通信行业5G系列报告之滤波器深度：技术变革重塑市场格局，19年迎来“甜蜜期” 27页

内容目录1.投资要件42.技术演进：陶瓷介质将取代金属腔体，成为5G主流方案52.1.5G时代，陶瓷介质滤波器从0到1，颠覆式创新52.2.小型化金属方案将成前期重要过渡，长期仍是陶瓷为王63.市场空间：5G滤波器全球市场容量达566亿，为4G的1.6倍74.产业链分析：短期供需紧张导致滤波器厂商议价能力较强115.竞争格局：技术革新导致竞争格局重塑，新厂商弯道超车126.投资机会：5G早周期、大弹性品种156.1.复盘3G/4G：新周期开启，滤波器公司股价将迎来戴维斯双击156.2.展望5G：频谱已落地，滤波器厂商将于2019年迎来甜蜜期177.推荐标的：东山精密、*ST凡谷、世嘉科技、鸿博股份197.1.东山精密002384：介质滤波器先发优势明显，与大客户共成长197.2.*ST凡谷002194：介质滤波器推进超预期，业绩弹性较佳217.3.世嘉科技002796：收购波发特，短期业绩确定性高237.4.鸿博股份002229：收购弗兰德，拓展介质滤波器业务25风险提示26图表目录图表1：分布式基站架构（BBU、RRU和天馈）5图表2：8T8R的RRU结构图5图表3：传统天线阵列系统与大规模天线阵列系统对比5图表4：RRU和天馈合二为一变为AAU5图表5：3G/4G时代的金属腔体滤波器6图表6：5G时代的陶瓷介质滤波器6图表7：陶瓷介质滤波器的制造工艺6图表8：带通滤波器的衰减系数图7图表9：滤波器相关参数7图表10：金属腔体滤波器vs小型化金属滤波器vs陶瓷介质滤波器7图表11：三大运营商基站数（单位：万台）8图表12：全球5G基站建设量和介质滤波器市场容量预测9图表13：4G和5G基站滤波器市场规模测算9图表14：陶瓷介质滤波器利润弹性估算10图表15：2018年陶瓷介质滤波器成本构成（预测）10图表16：2026年陶瓷介质滤波器成本构成（预测）10图表17：*ST凡谷的金属腔体滤波器和陶瓷介质滤波器的毛利率比较（横轴是距离3G/5G牌照落地的年数）11图表18：陶瓷滤波器产业链11图表19：产业链上下游公司12图表20：陶瓷介质滤波器行业壁垒13图表21：滤波器生产厂商的竞争力对比13图表22：CTS的生产基地及厂房面积14图表23：Partron的全球三大基地15图表24：三大运营商资本开支合计（单位：亿元）15图表25：大富科技的营收、净利润、毛利率随运营商资本开支的变化情况16 图表26：*ST凡谷的营收、净利润、毛利率随运营商资本开支的变化情况16图表27：*ST凡谷的股价在3G/4G牌照落地前后表现17图表28：大富科技的股价在3G/4G牌照落地前后表现17图表29：3GPP关于5G的推进计划18图表30：中国三大运营商的5G推进计划18图表31：全球各国对于5G的态度19图表32：公司精密制造业务体系20图表33：2014-2016基站天线全球市场份额20图表34：2019年公司的收入预测拆分21图表35：公司的各项业务收入占比21图表36：公司的大客户收入占比21图表37：公司2012-2017年的营业收入22图表38：公司2012-2017年的净利润22图表39：公司2012-2017年的毛利率、净利率、ROE22图表40：公司2012-2017年的海内外业务占比23图表41：公司海外业务收入及增速23图表42：公司2012-2017年营业收入23图表43：公司2012-2017年净利润23图表44：波发特的大客户收入占比24图表45：波发特和世嘉科技的协同效应24图表46：收购公告中对于波发特2017-2020年业绩预期25图表47：波发特2017-2020年业绩承诺（单位：万元）25图表48：弗兰德财务指标26 1.投资要件关键假设（1）国内5G牌照2019年中期发放，2019年下半年起运营商资本开支迈入上行通道。（2）需求：预计5G时代，全球5G基站数将近850万台，为4G的1.3倍。按每个基站3面天线，每面天线64个滤波器估算，介质滤波器需求16亿只。（3）单价：陶瓷介质滤波器预计2018年约100元/只，随着规模量产单价逐年下降，预计2019年中期约50元/只。（4）结合量价，预计5G时代，陶瓷介质滤波器全球市场容量约566亿元。与4G对比，单站价值提升1.2倍，整体市场容量提高1.6倍，在5G细分子行业中弹性较强。我们区别于市场的观点市场认为2020年中国进入5G建设高峰，滤波器厂商业绩逐步兑现，迎来“甜蜜期”。我们认为，2019年下半年开启规模集采，2.6GHz的陶瓷介质滤波器产能逐步释放，但因供需平衡点尚未完全到达，滤波器厂商的议价能力相对较强，滤波器市场将呈现量升价略跌的状态，毛利率处于相对高位，滤波器厂商的盈利能力边际改善显著，2019年为较佳的投资时点。复盘3G/4G也可发现，在牌照落地第一年，投资滤波器厂商最容易获得超额收益。股价上涨的催化因素（1）2019年，三大运营商联通、移动、电信将陆续宣布5G预商用，启动规模集采。（2）2019年中后期产业链有望放量，但尚未达到供需平衡点，滤波器厂商的议价能力较强，毛利率处于高位，滤波器市场呈现量升价略跌的状态，相关厂商营收、利润显著增长，市场也愿意给予其更高估值。（3）联通、电信和移动下半年扩大5G网络建设，规模超出预期。推荐标的（1）东山精密002384：收购艾福电子，全国陶瓷介质滤波器前二。（2）*ST凡谷002194：介质滤波器推进有望超预期，业绩弹性较佳。（3）世嘉科技002796：收购波发特，金属小型化滤波器短期业绩确定性高。（4）鸿博股份002229：收购弗兰德，有望拓展介质滤波器整合产业链上下游。投资风险5G进度不达预期，全球贸易摩擦加剧，运营商资本开支进一步下滑。 1.技术演进：陶瓷介质将取代金属腔体，成为5G主流方案滤波器是基站的“选频”之眼。滤波器，顾名思义就是帮助基站滤掉不需要的波段，实现收发特定频率的电磁波。3G/4G时代，基站一般以分布式架构为主，由BBU（基带处理单元）、RRU（射频处理单元）和天馈系统（天线、馈线等）组成。本文我们讨论的为RRU与天线连接位置处的滤波器（下图标红位置）。图表1：分布式基站架构（BBU、RRU和天馈）图表2：8T8R的RRU结构图资料来源：知网，资料来源：知网，1.1.5G时代，陶瓷介质滤波器从0到1，颠覆式创新5G时代，滤波器将从金属腔体全面转向陶瓷介质，技术路线完全革新。因为（1）基站天线由2T2R、4T4R向64T64R发展，一面天线所需滤波器由2个变为64个；（2）RRU和天馈合二为一成为AAU。因此5G设备的重量和体积相对于4G要求将更为严格，滤波器必须小型化、集成化，体积更小、更轻的陶瓷介质滤波器将取代传统的金属腔体滤波器成为主流。图表3：传统天线阵列系统与大规模天线阵列系统对比图表4：RRU和天馈合二为一变为AAU资料来源：ZTE，资料来源：OFweek， 3G/4G时代，滤波器以金属同轴腔体滤波器为主。该种滤波器主要利用腔体振荡来消除不需要的频率。金属腔体滤波器的优势在于工艺成熟、价格低，但体积相对较大。5G时代，陶瓷介质滤波器将成主流。谐振发生在介质材料内部而非腔体，因此可以有效减少滤波器的体积。图表5：3G/4G时代的金属腔体滤波器资料来源：中电网，陶瓷介质滤波器采用高温烧结工艺。从草根调研结果来看，陶瓷介质滤波器相比于已经工艺成熟的金属腔体滤波器，性能指标上还有所欠缺。目前在3.5GHz频段技术工艺相对成熟，2.6GHz频段的量产节奏可能稍慢于3.5GHz。图表6：5G时代的陶瓷介质滤波器图表7：陶瓷介质滤波器的制造工艺资料来源：艾福电子官网，资料来源：北斗星通公告，1.1.小型化金属方案将成前期重要过渡，长期仍是陶瓷为王小型化金属滤波器是传统金属腔体滤波器的升级产物。因为目前的陶瓷介质滤波器虽在体积和重量上占优，但是性能指标还是略差：（1）可承受功率较低，对于功放的要求较高。（2）插损和带外抑制表现略差。且目前陶瓷介质滤波器的供应相对紧张，因此部分厂商在5G初期选择了小型化金属滤波器方案作为过渡。长期来看，陶瓷介质滤波仍将是主流技术路线，这点从五大设备商的选择也可以看出。中心频率、带宽、插损和品质因数Q是滤波器的主要特性指标。以带通滤波器为例，中心频率f0和带宽Bw描述了它的工作频段和范围。插损描述了将该滤波器加入某一电路后出现的功率损耗。品质因数Q=f0/Bw，Q越大说明滤波器的选频能力越佳。其他性能 指标包括温度漂移和功率容量等，按使用场景匹配合适指标的滤波器。图表8：带通滤波器的衰减系数图图表9：滤波器相关参数关键参数描述中心频率决定工作频段带宽工作频带宽度，一般取3dB带宽插损接入负载时对通带产生的衰减品质因数Q描述滤波器的选频特性，Q值越大，说明可以实现越窄的通带温度漂移温度变化导致的响应频率变化可承受功率滤波器可承载的信号功率资料来源：知网、OFweek、资料来源：知网、OFweek、我们将三种方案的滤波器性能、适用场景进行对比：图表10：金属腔体滤波器vs小型化金属滤波器vs陶瓷介质滤波器产品体积尺寸重量插损可承受功率带外抑制适用场景适用天线金属腔体滤波器大重低大高在复杂频率下更容易满足性能2T2R、4T4R8T8R、16T16R小型化金属滤波器中中中中中折中方案16T16R、32T32R、64T64R陶瓷介质滤波器小轻高小低在有限空间下更容易满足性能32T32R、64T64R资料来源：整理我们预计，未来64T64R及更大规模的天线将采取介质滤波器方案，8T8R天线的滤波器方案相对灵活。根据金属腔体滤波器、小型化金属滤波器、陶瓷介质滤波器的对比结果，可以看出当天线阵列超出32T32R时，陶瓷介质滤波器的体积、重量优势较为明显，优先选用。但是由于64T64R天线造价较高，我们预计8T8R天线仍将占据一定空间，例如用于乡村等地区覆盖。8T8R相对而言，对于滤波器体积重量要求较松，可适用多种滤波器方案。另一方面，在复杂频率下，金属滤波器方案的选频和带外抑制性能更佳，因此未来会根据具体场景选择滤波器方案，但对于64T64R甚至更大规模的天线，陶瓷介质滤波器仍将是主流方案。1.市场空间：5G滤波器全球市场容量达566亿，为4G的1.6倍 市场目前更多关注的是国内的基站建设进度，但我们认为，通过参与华为、中兴、爱立信、诺基亚和三星的供应链，中国滤波器厂商将切入全球5G滤波器市场，分享更大的蛋糕。数量：预计5G时代，全球5G基站数将近850万台，介质滤波器需求16亿只。依据：（1）根据三大运营商年报，2017年全国基站约389万台，预计5G时代，基站数是4G的1.3倍，约500万台。我国的4G基站占到全球4G基站数量的一半以上，我们以60%占比估算，全球5G基站数约843万台。按2018-2026年为建设周期，2020-2021年为建设高峰进行分拆，可估算每年新建基站数量。图表11：三大运营商基站数（单位：万台）资料来源：公司公告，（2）根据IHS数据，2017年，在移动通信基站领域，华为的全球市占率约27.9%。以此估算可以得到华为2018-2026年新建基站数量。（3）按每个站3面天线，每面天线64只滤波器进行估算，预计5G时代全球一共需要3*64*843/10000=16亿只滤波器。单价：陶瓷介质滤波器预计2018年约100元/只，随着规模量产单价逐年下降，到2026年约23元/只。结合量价，预计5G时代，陶瓷介质滤波器全球市场空间约566亿元。具体计算过程参见下表。 图表12：全球5G基站建设量和介质滤波器市场容量预测年份华为全球5G基站（万个）全球市场（万个）同比增速逐年单价（元）5G基站陶瓷介质市场容量预测（亿元）2018261001220191967991%5065202050179167%401382021501790%35120202236129-28%3279202330108-17%306220242695-12%295320251865-32%25312026516-75%236总计23584335（均价）566资料来源：预测5G时代，单站滤波器价值量是4G的1.2倍。我们把4G时代和5G时代的滤波器进一步细拆，以4T4R天线为例，按每通道滤波器价格为450元估算，4G时代单基站滤波器价值量约4*450*3=5400元。根据上表估算得到5G的陶瓷滤波器单只价格平均约35元，因此单基站滤波器价值量将达到6720元，较4G扩大1.2倍。5G时代，全球滤波器市场容量是4G的1.6倍。按照此前预测，4G时代国内约389万个基站，5G时代基站数约是当前的1.3倍，因此全球滤波器的市场容量约为4G时代的1.6倍。图表13：4G和5G基站滤波器市场规模测算类别项目4G5G5G较4G比较（倍）单站测算天线通道数46416.0滤波器通道数46416.0单价450350.1单扇区滤波器价格（元）180022401.2单基站扇区数331.0单基站滤波器价格540067201.2行业测算国内基站数量（万个）3895061.3国内滤波器市场容量（亿元）2103401.6全球基站数量（万个）6488431.3全球滤波器市场容量（亿元）3505661.6资料来源：预测因为陶瓷滤波器后期降价幅度较大，我们测算了其利润弹性：（1）根据草根调研结果，目前滤波器单价100元左右，毛利率约75%。（2）假设单个滤波器的成本中，折旧摊销占50%，人工占25%，原材料占20%，其他占5%。（3）假设当前主流厂商的良品率在70%-80%之间，预测2021年逐步提升至90%，单 位成本随之下降。（1）从2019年开始引入自动化调试设备，单只滤波器的折旧成本增加。图表14：陶瓷介质滤波器利润弹性估算2018E2019E2020E2021E2022E2023E2024E2025E2026E单价（元）1005040353230292523良率75%80%85%90%92%94%96%96%96%成本25.025.223.722.421.921.421.021.021.0折旧成本12.516.415.414.614.314.013.713.713.7原材料5.04.74.44.24.14.03.93.93.9人工6.32.92.82.62.52.52.42.42.4其他1.31.21.11.01.01.01.01.01.0毛利率75%50%41%36%32%29%28%16%9%华为基站全球建设进度华为基站数量（万台）2195050363026185滤波器需求量（万只）330360096009600691257605068.83456864滤波器订单总额订单额（亿元）3.318.038.433.622.117.314.78.62.0毛利润（亿元）2.58.915.612.17.04.94.11.40.2资料来源：预测（2）辅助自动化调试设备后，单只滤波器的人工成本将出现下降。估算结果如下：自动化调试设备引入将有效压缩人工成本，降低管理的软性成本。预计目前单只滤波器成本约25元，人工成本占到25%。预计自动化调试设备引入后，随着良率提升，单位成本降到21元，人工成本可以压缩至12%。图表15：2018年陶瓷介质滤波器成本构成（预测）图表16：2026年陶瓷介质滤波器成本构成（预测）资料来源：预测资料来源：预测预计2019年毛利率处于高位，订单额2020年达到高峰。根据估算，2019年毛利率 在50%左右，2020年下降至41%，到5G周期尾部降至10%以下，这点对比*ST凡谷的滤波器毛利率走势也可以看出。这里截取的是2008-2016年*ST凡谷的滤波器毛利率进行对比，横轴是距离牌照落地的年数，以2008年为第0年，2009年3G牌照落地为第1年，对比2018-2026年陶瓷介质滤波器的预测毛利率变化情况，可以看到走势基本相符。图表17：*ST凡谷的金属腔体滤波器和陶瓷介质滤波器的毛利率比较（横轴是距离3G/5G牌照落地的年数）资料来源：Wind，预测1.产业链分析：短期供需紧张导致滤波器厂商议价能力较强陶瓷介质滤波器的上游是陶瓷粉体，下游是通信设备商。我们将产业链上下游的主要公司进行梳理。图表18：陶瓷滤波器产业链资料来源：风华高科， 图表19：产业链上下游公司3G/4G5G金属滤波器结构件陶瓷粉体/介质谐振器行业上游国内海外国内海外原材料东山精密国华新材料CTS（美国）春兴精工江佳电子PARTRON（韩国）波发特灿勤科技Sawnics（韩国索尼司）欣天科技艾福电子MuRata（日本村田）厦门松元武汉凡谷大富科技行业中游金属腔体滤波器陶瓷介质滤波器滤波器制造国内海外国内海外东山精密Powerwave（美国）国华新材料CTS（美国）大富科技Andrew（美国）江佳电子PARTRON（韩国）武汉凡谷灿勤科技Sawnics（韩国索尼司）国人通信艾福电子MuRata（日本村田）摩比发展厦门松元春兴精工武汉凡谷波发特大富科技通宇通讯通宇通讯行业下游基站设备基站设备通信设备商国内海外国内海外华为爱立信华为爱立信中兴诺基亚中兴诺基亚三星三星资料来源：整理陶瓷粉体配方直接影响滤波器的介电常数、品质因数等关键参数，因此自有成熟配方是滤波器厂商的核心竞争力之一。如果自有配方，化工原材料可以自行选购，成本较低，如果无配方，需要从日韩采购配方粉，成本相对较高。粉体原材料包括MgTiO3、TiO2、Al2O3、ZnO、SiO2等化工原料，其配方决定了材料的介电常数