“芯片”5G驱动手机芯片市场需求持续旺盛

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移动通信技术以十年为一代演进，4G智能手机的爆发助力了半导体产业过去十年的快速发展。现在，随着5G产业的成熟和市场规模的扩大，5G芯片迎来了巨大的市场机会。5G成手机主流制式

全球手机出货量增速下降。地缘政治环境的恶化加剧了全球通货膨胀，居民可支配收入减少及货币购买力下降，导致全球电子产品市场疲软。受大多数发达国家及中国市场的智能手机普及率逐步饱和、手机技术创新放缓和用户换机周期拉长等多重因素影响，2022年1—6月全球手机出货量达5.98亿部，同比下降3.1%。我国手机市场需求降温，2022年1—6月国内手机累计出货量达1.36亿部，同比下降21.7%。

中国手机品牌影响力逐步提升。2021年全球手机出货量达13.4亿部，其中我国品牌手机7.47亿部，占比55.8%。全球排名前10位的品牌中有7个来自中国，小米、vivo和OPPO分别位列第3~5位。除华为外，我国其他手机品牌出货量均出现不同程度的增长，荣耀手机市场份额升至4.9%。2022年1—6月，国内手机市场国产品牌累计出货量达1.15亿部，占比84.5%。国内市场排名前5位的品牌我国占4席，分别为OPPO、vivo、小米和荣耀，合计市场占比68.5%，行业集中化态势明显。

5G成为手机主流制式。随着5G网络建设速度的加快和产业的不断成熟，5G手机渗透率持续提升。2022年上半年，全球5G手机出货量超过4G，达2.9亿部，占同期手机出货量的48.5%。我国5G手机渗透率全球第一，2022年上半年5G手机出货量达1.09亿部，占比维持在80%左右。

5G手机芯片需求旺盛

不同品牌及价位的5G手机整体芯片架构差异较小。5G手机由硬件和软件两部分组成，硬件主要分为芯片、半导体元器件和零部件，软件则主要包括操作系统和应用软件。5G手机硬件的核心是芯片与关键元器件，其中芯片的组成相对固定，包括移动通信类、处理器类、存储类、电源管理类、无线连接类、应用和安全类等。

5G手机芯片总数约为4G手机的两倍。究其原因，一是5G手机支持更多频段，有更多的射频通道和天线，使得射频芯片数量翻倍甚至四倍于4G；二是5G更高的峰值速率和更低的处理时延，催生出更多元的技术融合与应用服务，如本地AI芯片、多摄像头、4K视频、AR/VR和3D游戏等，要求手机有更强的数据处理能力和更快的响应速度，大量增加了对存储类芯片和处理器芯片的需求；三是5G手机上更多的芯片、元器件和零部件的有效运行，需要两倍甚至更多的电源管理芯片以优化功耗性能。

物联网或成5G芯片新市场

全球蜂窝物联网连接数持续上升，中国芯片需求占全球的60%。2021年底，全球蜂窝物联网连接数超过20亿，其中我国有13.99亿，占比超60%。2022年8月，我国蜂窝物联网用户规模达16.98亿户，首次超移动电话用户数。预计2025年全球连接数会扩大到40亿。

国内蜂窝物联网芯片出货量国产品牌占比超70%，5G占比尚低，但增长趋势显现。2022年1—5月我国物联网终端进网设备超过70%都搭载了国内品牌芯片，出货量达3631.4万台，同比增长25%；我国50多家企业推出了70款5G物联网新产品，同比增长40%，占比11.3%；5G物联网终端出货量达47.8万部，同比增长155.8%，占比1.3%。物联网终端品类丰富，向生产生活各个领域延伸，持续涌现出新能源、两轮车、机器人等多种新类型终端。

首个5G物联网国际标准发布，将促进5G向蜂窝物联网领域渗透，我国已积极投入芯片研发。2022年6月3GPP冻结5G标准版本R17，引入了第一项基于5G的蜂窝物联网技术方案RedCap。国内多家芯片企业与全球同步启动RedCap芯片研发，IMT-2020（5G）推进组已经完成RedCap关键技术验证方案的制定并开始进行技术试验。预计2023年我国发布第一款RedCap通信芯片。随着RedCap产业的推进，5G芯片有望在物联网领域形成新的规模市场。

5G通信芯片复杂度提升

通信类芯片主要由基带芯片、射频收发芯片和射频前端器件三部分组成。其中，基带芯片即调制解调器，负责对信号进行通信协议的调制解调和信道编码等数字信号的处理；射频收发芯片用于基带信号与射频信号间的转化和还原，包括信号的变频及信道的选择和放大；射频前端主要集成了功率放大器、滤波器、双工器、射频开关和天线调谐器等多个有源和无源器件，承担无线射频信号的放大、带外杂波的滤除和上/下行信号的分离等功能。

5G通信类芯片的技术复杂度和制造难度大幅提升。具体技术挑战包括，要满足大带宽、高速率和低时延等苛刻性能指标要求，兼容从2G到5G的7种制式，覆盖全球超过30个工作频段，支持更复杂的多天线技术以及手机芯片对低功耗的需求等。另外，5G引入了更高频的毫米波，其天线只有米粒大小且对周边金属敏感，易受到来自线路的干扰。过去中低频段分立器件的射频架构不再适用于毫米波频段，需要进一步提升芯片集成度，采用封装天线（AiP）的形式，将天线阵列与射频前端器件一起封装。这些需求对通信芯片的材料、设计、工艺和集成度等多个维度提出了更高要求，5G芯片的设计复杂度和制造难度大幅提升。

5G商用手机已采用4nm工艺

由于5G技术复杂度的大幅提升，在同等工艺水平下，芯片的尺寸和功耗都会远超4G。为了满足5G不断增强的技术能力及终端应用需求，5G芯片设计企业不断追求极致性能，驱动制造企业不断突破芯片工艺。

第一代5G商用芯片就采用了当时最先进的7nm工艺，短短三年多时间，5G手机规模商用芯片的工艺已从7nm快速提升至4nm。从2022年开始，各大品牌旗舰机型开始搭载4nm芯片，2022年1—5月国内采用4nm芯片的手机市场份额约为8%，采用7nm及更先进工艺芯片的5G手机市场占比已高达97%。芯片的工艺升级还未止步，2022年6月三星宣布3nm芯片开始在韩国量产；台积电已量产4nm芯片，并计划于2022年下半年量产3nm芯片。

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