2020年將迎來5G投資大年，射頻測試設備行業(yè)市場空間大[圖]

    一、5G進程加快，射頻測試受益

    射頻測試設備主要由測試儀表、屏蔽箱、測試軟件等部分構成。5G時代，射頻測試變得愈發(fā)重要，且大規(guī)模天線陣列技術的使用使得5G時代射頻性能測試難度和測試時間較LTE時代成幾何倍數(shù)增加，而天線的測試必須在屏蔽箱里完成，因此將對屏蔽箱產生大量需求。

    開關器件和功率器件進行高精度測試有部分屏蔽箱需求。射頻模組一般把功率器件（PA）和開關器件（ASM）進行統(tǒng)一封裝，天線則是單獨封裝。測試時，PA和ASM先做純電信號測試，使用兩路電纜(cable)線接儀表，分別為為射頻器件的輸入和輸出。測試儀表一般為兩臺，一臺產生信號源輸入，一臺對射頻器件的輸出進行測量。PC上運行測試程序，控制儀表以及外圍電路，測試是否能夠達到性能指標要求。隨著頻段的升高，電路的等效電容和電感愈發(fā)明顯，會產生等效天線效應，從而接收到空間中無線電信號，對原來的電信號產生干擾。因此，如果要求進行高精度測試則需要在屏蔽箱里完成，從而對于ASM和PA有部分屏蔽箱的需求。

    天線器件的測試屬于空口測試，過程需在屏蔽箱內完成。輸入信號沒有直接接到測試板上，而是通過天線輻射，由測試板上的待測天線進行接收。此時開放空間中的同頻段無線電信號亦會被接收，從而對待測天線上的有用信號產生干擾，影響天線指標的計算，因此必須使用屏蔽箱完成測試。

    5G建設分為非獨立組網（NSA）和獨立組網（SA）。建設初期，運營商一般會選擇NSA方式，讓5G和4G共用一個核心網絡以節(jié)省前期投資，完成過渡和5G網絡普及工作。但NSA的缺點在于無法支持低延遲等5G新特性，且用戶手機必須同時連接5G和4G網絡，增加手機耗電，SA獨立組網方式則更符合用戶對于5G的認知，即網速快、延遲低、功耗小，因此SA才是5G網絡的最終發(fā)展方向

    二、2020年將迎來5G投資大年。

    目前，三大運營商均已表明5G獨立組網的方向，其中，中國移動董事長楊杰表示，希望SA建設越早越好，從明年一月份開始，國內將不會有只搭載NSA模式的新手機入網；中國電信董事長柯瑞文表示，中電信將把握5G本質與核心，堅持SA的目標網方向，力爭在2020年率先全面啟動5GSA網絡升級；中國聯(lián)通也公布了5G部署方案，將以SA為目標架構，5G網絡計劃2020年正式商用。因此，2020年將迎來5G投資大年。

三大運營商部分5G建設內容

（一）、、2020年5G設備銷量占比有望達到10%左右。

    國內智能手機終端產量從17年陷入低迷，根據(jù)消費電子2-3年換機周期，判斷已逼近換機邊緣。2020年蘋果迎5G商用大年，此外國內安卓廠商新機型密切發(fā)布，設備供應商核心受益。據(jù)預測，未來5年全球5G手機滲透率將從0.9%提升至51.4%，2023年5G手機出貨量將達7.7億部。

    2019-2023年全球5G手機出貨量及滲透率走勢預測

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

    目前，國內手機廠商中，除了華為巴龍50005G芯片以外，已推出的5G手機大多數(shù)采用高通X50外掛基帶，僅支持“4G核心+5G基站“的NSA組網模式，無法在SA網絡覆蓋的地區(qū)使用5G信號。在明年5GSA網絡大規(guī)模部署的背景下，5G基礎設施的快速搭建將迅速擴大5G網絡的覆蓋范圍，對于手機廠商推出支持SA網絡的5G手機起到巨大的催化劑作用，預測2020年，5G手機銷量將迎來爆發(fā)，5G設備銷量占總銷量比例將由2019年的不到1%提升至2020年的10%左右。

部分5G基帶芯片對比

全球手機銷量按網絡制式劃分

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

    5G時代助推射頻檢測需求提升。無線通信設備的發(fā)射和接收性能決定著其在通信網中的表現(xiàn)。在設備研發(fā)和生產階段對設備進行性能測試顯得尤為重要。從2G、3G時代，到LTE及今后的5G，無線設備性能測試會變得愈發(fā)重要。且大規(guī)模天線陣列技術的使用使得5G時代射頻性能測試難度和測試時間較LTE時代成幾何倍數(shù)增加。從4G開始，各手機終端廠商開始逐漸重視空口OTA(Over-the-Air)測試，不僅因為國內外形成了終端輻射性能測試標注,也因為OTA測試更能反映設備在實際應用中的表現(xiàn)。OTA測試技術也從僅為了通過終端認證過渡被廣泛應用到研發(fā)和生產的各個環(huán)節(jié)。前文已分析，天線的測試屬于空口OTA測試，過程必須在屏蔽箱里完成，5G時代大規(guī)模天線陣列技術的使用將對屏蔽箱產生大量需求。公司5G高隔離技術已經應用于5G測試屏蔽箱，且產品已實現(xiàn)小批量生產，有望迎來需求暴增。

    （二）、可穿戴設備爆發(fā)引領3C行業(yè)復蘇，引致相關模組測試和組裝設備需求

    Airpods開啟TWS耳機新時代。TWS耳機又叫真無線立體聲（耳機），是一種以藍牙為基礎，利用無線立體聲的技術組成的立體聲系統(tǒng)，配備了兼具充電和收納功能的便攜時充電盒。2016年蘋果首次發(fā)布Airpods成為市場引爆點，短短一個月時間內成為美國最受歡迎的無線耳機，根據(jù)相關數(shù)據(jù)，Airpods發(fā)布后短時間內已有26%的市占率，超過Beats和Bose耳機的份額。

    AirPods發(fā)售后迅速獲得26%的市占率

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

    2017-2019年Airpods出貨量情況

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

    2017-2019年Airpods營收情況

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    （三）、2019年TWS耳機迎來爆發(fā)

    蘋果開創(chuàng)了TWS耳機這個全新的消費電子品類，其第一代產品發(fā)布采用的監(jiān)聽技術，功耗低、抗干擾強，但是申請了專利，僅能蘋果。直到今年年中，聯(lián)發(fā)科、高通和華為等，分別實現(xiàn)了技術突破?？傮w上來看，高端市場，蘋果第三代耳機提高了高端TWS耳機價格上限，低端市場，借助聯(lián)發(fā)科高性價比的TWS耳機解決方案，華強北低價產品打開了安卓滲透率空間，從而導致今年二季度無線耳機市場的爆發(fā)。智研咨詢師預測，耳機將會是增長最快的可穿戴設備，2018年到2022年復合增長率達56%。2018年Q3全球耳機市場規(guī)模相比2016年Q3增長26%，達到55億美元。其中AirPods占據(jù)40%左右的市場份額。藍牙技術、芯片方案等核心技術升級，手機結構變化和系統(tǒng)支持，伴隨AI和傳感器技術的成熟，有望推動TWS耳機實現(xiàn)快速持續(xù)發(fā)展，預計未來三年TWS耳機銷量將有望實現(xiàn)翻倍以上增長，將成為耳機市場的主流。

    2019Q1TWS耳機市場份額

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    2016-2020年全球TWS耳機市場有望快速增長（億美元）

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    2018-2020年全球TWS耳機出貨量走勢（百萬只）

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    （四）、3C行業(yè)營收持續(xù)增長，2019年利潤增速由負轉正。

    整體來看，3C行業(yè)營收及凈利潤在過去近二十年實現(xiàn)連續(xù)增長，2018年因中美貿易糾紛影響，利潤下降幅度較大，2019年3C行業(yè)利潤的正增速有望提振整體信心及投資動力。

    計算機、通信和其他電子設備制造業(yè)營收（億元）

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    計算機、通信和其他電子設備制造業(yè)利潤總額（億元）

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    3C行業(yè)營收增速逐漸高于存貨增速，產能利用率較高，擴產有動機。

    整體來看，在2014-2018年存貨增速高于營收增速，2016年開始這一差額逐漸減小，至2019年，行業(yè)營收增速持續(xù)高于存貨增速；同時產能利用率自2016年以來基本上處于80%水平，至2019年底增加至82.6%，通常制造業(yè)80%-85%的名義產能利用率為合意值。存貨增速低于營收增速，或反應3C行業(yè)產能趨緊。

    計算機、通信和其他電子設備制造業(yè)存貨及營收增速

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    制造業(yè)及計算機、通信和其他電子設備制造業(yè)產能利用率（%）

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    二、相關設備市場空間測算

    （一）、射頻測試設備市場容量：

    智研咨詢發(fā)布的《2020-2026年中國射頻前端模塊行業(yè)市場供需規(guī)模及競爭策略建議分析報告》顯示：2016年全球射頻測試設備市場規(guī)模為23.2億美元，預計到2023年將達到32.1億美元，2017-2023年期間的復合年增長率為4.92%。2020年全球對應28億美元規(guī)模。

    1、行業(yè)需求：中國2019年手機的產量是17億臺，假設基本滿產，即對應年手機產能為17億臺；

    2、4G屏蔽箱市場空間：單個屏蔽箱測試1臺傳統(tǒng)4G手機的時間是5分鐘，考慮到上下料時間以及稼動率因素，預計單臺屏蔽箱每小時測試手機6臺，每天按照20小時，一年360天計算，單臺屏蔽箱的測試產能為4.32萬臺/年。按照17億臺手機的產能計算對應屏蔽箱需求為4萬臺（根據(jù)調研，4G時代的綜測儀需求約為2萬臺，通常1臺綜測儀配2臺屏蔽箱，與理論測算數(shù)據(jù)基本一致）。4G手機屏蔽箱單臺價格為2萬元，對應屏蔽箱市場空間約為8億元。同時，屏蔽箱屬于易耗品，因為每次使用都是開合的狀態(tài)，使用次數(shù)增加后連接處的屏蔽系數(shù)就會衰竭，當屏蔽系數(shù)衰減到要求的指標下，設備就需維修或更換，更新周期約為2年左右。因此在耗材屬性的制程下，4G屏蔽箱設備市場空間為4億元/年。

    3、5G屏蔽箱市場空間5G射頻檢測較4G射頻檢測時長有所增加，主要原因為：一是5G的頻段數(shù)增加。4G時代有100多個頻段，常用的是30多個頻段。而Sub-6GHz又增加了40個頻段，常用的是19個頻段。毫米波頻率在30—300Ghz之間，5G使用的頻段一般是28GHz和60Ghz。頻段的增加帶來射頻驗證和校準也會越多，4G手機的射頻測試時長約為150秒，5G平均每個頻段的檢測都需要30-40秒，目前增加Sub-6GHz測試需要額外增加100多秒（因為現(xiàn)在Sub-6GHz支持的頻段不多），增加毫米波測試需要增加100秒。二是5G的頻點增高。頻點增高因此波長更短，穿透性差，導致天線必須越來越多。從4G開始，各手機終端廠商開始逐漸重視空口OTA(Over-the-Air)測試（天線的測試屬于空口測試），5G時代多天線陣列技術需要天線的定向傳輸，因此5G的天線測試將越來越多。4G一般一個頻段是2天線，因此一個頻段只要測試2個接收通路，5G一個頻段一般是4個天線，因此一個頻段要測試4個接收通路。天線數(shù)量的增加帶來測試時長的提升。三是5G的檢測類型更多、更復雜，因此時長更長。一方面是藍牙和wifi的通訊協(xié)議升級，測試時間略有提升；二是高端手機的射頻檢測需求本身就在提升，如4*4mimo載波聚合檢測在4G時代僅有少量手機需要檢測，但在5G時代成為標配，將進一步提升射頻檢測需求。

    目前5G的射頻檢測時長約為4G的4倍（僅指Sub-6GHz，隨著Sub-6GHz支持頻段的增長，還有上升空間）。從長期來看，隨著毫米波技術的應用以及天線數(shù)量的增加，其檢測時長在Sub-6GHz的基礎上還將呈現(xiàn)倍數(shù)級別的增長?；诖?，在5G手機全滲透的假設下，5G屏蔽箱需求約為16萬臺?？紤]到5G屏蔽箱性能更優(yōu)，產線采購價格約為4萬元/臺，按照2年的更新周期，對應5G屏蔽箱市場空間約為32億元/年。綜上，穩(wěn)態(tài)下4G、5G屏蔽箱市場空間分別為4億元/年、32億元/年

    （二）、3C整機測試和組裝產線市場容量：

    主要對2020-2021年智能手機、TWS耳機以及智能手表更新?lián)Q代及產能擴張帶來的整機產線需求進行測算。

    智能手機：世界最大的手機芯片供應商高通預計，2021年全球5G智能手機出貨量將達到4.5億部，從而促使代工企業(yè)投入新的產線，購置新的產線設備，目前整機組裝仍以人工為主，自動化率有待進一步提升。富士康單條手機產線年產能約為400萬部/條。假設單條手機產線投入是TWS耳機產線的2倍（下文有TWS耳機產線的總投入說明），即4億元/條，則2020-2021年新增5G手機帶來的產線需求為450億元。

    ②TWS耳機：根據(jù)調研，單條TWS耳機產線的總投入是2億元左右，年產能約200對/條，整體上專用設備和通用設備價值量各占一半，目前全國年產能約為5000萬對左右。智研咨詢預計，2020年TWS耳機出貨量將達到1.5億對。假設2021年出貨量增長到2億對，則新增產能約1.5億對，對應產線需求75條，設備需求為150億元。

    ③智能手表：2019年全球智能手表出貨量約為6260萬臺，預計2020-2021年智能手表的出貨量分別為8050萬臺、9770萬臺，新增出貨量約3500萬臺。假設單條智能手表產線產能與投資額與TWS耳機產線相同，則對應產線需求18條，設備需求為36億元。