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射频微波技能:军民运用需求旺盛
2022-04-30 17:32:43       来源:乐鱼官网

  物互联大幕敞开,民用射频商场空间大。长时刻以来通讯是射频微波在民用商场的首要运用领域,现在 5G 技能正逐渐老练并完结商用化。5G 基站选用的MIMO 技能大幅添加了微波器组件的用量,5G 通讯掩盖毫米波波段,高频器材单价更高,5G 基站建造直接推动了射频微波商场扩容。

  据 Yole 猜测 2022 年射频领域半导体微波器材商场规划有望达 25 亿美元;另一方面 5G 也为自动驾驭、物联网等奠定了根底,拓宽了射频微波的运用领域。除通讯外车载毫米波雷达、卫星导航定位终端、商业航天用抗辐照微波器组件等运用也将一起支撑起民用射频微波在中长时刻巨大的商场空间。

  射频前端是无线电设备中用于模仿信号处理的部分,详细由频率源、发射机、 接纳机和 TR 组件等微波器组件构成。跟着国防信息化继续推动,以及民用市 场 5G 通讯等运用的拓宽,军民领域无线电设备将加快晋级列装,驱动微波器 组件商场快速扩张。现在我国微波技能正在加快追逐世界一流水平,未来有望 在相控阵等领域完结弯道超车,并带动微波工业链迎来开展拐点。

  微波器组件处理模仿信号,是无线电设备的中心。无线电设备是运用收发电磁 波,完结通讯、勘探、对立等功用的设备,射频前端是无线电设备中对模仿信号 进行调制解调、功放、滤波等处理的部分,在军民各个领域得到广泛运用。射频 前端首要由频率源、发射机、接纳机和 TR 组件等微波组件构成:频率源用于产 生安稳的高频电信号载波;发射机首要功用为低频信号的调制并扩展;接纳机能 够滤除杂波,一起解调高频信号。TR 组件一般用于相控阵,坐落天线和接纳机、 发射机之间,作用是调整单个阵元的相位。相控阵是由很多相同的阵元组成的阵 列,可运用阵元间相位差来组成需求的波形。

  国内微波起步晚距离大,相控阵领域有望获得打破。微波技能诞生于一二战之 间,尔后近百年坚持了快速开展,我国微波技能起步于建国后,现在在高频器材、 工业化和体系规划三个领域和世界先进水平存在较大距离,导致工业竞争力弱, 军用微波器组件功用缺少,民用商场市占率偏低。跟着微波技能的开展,相控阵 运用领域不断拓宽,我国有望凭仗该技能完结弯道超车。科研院所和民营企业是 我国微波商场的首要参加者,科研院所中 13 所和 55 所是商场主力军,部分信 息化主机院所也会内部配套;民营企业事务规划较小,产品相对单一,但公司治 理更为灵敏,“十四五”期间跟着下流信息化配备加快列装,民营企业成绩弹性 或将更大。

  国防信息化继续深化,军用微波器组件商场加快扩张。信息化是“十四五”国 防建造要点,估计我国将加大对导弹、通讯、雷达等领域的投入。中美导弹数量 距离大,跟着实战化水平前进,导弹或将加快补库存,其间配备相控阵导 引头的空空导弹将是列装要点;新类型战机配备先进有源相控阵雷达,微波器组 件价值量将得到前进;军用通讯对带宽要求大幅添加,宽带无线通讯设备有望得 到要点开展,高价值的高频微波器组件估计需求旺盛。估计通讯、雷达、导航、 电子对立等信息化配备在“十四五”期间将加快列装,带动军用微波器组件商场 完结扩张。

  万物互联大幕敞开,民用射频商场空间大。长时刻以来通讯是射频微波在民用市 场的首要运用领域,现在 5G 技能正逐渐老练并完结商用化。5G 基站选用的 MIMO 技能大幅添加了微波器组件的用量,5G 通讯掩盖毫米波波段,高频器材 单价更高,5G 基站建造直接推动了射频微波商场扩容,据 Yole 猜测 2022 年射 频领域半导体微波器材商场规划有望达 25 亿美元;另一方面 5G 也为自动驾驭、 物联网等奠定了根底,拓宽了射频微波的运用领域。除通讯外车载毫米波雷达、 卫星导航定位终端、商业航天用抗辐照微波器组件等运用也将一起支撑起民用射 频微波在中长时刻巨大的商场空间。

  射频前端对模仿信号进行频率改动,是无线电设备中必不行少的部件。无线电设备是 运用收发电磁波,完结通讯、勘探、对立等功用的设备。天线振子在长度为无线 时作业效率最高,为了完结设备的小型化,无线电信号往往波长较短即频率较高,而 受限于后端数字信号处理机才能,原始电信号频率往往较低,因而无线电设备需求对模仿 信号进行频率改动,射频前端就是履行这一改动进程的部件。以数字信号转化为无线电信 号为例,数据处理机(DSP)对数字信号进行分类、兼并、核算等处理,数据转化模块将 处理后的数字信号转化为模仿信号,射频前端对模仿信号进行调制、功率扩展等一系列处 理,最终经天线将模仿信号转化为无线电信号。

  跟着无线电设备的遍及,射频前端在军民各个领域得到广泛运用。受无线电技能前进 以及人类经济活动规划扩展等要素影响,无线电设备在军民领域逐渐遍及,带动射频前端 运用领域不断添加。在军用领域,射频前端首要运用于雷达、军用通讯设备、军用无线电 侦查和电子搅扰等设备上;在民用领域,射频前端首要运用于包含基站、手机和平板电脑 等在内的移动通讯终端以及 ADAS(高档驾驭辅佐体系)上,在 ADAS 中的运用首要为汽 车毫米波雷达,未来在物联网领域,射频前端也有宽广的运用远景。

  微波器组件是射频前端构成要素,各自承当不同功用。射频前端由微波组件构成,主 要包含频率源、发射机、接纳机和 TR 组件等,不同微波组件又包含各类微波器材。频率 源用于发生安稳的高频电信号载波,中心器材为振荡器;发射机的中心器材包含调制器、 功率扩展器(PA)和电源,调制器完结对低频信号的调制,PA 用于扩展高频电信号;接 收机的中心器材首要包含低噪声扩展器、滤波器、解调器,可以滤除杂波,一起解调高频 电信号;接纳机有传统接纳机和数字接纳机两种,前者经过电路解调,本钱低但时刻长, 后者集成了数模转化模块,将模仿信号先转化为数字信号再进行解调,时刻短但本钱高;TR 组件是相控阵中必需的微波组件,传统无源 TR 组件首要功用是信号的收发操控,中心 器材包含环形器、移相器等,新式有源 TR 组件已将发送机的功率扩展等部分功用集成进 TR 组件。

  芯片是集成电路办法的运用,而非某种特定功用的器材。芯片是依据特定意图和用处, 用集成电路的办法制作电路中的器材、组件、模块乃至体系。集成电路是电子学中一种将 电路(首要包含半导体设备、被迫组件等)会集制作在半导体晶圆表面上的小型化办法。芯片在制作进程中依据特定需求进行规划,经过集成电路的办法得以完结,不同功用的器 件、组件、模块乃至体系均可经过集成电路的办法集成于芯片中。

  多层级射频芯片大幅前进小型化和集成化程度,在无线电设备中运用逐渐拓宽。射频 芯片是把射频前端中的器材、组件、模块,乃至整个射频前端经过集成电路的办法集成芯 片。射频前端已完结多层级芯片化,器材级有功放芯片、开关芯片(移动通讯传导开关、 WiFi 开关、天线调谐开关)等;组件级有 TR 芯片等;模块级有数模转化芯片、电源芯片 等;体系级有手机中的射频前端芯片。芯片集成工艺在射频前端的运用大幅下降器材尺度, 前进模块的集成度,为本钱操控和功用堆叠供给技能根底。功放芯片是通讯基站和终端中 必不行少的电子元器材,TR 芯片是整个雷达的要害电子元器材之一,在军用雷达领域中 得到广泛运用。跟着 5G 技能广泛商用和我国移动通讯基站进一步增建,射频芯片运用场 景将进一步扩展。

  射频微波商场参加者首要包含体系内科研院所和体系外民营企业两大类。科研院 所中,13 所和 55 所是射频微波领域的主力军,产品谱系全面下流运用包含广泛,在化合物半导体功率器材等技能上实力较强;14 所、29 所等信息化主机院所,往往也 会出产部分微波器组件用于自供。民营企业事务规划小于 13 所和 55 所,产品多会集 于特定类型的微波器组件,配套的类型也相对较少,但民营企业在公司治理上更为灵 活,“十四五”期间跟着下流信息化配备加快列装,民营企业成绩弹性或将更大。

  微波技能一战后登上前史舞台,在近一百年间坚持了快速开展。微波技能诞生于一二 战之间的间战时期,1936 年 Southworth 宣告论文宣告了波导传输试验成功,正式创始了 微波技能的前史。尔后微波技能坚持了近一百年的高速开展,1939 年第一台分米波雷达 的诞生极大的推动了微波技能的落地和开展,跟着二次世界大战的迸发雷达技能敏捷走向 老练,反雷达技能应运出现,电子对立这一全新分支走上前史舞台;战后射电天文学大发 展关于微波技能的功用指标提出了更高要求,暗斗时期的太空军备竞赛助推微波技能进入 大开展时期;90 年代至今有源相控阵雷达、通讯晋级、智能驾驭和万物互联主导了微波技 术革新式开展。

  我国微波技能起步晚且前期开展慢,近年快速追逐距离逐渐缩小。在一次世界大战后 微波技能出现时,我国处于长时刻战乱和割据情况,错过了微波技能登台之初的黄金时期, 直到建国后我国微波技能才开端起步,50 年代初期我国研制出第一台米波防空雷达,相较 世界先进技能距离约二十年。60 年代初微波技能重要性得到注重,相关产研教的体系性体 系开端树立;80 年代随同改革开放的脚步,我国微波工业开端加快赶超,直到近年在单个 细分领域获得了世界抢先的成果,职业全体距离也逐渐缩小。

  现在我国微波技能在高频器材、工业化和体系规划三个领域存在较大距离。比较世界 一流水平,现在我国微波技能存在的距离首要会集在三个领域:1、跟着军用无线电设备 的晋级,以及民用 5G 通讯及物联网的开展,微波器组件需求支撑的频段显着升高,在高 频微波器组件领域,我国与西方发达国家仍存在距离;2、尽管我国在部分先进微波器组 件的研制上获得打破,但工业化上仍存在缺少,导致国产微波器组件在本钱和牢靠性上存 在距离;3、跟着电子产品趋于小型化,微波器组件的供电、散热等问题益发杰出,对射 频前端的体系规划提出了较高的要求,在这一点上我国也有较大的前进空间。

  微波技能上的距离,导致我国微波工业竞争力较弱。我国微波技能相对世界先进水平 全体落后,军用器材功用存在距离,一起民用产品国产化率较低。例如抗搅扰通讯领域, 美国的战略防御计划(SDI) 完结了极高的设备通讯率,经过很多信息完结抗搅扰交流而且 可以无障碍监测传输,其间高空监督传感器能完结一起监督 1500 个一起发射的导弹;而 我国在解密技能、编码纠错技能等方面仍存在很大距离。另外在电子战领域,美欧首要军 事强国起步早,并在数十年间开展敏捷。2016 年,美军推出世界首套认知电子战体系(SRx), 供给自习惯、可长途从头编程等功用,集成在手掌巨细的模块中,并能完结全谱掩盖。而 国内关于下一代认知电子战的知道和注重程度缺少,技能也全体落后。民品则因为起步晚、 规划小、本钱操控才能较差,难以翻开下流商场,相关国产器组件市占率较低。

  相控阵雷达很多运用,带动微波器组件需求上升。相控阵雷达是由很多相同的阵元组 成的雷达面阵,每一个阵元都可以操控其电流相位,经过操控阵元之间相位差来完结电子 扫描。相控阵雷达运用密布天线阵列,可一起针对不同方向进行电子扫描,现在已成为列装干流。在勘探、电子对立等领域,微波组件占有相关制作本钱的 60%以上,商场空间巨 大。我国已从雷达制作大国迈入雷达研制强国,现在处于很多运用单片微波集成电路的固 态模仿有源相控阵体系阶段,并逐渐向数字阵列雷达过渡,相控阵雷达很多运用发射单元 也进一步带动了 TR 组件等微波器组件价值量占比前进。

  有源相控阵雷达优于无源相控阵雷达,已成为军用相控阵开展方向。有源相控阵雷达 是相控阵雷达的一种,差异于无源相控阵中,经过移相器改动发射机发生的高频信号,有 源相控阵雷达的每个发射/接纳组件(TR 组件),都能自己发生高频信号。有源相控阵雷达 凭仗多功用、远距离、高精度、高灵敏性、高牢靠性以及优秀的抗搅扰才能等鲜明特征, 功用上优于无源相控阵雷达。因而,有源相控阵雷达已成为当时舰载相控阵雷达、机载雷 达、导弹扶引头号的重要开展方向之一,得到世界军事强国的要点开展。

  毫米波 MIMO 技能在 5G 等民用领域得到广泛运用,也将提振微波器组件需求。毫米 波是指 30~300GHz 频域(波长为 1~10mm)的电磁波,具有频谱宽、方向性好、牢靠性 高、波长极短的特色。随同物联网和 5G 移动通讯的飞速开展,频谱资源逐渐紧缺,开发 运用毫米波频谱资源成为了第五代移动通讯技能的要点。为充分发挥毫米波优势,5G 基 站广泛运用多输入多输出技能(MIMO),该技能指在发射端和接纳端别离运用多个发射天 线和接纳天线,以改善通讯质量,和相控阵技能有较高的相关联系,相同也将添加对微波 器组件的需求。

  我国相控阵技能开展较快,在军民领域运用中有望获得打破。因为前史原因,我国在 真空电子管等技能上和欧美发达国家距离较大,这也导致我国无线电工业长时刻处于落后地 位。近年来跟着无线电技能前进以及有源相控阵的遍及,晶体管正在越来越多的领域代替 真空电子管,在这一革新中,我国紧抓前史机会,在晶体管技能上获得重要打破,也带动 军民相控阵技能敏捷开展。估计未来跟着相控阵技能在军民领域运用逐渐拓宽,我国或将 在射频领域完结弯道超车。

  信息化仍是“十四五”国防建造要点,无线电设备有望加快列装。“十九大”陈述将 1997 年提出的国防和戎行现代化建造“三步走”战略方针提早了 15 年。2020 年戎行如 期完结了国防和戎行现代化建造“三步走”开展战略第二步方针,根本完结国防和戎行改 革方针使命,根本完结机械化,信息化建造获得重大进展。中心十九届五中全会确认 了我国“十四五”开展首要使命。全会拟定政治和经济方针中,军事问题所在方位显着扩 大,“十四五”国防现代化建造中,信息化仍然是要点,文件指出,要加快机械化信息化 智能化交融开展,全面加强练兵备战。信息化建造的深化,通讯、雷达、电子对立等信息 化配备将加快列装。

  中美导弹数量距离大,实战化下我国或加快补库存。暗斗结束以来,美军先后参加科 索沃战役、阿富汗战役、伊拉克战役等,继续的战役带动了导弹等先进配备需求,美军导 弹库存数量一向坚持高位,依据《TheMilitaryBalance》的数据,现在美国具有洲际弹道 导弹 450 枚,各类战术导弹数以万计;现在美军仍在加大导弹领域的投入,2021 年美军 在战略导弹上的预算达 40 亿美元,在战术导弹上的预算更是高达 113 亿美元。比较之下 我国导弹库存较低,补库存需求大,估计在未来较长时刻内我国的导弹数量将出现加快增 长的态势。

  先进空空导弹需求旺盛,或成为列装要点。现代战役中,带有自动雷达辅导的先进空 空导弹,可以有用杀伤敌方空中力气,是空军抢夺制空权的利器。AIM-120 是美军先进空 空导弹的典型类型,该系列是应美国空军、美国海军、北大西洋公约组织和其他盟国的行 动要求,研制的最先进的全天候、全环境中程空对空导弹体系。该体系是一种自动雷达制 导拦截导弹,具有固有的电子维护才能,用于空中运用,以对立大规划穿透飞机,是美军 继 AIM-7 之后的第四代空空导弹。AIM-120 系列将经过全球定位体系辅佐导航、改善网 络兼容性和经过双向数据链路才能前进机组人员的生存才能来前进精度。跟着我国周边地 缘政治的杂乱化,咱们以为先进空空导弹需求旺盛,有望成为我国要点列装类型。

  先进空空导弹需求继续迭代更新,订单具有较强继续性。因为当地战机更新换代,以 及战场环境日趋杂乱,先进空空导弹也需求继续迭代更新。美国 AIM-120 导弹 1981 年研 制,用于抵挡 80 年代已有及其未来或许出现的战斗机、战斗轰炸机及巡航导弹,1985 年 试射,1991 年执役。现已研制出 A、B、C、D 等多种改善类型并配备多国空军。A 型采 用二级固体火箭发动机,制导办法为惯性制导+指令批改制导+自动雷达末制导,具有“射后不论”和多方针进犯才能;B 型为 A 型的改善型,选用更先进的数据处理器;C 型是专 为美国第四代战斗机 F-22 改制的,前后翼展均为 450 毫米,最大飞行速度 5 马赫,一架 F-22 总共可挂 4 枚 A 型导弹或 6 枚 C 型导弹。咱们以为我国的先进空空导弹也将迭代更 新,在较长的时刻规划内该型导弹订单都有较好保证,或将驱动相关工业链继续健康开展。

  先进导弹加快列装,带动微波器组件商场扩张。近年来我国国防军备开展敏捷,实战 化演练次数及实弹发射次数陡增,导弹需求快速添加。估计“十四五”期间我国导弹列装 数量将大幅添加。导弹加快列装也将带动导弹配套商场坚持高景气,依据《防空导弹本钱 与防空导弹武器配备建造》(单绍敏,李桂军,杨凤鸣)一文,大部分导弹中的制导分系 统和安稳操控分体系都占导弹本钱的 40%-60%,在制导分体系中射频前端是中心结构之 一,导弹领域微波器组件商场有望坚持高添加。

  新类型战机加快列装,有源相控阵雷达运用添加。空军配备上,我国仍配备很多二代 战机,作为主力机型的三代战机占比缺少一半,而较先进的四代机占比极低,比较之下美 国已完全筛选二代机,四代机占比高达 15%;我国在多用处中型直升机、大中型运送机的 结构占比以及教练机的配比上较美国也存在较大距离。跟着我军现代化建造加快,老旧装 备更新换代,新类型战机加快列装。因为有源相控阵在功用上更优,追寻与查找才能更强、 具有更高的分辨率、抗电子搅扰才能更强、具有高数据通讯才能等,在新类型战机中有源 相控阵雷达正逐渐代替无源相控阵雷达。

  自主研制有源相控阵雷达,支撑空警 500 功用抢先。预警机即空中指挥预警飞机,是 指具有整套长途戒备雷达体系,用于查找、监督空中或海上方针,指挥并可引导己方飞机 履行作战使命的飞机。近年来我国在预警机领域投入巨大,据环球网报导,前期的空警 -2000 预警机上装置的 K/LLQF01 雷达技能来源于俄罗斯,现在最新的空警-500 预警机, 选用完全由我国自行研制开发的预警雷达,由多部有源电子扫描阵列雷达以三角形摆放组 成,功用优于空警-2000 的机械扫描式雷达,且比 K/LLQF01 更小、更轻。

  机载雷达向有源相控阵晋级,微波器组件价值量上升。有源相控阵雷达的每个发射/ 接纳组件(TR 组件),都能自己发生电磁波,因而雷达中电源模块、功率扩展器等微波器 组件用量显着高于传统体系雷达和无源相控阵雷达。跟着先进战机中机载雷达向有源相控 阵雷达晋级,单架飞机中微波器组件价值量上升,叠加新类型战机加快列装,机载领域微 波器组件商场有望进入快速扩张期。

  军用通讯是战斗力保证,美军 C4I 出资超百亿美元。军用通讯以军用无线专网通讯为 主,军用专网通讯设备需具有抗搅扰功用、保密通讯才能、杰出的电磁兼容性和优胜的防 振、抗冲击功用,对通讯牢靠性要求高。军品运用环境较为恶劣,需求饱尝振荡冲击、电 磁搅扰、高低温、高空等极点环境的检测。军用通讯是戎行战斗力的保证,是国防开支重 点投入方向,美军 2021 年在 C4I(指挥、操控、通讯、核算机和情报)领域出资达 119 亿美元,其间根底通讯设备 11 亿美元,信息安全保证 10 亿美元。

  我军通讯仍以窄带为主,军用宽带有望得到要点开展。国防信息化的开展分为网络化 国防、信息化国防、才智国防和智能国防四个阶段。当时以美国为代表的发达国家处于第 三阶段后期,并行将过渡到第四阶段。我国仍处于初级阶段后期,刚刚迈入到全面建造的 第二阶段。“十一五”前我军仍首要选用军用短波电台和窄带战术电台作为通讯保证的主 要手法,其传输带宽较窄、配备用处单一、集成化程度较低、军兵种网系重复且不能互联 互通,在传输速率、事务品种方面都与最新通讯技能之间存在代差,无法满意现代信息化 战役的需求。参阅美军开展阅历,咱们以为跟着国防信息化继续推动,战场信息流将大幅 前进,带宽需求或将呈指数级添加,军用宽带建造或将提速。

  军用宽带频段较高,高频微波器组件占比或前进。跟着国防信息化进程不断加深,包 含图画、视频、语音、数据等在内的大容量信息流增多,只能支撑低速率的数据服务的窄 带数字集群通讯体系,无法习惯事务需求的改动,带广大、速率高的宽带数字集群通讯系 统需求益发激烈。因为电磁波物理特性,大带宽的军用宽带需求运用频率较高的频段,军 用宽带设备也需求配套高频微波器组件,高频微波器组件技能含量高出产难度大,其价格 和适配的频段正相关。跟着军用宽带的遍及,咱们估计军用通讯领域高频微波器组件占比 将前进,并带动单个设备中微波器组件的价值量添加。

  斗极三号体系全面建成,军用定位精度达 0.5 米。2020 年 7 月 31 日,我国斗极三号 全球卫星导航体系正式注册。与二号体系比较,斗极三号掩盖规划更广,初次完结了全球 掩盖;授时、定位精度也前进了 1 倍以上。单从定位精度来看,斗极军用等级的定位精度 到达 0.5 米,仅稍逊于 GPS 军用等级的 0.3 米参数。在现代信息化战役的推动下,斗极作 为我国自主研制的军民两用导航体系,是戎行配备信息化建造的重要一环。据《我国卫星 导航与方位服务工业开展白皮书(2019)》(我国卫星导航定位协会)猜测,2020 年斗极 单兵配备的配备率将到达 80%,但与美国单兵 100%的安装率仍存在必定距离。未来斗极 单兵配备配备率或将继续前进,军用斗极商场有望翻开新的生长空间。

  2025 年军用斗极商场规划或挨近 300 亿元,为微波器组件开展供给新增量。跟着北 斗三号组网完结,斗极导航定位精度大幅前进,一起掩盖规划也从一带一路区域拓宽至全 球,在军事领域实用性大幅前进,终端列装速度或将加快。参阅美国阅历,咱们以为斗极 军用商场对国家军费开支依托程度较高,“十四五”期间国防建造有望加快,估计 2025 年 军费预算将达 1.8~2.0 亿元,对标美国军用 GPS 开销 1.5%的军费占比,咱们以为 2025 年我国军用斗极商场规划有望到达 270~300 亿元。射频前端作为接纳信号的要害部分,在 导航工业链中价值占比较高,有望获益于军用斗极商场的迅猛开展。

  电子对立重要性日益前进,我国加快追逐美俄等军事大国。跟着国防信息化前进,制 信息权已成为战役输赢的要害,电子对立重要性日益前进。中船重工 723 所丁凯在《电子 对立在现代战役中的作用》中指出,电子对立在现代化战役中担任着不行代替的重要作用, 谁把握了电子对立的优势,就把握了整个战役的方式。现在我国对电子对立的注重程度日 益前进,在电子对立技能设备研制方面不断追逐美国、俄罗斯等军事大国。一起我军也在 组成专业化的电子对立部队,并加强部队练习,据央视报导空军某电子对立师全年 背负三等战备值班。考虑到电子对立技能前进、专业部队扩编和高强度战备带来的设备损 耗,咱们以为“十四五”期间电子对立商场将坚持高速添加。

  高科技战役对引信技能提出更高要求,进一步翻开引信商场空间。跟着现代武器配备 开展,主战配备杀伤力远超防护力,能否准确射中敌方方针已成为对立胜败的要害,引信 的重要性不断前进。因为各种隐身技能、光电搅扰技能、钓饵弹技能等的广泛运用以及导 弹、飞机等方针机动功用的前进,传统引信的杀伤作用遭到削弱,在未来战役向高科技、 高度信息化开展的布景下,引信智能化和信息化的重要性凸显,引信研究院在 2021 年度 作业会议中指出,要将“全面打破引信根底、要害和前沿技能”、“全面完结数字化研制设 计转型”作为“十四五”全体方针。引信职业在国内渐受注重,国内引信商场高添加可期。

  新一代毫米波敌我辨认体系面世,未来有望完结大规划运用。敌我辨认即对方针敌我 特色、类型的判别。传统敌我辨认设备多依托激光体质,毫米波体系因其抗搅扰才能强、 全天候作业的特性而锋芒毕露,成为当下各国陆军敌我辨认体系的干流。美国的 BCIS 系 统、韩国的 BIS-战场 IFF 体系等均归于先进的毫米波体系。现在我国的敌我辨认体系也在 从局限性大、恶劣气候下辨认才能差的激光体系向功用优胜的毫米波体系改变。2019 年, 新一代毫米波单兵敌我辨认体系开端小批量配备部队,进入实战测验阶段,待此系 统完全完善后,将在我军完结大规划运用。

  在万物互联年代,微波技能民用价值被不断开掘,工业天花板继续提高。射频器材是 无线连接的中心,是完结信号发送和接纳的根底零件,在民用商场有着广泛的运用。现在 通讯是射频在民用商场最首要的运用领域,5G 通讯频率掩盖毫米波波段,该波段微波器组件价格较高,一起 5G 基站选用 MIMO 技能,微波器组件用量也大幅添加,5G 商用通 信的逐渐遍及,将带来微波电路的巨大需求。此外 5G 基站的规划化铺设也将开释物联网 等其他运用需求,相关终端有望放量。卫星导航加快与智能驾驭等新式领域工业交融,车 载导航、便携式导航仪、智能行车记录仪等终端微波器组件商场运用远景宽广。跟着高档 辅佐驾驭技能的逐渐遍及,轿车雷达前后装商场需求也将迎来迸发式添加。跟着射频在传 统通讯领域运用添加,以及在物联网、智能驾驭等新式商场获得打破,民用微波器组件市 场天花板有望继续提高。

  在民用射频器组件中,功率器材占有 了较大的商场份额。而得益于 5G 基站建造、小型基站补充,射频功率器材商场有望走出 2015 年以来的低潮期,进入快速开展阶段。依据 Yole 预期,射频功率组件商场有望在 2022 年到达 25 亿美元,2016-2022 年间 CAGR 到达 9.8%;而在这其间,基站设施与无线回 程网络等组件占比挨近一半,2016-2022 年间 CAGR 别离到达 12.5%、5.3%。而据 Yole 数据,军事的射频功率器材同期 CAGR 为 4.3%。民用端的强势需求,将在未来几年继续 推动射频功率组件商场开展。

  5G 基站中射频组件数量和价值上升。5G 年代干流基站将演变为 BBU+AAU 的形状, 运用 Massive MIMO 技能,64 通道的天线 个滤波器,远 高于 4G 年代 8 通道计划的滤波器数量。一起在 Massive MIMO 技能下,射频器材需求与 天线高度集成,射频器材技能门槛与附加值大大前进。在 3G、4G 阶段,射频价值仅占整 体基站总价值的 4%,而在 5G 年代,射频价值比重估计将进一步前进至 8%-10%。

  5G 商用后,终端设备射频前端价值量也将显着前进。从手机终端的单机价值量来看, 5G 年代单机价值到达 25 美金,显着高于 3G 年代的 8 美金与 4G 年代的 18 美金,与 4G 比较增幅近 40%。从射频间端器材数量来看,因为 5G 需求支撑更多的频段、进行更杂乱 的信号处理,所需滤波器、功率扩展器等射频组件数量显着添加,若未来 5G 手机将需求 完结更杂乱的功用,包含多输入多输(MIMO)、智能天线技能(如波束成形或分集)、载 波聚合(CA)等,射频前端价值量还将继续前进。

  斗极开展滞后于 GPS,功用落后商业竞争力弱。GPS 的前身为美国军方于 1958 年 首先提出的子午仪卫星定位体系研制计划。历经 20 多年的体系计划证明、修正,研制试 验,耗资约 300 亿美元,到 1994 年 GPS 卫星星座体系根本完结 24 颗卫星全球布局,全 球监测掩盖率到达 98%。比较之下我国卫星定位导航体系,从概念提出到试验验证,再到 发射组网,各个要害进展时点均比美国落后约 20-25 年,斗极三号组网完结曾经,斗极系 统定位精度长时刻弱于 GPS 体系,导致现在斗极在民用商场竞争力弱,在除特定职业商场 以外的商业商场扩张较慢。

  斗极三号体系全面建成后授时和定位精度大幅前进。我国斗极卫星导航体系从 1994 年发动开端,至今现已开展至第三代。2019 年末,斗极三号一切中圆地球轨迹卫星发射 结束,标志斗极三号全球体系中心星座布置完结。比较于斗极一号和二号,斗极三号在原 子钟和星间链路两个方面完结了技能打破,使斗极体系的定位精度完结了由 10 米量级向 米级的跨过。功用上现已完结对 GPS 的赶超,为后续斗极大规划商业运用奠定了根底。

  我国导航商场快速扩张,斗极商业潜力巨大。依据《2020 我国卫星导航与方位服务 工业开展白皮书》(我国卫星导航定位协会)显现,2019 年我国卫星导航与方位服务工业 全体产量达 3450 亿元,较 2018 年添加 14.4%。其间与卫星导航技能研制和运用直接相 关的工业中心产量为 1166 亿元, 在总产量中占比为 33.8%,斗极对工业的中心产量贡 献率超越 80%。“斗极+”职业运用的深化推动以及消费商场的逐渐拓宽,民用商场开展潜 力巨大。

  斗极运用获方针加持,短期职业运用商场添加快。职业商场是指面向职业用户和特定 用处的运用商场,首要包含终端产品销售和解决计划服务两大类事务,面向测绘、位移监 测、农业机械等领域。依据上海工业研究院猜测,2020 年我国职业导航商场规划达 120.77 亿元,同比添加 24.97%。从细分商场来看,如在智能网联轿车领域,依据斗极、激光雷达、毫米波雷达、摄像头号设备的无人驾驭电动港口牵引车(L4 级)可完结全程自动驾驭 水平运送。因为部分职业运用触及灵敏地理信息,为保证国家安全,政府出台方针引导北 斗替换 GPS,这部分商场对终端价格灵敏较低,估计短期斗极在职业运用商场将坚持快速 添加。

  群众运用商场远景宽广,终端价格下降后斗极占比或前进。民用导航方位服务包含智 能手机、可穿戴设备、平板、数码相机等终端商场,到 2019 年末,我国国产斗极兼容 型芯片及模块销量已打破 1 亿片,国内卫星导航定位终端产品总销量打破 4.6 亿台,其间 具有卫星导航定位功用的智能手机销售量到达 3.72 亿台;而在乘用车导航领域,到 2018 年 12 月,斗极/GNSS 兼容乘用车前装智能车载终端推行近 200 万台,在国内 10 多个 轿车出产企业 30 多个车型完结了批量运用。群众运用中顾客对价格较为灵敏,因为北 斗三号组网完结时刻较短,相关工业链尚不老练,现在终端产品价格远高于 GPS 产品, 群众运用商场拓宽难度较大。估计未来跟着斗极运用添加,规划效应凸显,终端价格有望 下降至 GPS 相同水平,斗极在群众运用商场中占比或将前进。

  智能驾驭年代,毫米波雷达成为必需。毫米波雷达是作业在毫米波波段(30~300GHz) 的勘探雷达。同厘米波雷达比较,毫米波雷达具有体积小、质量轻和空间分辨率高的特色;与红外、激光、电视等光学雷达比较,毫米波雷达穿透雾、烟、尘埃的才能强,具有全天 候(大雨天在外)全地利的特色,其车载重要性日积月累,车载毫米波雷达逐渐进入快车道。跟着 ADAS 浸透率逐渐前进,“1 长+4 中短”5 个毫米波雷达,逐渐成为轿车标配。现在 很多车企,如群众、奔驰、奥迪、丰田等都已在其间高端车型上装备了毫米波雷达。

  毫米波雷达进入快速扩张期,带动射频组件需求扩展。跟着无人驾驭工业的进一步发 展,毫米波雷达商场规划逐年添加。数据显现,2020 年全球毫米波雷达商场规划超 50 亿 美元,继续 5 年坚持 20%以上的高增速。而国内商场则添加愈加敏捷,2016-2020 年间保 持 30%以上的高增速,高于全球体现,2020 年毫米波雷达商场或到达 72.1 亿元。跟着国 内轿车消费继续结构晋级,无人驾驭轿车商场需求扩展,国内毫米波雷达前后装商场高增 长在未来几年或可以继续。射频前端组件作为毫米波雷达的中心射频部分,其本钱占比约 25%,需求或将进一步扩展。

  海外卫星互联网开端运营,方针支撑工业迎来开展新机会。全球卫星互联网开展首要 阅历了三个阶段,现在卫星互联网与地上通讯体系互补协作、交融开展,开端步入宽带互 联网时期。以 OneWeb、SpaceX 等代表企业开端主导新式卫星互联网星座建造,其间 SpaceX 旗下 Starlink 已于 2020 年末开端商业运营,卫星互联网开展迈入新年代。近年来 我国低轨通讯卫星开展布局出现快速开展态势。2020 年 4 月,卫星互联网作为通讯网络 根底设施的代表之一被初次归入新基建信息根底设施的领域,标志着卫星互联网建造已上 升为国家战略性工程。跟着许多方针的逐渐执行,我国卫星互联网工业有望迎来开展新机 遇。

  卫星工业添加稳健,商业航天或驱动工业开展提速。依据美国卫星工业协会(SIA) 发布的《2019 年卫星工业情况陈述》,2018 年全球航天经济工业总收入为 3600 亿美元, 其间卫星相关工业收入为 2774 亿美元,2011-2018 年度添加率在 6%以上,稳步上升。而 在这之中,卫星服务业和地上设备服务业占比较高,2018 年两者算计占全体卫星工业收 入份额为 91%,现在全球航天商场仍由各国政府主导,商业化程度较低。咱们估计未来随 着卫星功用前进以及运营本钱下降,商业航天需求将逐渐开释,驱动工业规划增速前进。

  空间环境辐射量大,抗辐照微波器组件有望得到要点开展。卫星通讯与地上设备是航 天工业商场规划的最重要的两个环节,射频组件在这两大环节发挥了重要作用。在空间环 境中因为缺少大气层和地磁场维护,X 射线等高能辐射对电子元器材损害较大,抗辐照微 波器组件不行或缺。现在我国微波器组件抗辐照技能,和海外先进国家比较仍有较大距离, 约束了我国空间经济的开展,咱们估计未来抗辐照微波器组件或将成为要点开展方向之一, 相关商场潜力巨大。

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