，小型化腔體濾波器仍然會佔據一定市場，形成腔體與介質濾波器共存的情形；但長期來看，由於介質濾波器在5G領域的應用擁有絕對優勢（尺寸小、重量輕，Q值大等），將成為主流方案。

二、新技術引領行業變革，市場空間有望倍增

2.1 市場空間：宏基地台端濾波器行業市場空間有望倍增

5G時期，濾波器需求量將隨著Massive MIMO的應用而大幅增加。4G時期，主流的宏基地台天線方案為8T8R的8通道方案；進入5G時期，主流的宏基地台天線方案或將為單面天線集成64通道的Massive MIMO方案，而且部分場景下可能使用更大規模的天線陣列。

經過我們的測算：5G時期濾波器在國內基地台端的市場空間有望達到445億，相比於 4G時期的彈性將達2.5倍。測算的假設與推斷：

根據5G採用頻率與組網方式，我們認為5G宏基地台數量將為4G時期的1.3-1.5 倍，假設5G基地台建設節奏與4G時期類似，則5G宏基地台建設將在2025年基本完成，屆時總基地台數量將達500萬站；

每個基地台設立3個天線扇面；

主流天線方案為64通道，若後續採用更大規模天線陣列，則實際市場空間將比測算值更大；

根據5G頻譜劃分，中國移動主力頻段為2.6GHz、中國聯通與電信主力頻段為 3.5GHz。參考4G時期的基地台數量比例，移動與聯通+電信的基地台比例約為 1:1。

長期來看介質濾波器是主流方案，當前2.6GHz介質濾波器單價為100元， 3.5GHz介質濾波器為70元。參考4G時期濾波器廠商毛利率下降的趨勢，兩類濾波器價格按照一定速度下降。

2.2 景氣周期：行業壁壘升高，景氣周期將至少維持 2 年以上

2.2.1 4G 複盤：濾波器行業的景氣周期為建設啟動後的 2 年左右

4G時期，濾波器企業的景氣周期體現為建設啟動後的前2年。4G時期，TD-LTE的正式牌照放時間為2013年12月，但考慮到4G時期運營商的預商用建設規模較大（5G工信部已明確表態限制預商用建設規模），可以認為2013年初運營商已經開始了規模化建設。從大富科技、武漢凡谷的收入、利潤、毛利率各方面可以看出，濾波器企業的景氣周期為建設啟動後的前2年。

4G景氣周期後，迫於市場競爭、產品降價壓力，毛利率有加速下滑趨勢。經過2年的景氣周期後，由於基地台建設增速放緩，市場空間增速下降，疊加產品降價壓力，濾波器廠商的毛利率呈現加速下滑趨勢，最終導致利潤的下滑。

2.2.2 5G 前瞻：行業壁壘高企，競爭環境改善，景氣周期有望拉長

一個典型的純陶瓷介質濾波器的生產工藝包含陶瓷粉體造粒、壓製成型、保溫燒結、印製銀層、開設耦合窗口陶瓷諧振器、表面貼裝、塗覆銀層、再燒結、調製、測試與包裝等步驟。

與腔體濾波器相比，5G主流採用的介質濾波器技術難度更高，其難點主要在於陶瓷粉體材料的配方、製備與大規模自動化調試技術。

陶瓷粉體決定了介質濾波器的性能，粉體的配方與製備的難度較高。介質濾波器原材料是陶瓷粉體，需要由多種化學原料按照科學的比例進行合成，陶瓷粉體決定了介質濾波器的最終性能，只有擁有好的材料配方才能獲得在一定使用條件下的高Q 值介質陶瓷。除了配方以外，粉體材料加工過程也具有複雜性，例如以碳酸鋇為原料的水熱法包括溶解、鈦酰化、乾燥、水熱、再次乾燥等過程，酸鹼控制不合理、生成雜質等都將損害粉體質量。

大規模調試技術是濾波器生產的重點，或將成為製約介質濾波器供應商產能的關鍵。不論何種濾波器，調試向來是濾波器生產工藝中的重點。與腔體濾波器相比，

陶瓷介質濾波器的調試更為困難：

一方面，陶瓷介質濾波器的調試是對陶瓷諧振體進行調試，與腔體濾波器調試需調諧螺釘不同，陶瓷介質濾波器的調試中某些環節存在不可逆操作。若完全採用手工調試，則很難保證一次調試成功，從而影響生產節奏。

另一方面，為了保證陶瓷介質濾波器的大規模產能，需要進行大規模調試，則需要自動化調試設備，當前只有少部分廠家擁有陶瓷介質濾波器的自動化調試設備與技術。

最後，自動化調試設備的核心算法目前並不完善，仍需進一步研究。

我們認為：5G時期濾波器行業的景氣周期有望拉長，將至少維持2年以上。假設 2019年底發放牌照，規模化建設正式啟動，則景氣周期將至少維持至2021年底。同時，相關企業的盈利能力也將得到提高。

由於陶瓷粉體配方與製備難度大，將導致行業壁壘升高；由於介質濾波器大規模調試的要求更高，將一定程度上限制行業產能的過度釋放。進而導致行業競爭環境與4G時期相比得到明顯改善，景氣周期拉長。

同時，雖然原材料價格下降，使得介質濾波器的單價與腔體濾波器相比明顯下降。但在生產工藝難度加大，生產技術含量更高，競爭環境明顯改善等預期下，介質濾波器廠商的盈利能力有望提高。

2.3 行業格局：掌握微波陶瓷生產和調試技術的國產企業更具競爭力

2.3.1 5G 時期國產企業的全球競爭力將快速提升

全球優秀的介質濾波器供應商主要有日本的村田、京瓷，以及美國的CTS、康普。在介質濾波器領域，由於美國公司產品價格相對較高，此前國內主設備商在濾波器領域的海外供應商主要為日本的村田、京瓷。

5G時期，中國企業的全球競爭力將快速提升，提升國產品牌國內佔有率的同時，有望走出國門。4G時期，國內企業與海外公司相比尚存在差距，部分市場空間被日企村田、京瓷佔據。但從近年的情況來看，從技術方面，國內企業與海外公司的差距快速縮小，已經形成趕超之勢；從價格方面，國產企業由於在成本端具有優勢，價格與海外企業相比具有明顯的優勢。預計5G時期國產品牌的市場佔有率將得到大幅提升。此外，隨著中國在5G技術方面貢獻度的大幅提升，中國主設備企業有望走出國門，相應的上遊配套行業（如濾波器等）也有望享受主設備商海外市場佔有率提升的紅利。

2.3.2 陶瓷粉體受重視，多數企業布局全產業鏈

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。其中：陶瓷粉體是工藝難點所在，粉體配方與製備決定了介質濾波器的最終性能，一般來說，濾波器廠商所用陶瓷粉體材料需要得到主設備商的認證與許可；介質諧振器，介質諧振器的諧振頻率、溫漂、損耗參數直接決定介質濾波器的質量和工作性能；介質濾波器，多個模式相同的介質諧振器貼裝為介質濾波器，最終供應給主設備商。

當前多數企業布局介質濾波器產業鏈多個環節，原材料陶瓷粉體決定了產品的性能，受到企業的高度重視。原材料陶瓷粉體的配方和燒結是工藝難點，也是整個產業鏈高附加值環節之一，多數公司希望在該領域具備自主知識產權，以提升產品供應實力。

在介質濾波器的產業鏈中，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。各個環節參與者具體如下：

陶瓷粉體：國華新材（風華高科子公司）、燦勤科技、艾福電子（東山精密子公司）、順絡電子、大富科技、武漢凡谷。

介質諧振器：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、波發特（世嘉科技子公司）、國人通信。

介質濾波器：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。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。

掌握微波陶瓷技術的企業成為濾波器行業新進入者。由於微波陶瓷技術（包括陶瓷材料配製、燒結等）是介質濾波器核心技術之一，由此也為掌握微波陶瓷技術的企業帶來了進入介質濾波器市場的機會。

這類企業中，有國華新材、燦勤科技、艾福電子、順絡電子。其中，國華新材是基於原材料陶瓷粉體技術，逐步向下遊擴展，最終進入介質濾波器領域並形成全產業鏈覆蓋；燦勤科技與艾福電子，則是由提供介質諧振器開始，逐步進行技術擴展，最終進入介質濾波器領域；順絡電子是基於片式電子元件研發的經驗，進行了 LTCC（低溫共燒陶瓷）微波器件的技術積累，產品包括天線與濾波器。這些公司由陶瓷產品逐步切入無線和濾波器領域的路徑，與海外公司村田、京瓷類似。

為了順應變化，4G時代的主流濾波器供應商大富科技、武漢凡谷等此前也進行了布局。4G時代的濾波器供應商大富科技、武漢凡谷等公司，面對5G對小型化、高 Q值濾波器的需求，也在此前進行了相關產業的布局。大富科技，自2011年起建立了介質材料博士後工作站，擁有具備介質材料研發、配方工藝、介質射頻產品整體設計能力和相關技術；武漢凡谷，2013年成立陶瓷材料公司，致力於微波陶瓷材料、微波陶瓷介質諧振器、微波陶瓷介質濾波器的研製。

我們認為：兩類企業各有優勢，掌握微波陶瓷生產和大規模調試技術的國產企業將在5G浪潮下更具競爭力。行業新進入者進入介質濾波器領域，初期可能在微波陶瓷技術方面具有一定優勢；4G時代濾波器主流供應商也同樣在若乾年前對介質濾波器技術進行了布局，在濾波器設計、行業經驗、客戶資源等方面可能具有一定優勢。建議關注相關企業在客戶認證、訂單規模、以及產能提升等方面的進度。

投資建議

進入5G時代，由於Massive MIMO、AAU技術的需要，濾波器向著小型化、輕量化方向發展。介質濾波器有望取代傳統金屬腔體濾波器成為主流方案。

總結來看，濾波器行業將成為極具市場空間彈性的5G細分領域。考慮到Massive MIMO技術帶來通道數的激增、5G宏基地台數量增加等因素，5G時期宏基地台端介質濾波器市場空間有望達445億元，有望達到4G時期的2.5倍。若再考慮到後續小基站的建設，濾波器行業的市場空間將會更大。

同時，5G時期濾波器行業的景氣周期有望拉長，將至少維持2年以上。假設2019年底發放牌照，規模化建設正式啟動，則景氣周期將至少維持至2021年底。由於工藝難度的加大，介質濾波器行業壁壘升高；由於介質材料大規模調試的要求更高，也將一定程度限制產能的過度釋放，進而使得行業競爭環境改善，景氣周期拉長，盈利能力提升。

面對一個更有吸引力的市場，國內參與介質濾波器生產的公司主要有兩類：

一是基於原有技術拓展進入介質濾波器領域的企業，如燦勤科技、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)等。

二是3G/4G時期主要生產腔體濾波器的企業，如大富科技、武漢凡谷等。這些企業也都在多年前開始研究微波陶瓷技術，布局介質濾波器產業鏈。

兩類企業各有優勢，掌握微波陶瓷生產和大規模調試技術的國產企業將在5G浪潮下更具競爭力。

我們認為，濾波器行業將充分受益於5G技術帶來的變革，市場空間有望倍增，景氣周期有望拉長，優秀國產企業在全球視野下將更具競爭力。我們看好覆蓋介質濾波器全產業鏈、掌握介質濾波器自主研發能力、規模化生產能力的企業，看好國產介質濾波器企業在5G變革中的發展前景。

相關公司有東山精密、順絡電子、風華高科、大富科技、武漢凡谷以及世嘉科技等。