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慧智微:5G通信及物联网风口来袭 技术创新突破境外专利壁垒

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金基研 2023-05-04 13:43 抢发第一评

金基研》东风/作者 杨起超 时风/编审

近年来,在5G新周期、国产替代的大背景下,国产射频前端领域逐渐成为关注焦点。射频前端是无线通信设备的核心组成之一,其中射频前端芯片关系到国内通信系统关键零部件的自主可控战略。近年来,国家出台的一系列鼓励政策为国内射频前端芯片行业带来了蓬勃的发展机遇,其市场规模稳步增长。作为射频前端芯片设计企业,广州慧智微电子股份有限公司(以下简称“慧智微”)采用Fabless经营模式为客户提供射频前端模组产品,主要包括4G模组、5G模组。

在技术上,慧智微重视研发投入,提出了拥有完全自主知识产权的AgiPAM®️可重构射频前端平台,突破国际巨头的专利壁垒,具备全套射频前端芯片设计能力和集成化模组研发能力。凭借优秀的研发能力,慧智微的产品线逐步从中低端向高端迈进,已经覆盖国内外头部智能手机品牌机型、ODM厂商及物联网客户,市场地位不断提升。经过多年的沉淀与发展,慧智微占据了国产射频前端市场的关键竞争地位,其发展潜力巨大。

 

一、5G通信及物联网风口来袭,国产需求上升行业前景广阔

射频前端是无线通信设备的核心组成之一,是实现无线信号发送和接收的必需器件。从某种意义上说,如果没有射频前端,手机也就失去了作为通信工具的意义。射频前端芯片主要处理高频射频模拟信号,在模拟芯片中属于进入门槛高、设计难度大的细分领域。

由于射频前端芯片关系到国内通信系统关键零部件的自主可控战略,近年来国家对射频前端芯片国产化重视程度不断提升,出台一系列鼓励政策为国内射频前端芯片行业带来了蓬勃的发展机遇。

与此同时,随着终端智能手机国产品牌的崛起以及背靠国内完善的智能手机供应链优势,下游客户出于优化成本结构、提高核心器件的自主可控、快速的本地化服务支持等方面的考虑,对上游核心芯片的国产化需求不断提升,从而使得更多的射频前端企业获得产品导入、持续迭代的应用机会,推动国产射频前端公司快速成长。

从下游应用市场看,射频前端芯片主要应用于智能手机市场以及物联网市场。

在智能手机领域,IDC预计2021年至2026年全球智能手机行业出货量的年复合增长率约为1.4%,2021年全球5G智能手机出货渗透率将超过40%,预计到2026年将增长到约79%,可带动5G智能手机产业链规模的快速扩容。

国内市场拥有全球最完善的5G通信基础设施和产业链,5G智能手机的出货量领先全球,对上游的5G射频前端需求更为强劲。

据工信部数据,截至2022年底,5G移动电话用户达5.61亿户,占移动电话用户的比例比上年末提高11.7个百分点,达到33.3%。另据中国信通院预计,2025年国内5G用户将超过9亿,5G个人用户普及率超过56%。

在物联网领域,随着通信技术从4G向5G演进,5G通信将更为广泛地应用于工业、汽车、医疗、军工等领域,5G通信技术是实现万物互联、智能革命的基础性技术,将赋能和改造各行各业,催生出新一轮的产业升级和产业革命。

据TSR数据,全球非手机的无线蜂窝物联网设备2021年出货量为5.50亿台,预计2026年达到7.76亿台,年均复合增长率为7.12%。

另据工信部数据,2018-2022年各期末,国内三家基础电信企业发展蜂窝物联网用户分别为6.71亿户、10.30亿户、11.36亿户、13.99亿户、18.45亿户。其中,2022年三家基础电信企业发展蜂窝物联网用户较移动电话用户数高1.61亿户,首次实现“物超人”。

据共研网数据,2017-2021年,国内射频前端芯片市场规模分别为372.9亿元、429.6亿元、497.1亿元、597.5亿元、807.8亿元。预计到2023年国内射频前端芯片总体规模将达1,045.2亿元,到2025年将增长至1,401.6亿元。

中长期来看,智能手机是必备性消费电子产品,蜂窝物联网的应用不断增长,国家经济总水平稳步上升趋势不改,5G渗透率提升以及国产替代带来巨大增长空间,射频芯片国产化长期增长趋势不会发生根本变化,国内射频芯片行业发展前景广阔。

 

二、技术架构创新突破境外专利壁垒,十五项核心技术构筑知识产权护城河

射频前端芯片设计行业具有技术壁垒高、研发周期长、研发投入大等特点,属于技术密集型行业。技术创新能力是射频前端芯片设计企业的核心竞争力之一。

为保证技术前瞻性、领先性和产品的竞争力,慧智微始以技术创新作为驱动力,积极加大研发投入。

2019-2021年及2022年1-6月,慧智微研发投入分别为5,278.49万元、8,039.45万元、14,805.63万元、13,380.22万元,累计研发投入4.15亿元,占营业收入的比例为42.03%。

作为以技术创新为核心竞争优势的高科技企业,慧智微通过内部培养和外部引进的方式打造了一支高素质的研发团队,技术范围覆盖芯片设计能力和集成化模组设计能力等方面。

截至2022年6月30日,慧智微共有研发人员192人,占员工总人数的69.82%。其中,博士学历的8人,占研发人员比例4.17%;硕士学历的81人,占研发人员比例42.19%;本科学历的84人,占研发人员比例43.75%。

基于多年的技术积累,慧智微提出了拥有完全自主知识产权的AgiPAM®️可重构射频前端平台,采用基于“绝缘硅(SOI)+砷化镓(GaAs)”两种材料体系的可重构射频前端技术路线,突破国际巨头的专利壁垒。

与传统技术路线相比,慧智微的可重构架构技术路线具有三大优势。首先,差异化的材料架构使得慧智微产品可以取得成本和性能的平衡;其次,适应高集成度、模组化技术发展趋势;最后,独立自主的技术架构避免了采取技术跟随策略导致的知识产权风险,支撑慧智微做大做强。

隶属于工信部并由中国科学技术协会管理的中国通信学会向慧智微等提交的“多频多模移动终端可重构射频芯片关键技术与产业化应用”项目授予了2021年通信学会科学技术一等奖,认定“该项目总体技术达到国际先进水平,其中SOI和GaAs的SiP架构的可重构射频前端芯片技术处于国际领先水平”。

围绕上述混合工艺的可重构技术,慧智微掌握了自适应输出偏置电压技术、多功能模块的低互扰高集成技术、功放电路记忆效应改善技术、自适应模拟预失真技术、匹配网络可重构技术、驱动级射频放大技术等十五项核心技术。

截至2022年6月30日,慧智微共拥有59项境内发明专利,21项境外发明专利,合计80项发明专利(仅申请地不同、申请内容相同的专利合并计算后为68项),在射频前端领域构筑了完整的专利池,规避采取跟随策略带来的专利风险,支撑其走向国际市场、参与全球化竞争。

总的来说,慧智微积极加大研发投入,研发实力雄厚,提出了拥有完全自主知识产权的混合工艺可重构射频前端平台,掌握了十五项核心技术,构筑知识产权壁垒。

 

三、产品线逐步从中低端向高端迈进,深度布局5G L-PAMiD

作为一家为智能手机、物联网等领域提供射频前端的芯片设计公司,慧智微主营业务为射频前端芯片及模组的研发、设计和销售。慧智微拥有自主创新的技术平台和优秀的研发团队,能够开发出满足市场需求且具有市场竞争力的一系列产品。

慧智微产品开发的主要历程有:

2011年慧智微成立,领先投入自有知识产权射频前端技术平台AgiPAM®1.0的搭建。

2015年,基于可重构技术平台,慧智微实现业界首款可重构4G LTE射频前端模组产品量产。

2020年,慧智微与国际厂商同时同质推出5G新频段L-PAMiF产品,并在三星、OPPO等国际一线品牌手机中得到应用,率先实现5G L-PAMiF产品量产。

2021年,慧智微领先投入5G L-PAMiD产品开发,深度布局L-PAMiD产品。

慧智微的产品线涵盖了2G、3G、4G、5G等多种通信制式,包括5G新频段L-PAMiF发射模组、5G新频段接收模组、5G重耕频段发射模组、4G发射模组等数十款产品,兼容目前国际主流SoC平台厂商的主要产品系列,可为客户提供全面的射频前端解决方案。

近年来,慧智微实现了从中低端向高端的产品升级,深度布局5G L-PAMiD产品。慧智微不仅在4G领域实现了MMMB PAM的量产,并在2019年中国集成电路产业促进大会中获评第十四届“中国芯”优秀市场表现产品,而且在5G领域率先推出了L-PAMiF和L-FEM等高端产品,覆盖了3GHz-6GHz的5G新频段,并在2020年中国集成电路产业促进大会中荣获第十五届“中国芯”年度重大创新突破产品。

2020年,慧智微领先推出的5G新频段L-PAMiF全集成收发模组支持n77/n79/n79频段,集成PA、LNA、滤波器、SRS开关、耦合器等,是集成度最高的5G模组。依靠技术积累和团队优势,慧智微做到了与国际厂商同步推出新协议下的高集成模组产品。该产品成功导入三星、OPPO等国际品牌终端手机中,实现大规模应用。

此后,慧智微产品快速迭代,持续保持领先。慧智微陆续推出支持n77/n78/n79频段的1T2R(集成1路发射通路、2路接收通路)L-PAMiF、支持n77/n78频段的1T1R/1T2R L-PAMiF、以及支持相应频段的接收模组L-FEM,该等产品均已成功量产并实现销售。

此外,慧智微还领先投入5G L-PAMiD产品开发,模组化是高端及旗舰手机方案的重要演进趋势。该产品集成频段多,设计难度大,对技术要求高,L-PAMiD市场目前主要被国际厂商所占据。慧智微在实现L-PAMiF产品领先突破后,率先投入L-PAMiD开发。基于自主创新的技术架构,5G L-PAMiF高集成模组的成功基础,以及在手机客户端领先的技术认知,慧智微有望实现L-PAMiD的产品的继续领先。

凭借在5G领域的先发优势、深厚的技术积累与产品研发迭代的能力,慧智微的5G模组业务规模逐步扩大。2019-2021年及2022年1-6月,慧智微的5G模组销售收入分别为4,750.19万元、18,569.08万元、7,192.08万元。未来随着系列L-PAMiD产品的成功研发和量产,随着慧智微产品在高端及旗舰手机的应用,将为慧智微打开新的市场空间。

 

四、逐渐向头部客户拓展并深化合作,客户结构持续优化

随着技术水平的不断提升,慧智微产品受到越来越多客户的认可。近年来,慧智微在手机领域逐渐向头部手机品牌客户及头部ODM客户拓展,在物联网领域加强与头部客户合作,继续保持市场竞争地位,将有力支撑其收入增长和盈利提升。

目前,慧智微的终端客户包括智能手机品牌客户、移动终端设ODM客户及物联网模组客户等,具体为vivo、0PPO、闻泰科技、华勤通讯、翱捷科技、移远通信、广和通、日海智能等。

在智能手机品牌客户中,慧智微目前已经进入vivo、OPPO两家头部手机品牌客户自研体系,该等客户具备采购规模大、产品系列广、高端需求多、质量要求高等特点,且更加倾向于采用新一代射频前端产品,为慧智微发展奠定了良好的客户基础。

2022年上半年,vivo、OPPO的出货量排名靠前,合计市场份额为21.3%,对射频前端器件的采购需求大,目前慧智微在该等头部品牌客户中表现良好,慧智微最新的多款5G产品验证、量产进展稳步推进。

同时,慧智微已经覆盖国内头部智能手机ODM厂商闻泰科技、华勤通讯、中诺通讯等,并间接进入到三星、vivo、OPPO、荣耀等智能手机品牌机型中。2022年上半年,三星、荣耀出货量的合计市场份额为27.6%,慧智微逐步加大对三星、荣耀机型的拓展力度,力争导入更多新机型。慧智微两次获得三星Galaxy A系列畅销机型项目,该等机型出货量大,销售具备延续性。

2019-2021年及2022年1-6月,慧智微手机领域中头部手机品牌客户和头部ODM客户合计收入比例分别为0%、27.45%、78.76%、68.96%。

在物联网无线通信模组领域,2020年起,慧智微抓住4G Cat.1的业务机遇重点拓展蜂窝物联网领域,已经与头部的Cat.1通信模块公司、SoC平台公司达成战略合作,产品进入移远通信、广和通、日海智能等全球头部无线通信模组厂商的供应体系。

2020年,上述前三大无线通信模组厂商的出货量合计市场份额为55%。2022年上半年,慧智微来自三大物联网模组厂商的收入占比超过90%。

同时,慧智微凭借在物联网领域4G时代积累的头部客户资源,在5G市场延续合作关系,积极把握5G Sub-6GHz物联网的高增长市场机遇,争取更多的国产替代份额。

头部客户具有采购规模大、产品系列广、高端需求多、质量要求高等特点,符合慧智微的技术发展和产品定位。同时,射频前端产品的需求具有通用性,产品导入头部客户后可以快速应用于多个机型项目;头部客户对单一产品的销售规模大,有利于推动慧智微产品的快速放量销售;头部客户采用慧智微的产品具备良好的示范效应,为慧智微进入更多的头部客户奠定基础。

简言之,慧智微逐渐向头部客户拓展并深化合作,其客户结构持续优化,有力支撑慧智微收入增长和盈利提升。

 

五、五十多家外部机构入股凸显投资价值,募资主要投向研发增强核心竞争力

在射频前端国产化趋势下,随着不断加快客户导入速度和增强新产品研发能力,慧智微的收入规模快速上升。

2019-2021年及2022年1-6月,慧智微的营业收入分别为0.60亿元、2.07亿元、5.14亿元、2.06亿元。

经天健会计师事务所审阅,2022年,慧智微营业收入为3.57亿元。慧智微2022年收入出现下滑主要原因是新冠疫情反复、俄乌冲突、通胀上升等因素导致全球消费力下降,下游主要终端客户及其供应链进入去库存周期。

值得一提的是,由于多家专业投资机构看好慧智微所处行业及未来发展前景,同时慧智微为充实资金规模以支持其经营发展,同时进一步优化股权结构、提升治理水平,慧智微于2019年和2021年完成了多轮股权融资,为后续业务扩张的资金需求做好准备。

截至2023年2月23日,慧智微共有4名自然人股东,67名机构股东。其中,慧智慧芯、慧智慧资、Bridge、Star、Zhi Cheng、横琴智今等9名机构股东为慧智微持股平台;GZPA、Vertex Legacy、CSVI等6名为境外机构股东;建投华科、混沌投资、信德智能、华兴领运、惠友豪创、赣州九派、上海国方、红杉瀚辰等52名为境内机构股东。

此番上市,慧智微拟募集资金15.04亿元分别用于芯片测试中心建设项目、总部基地及研发中心建设项目、补充流动资金。

具体来看,芯片测试中心建设项目拟新建射频前端芯片测试量产产线,采购相关设备,建成高效率、国内领先的射频前端芯片成品测试生产线。

该项目的实施有利于完善慧智微的产业链布局,大幅提升其产品研发和量产速度,夯实慧智微的核心竞争力。

广州及上海两大研发中心建设完工后,主要围绕基于混合工艺的可重构技术、5G射频以及Wi-Fi射频模组等项目族进行研发并实现产品化,为客户提供更全面的射频前端解决方案,进一步拓宽自身的业务布局,为慧智微未来的可持续发展奠定基础。

总的来说,募投项目的的实施有助于提升慧智微的供应链管控水平,增强其技术研发能力,扩充慧智微的产品丰富度,进一步巩固其在射频前端领域的市场地位,提升综合竞争力。

未来,慧智微将抓住射频前端市场5G应用和国产替代的发展契机,拓展L-PAMiD、PAMiD等更高门槛的产品系列,开拓高端客户的业务机会,持续跟进射频前端技术迭代,实现做大做强。

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