(報告出品方/作者:國聯證券,孫樹明,熊軍,葉鑫)
1.有源相控陣T/R組件及系列化射頻集成電路國內領先
1.1.股權結構清晰,發展脈絡清晰
國博電子産品主要包括有源相控陣 T/R 組件、射頻模塊、射頻芯片等,覆蓋軍用 與民用領域,産品市占率國內領先,是國內面向各軍工集團銷量最大的有源相控陣 T/R 組件研發生産平台。2000 年 11 月,上海華信集成電路有限公司成立;2006 年 11 月,公司名稱變更 爲南京南迪訊電子有限公司;2010 年 9 月,公司名稱變更爲南京國博電子有限公司。
從設立初期至 2013 年,公司開發生産的 2G 移動通信用射頻芯片開始進入相關設 備商的供應鏈。2014 年至 2017 年,公司研制了多款射頻控制類芯片、射頻放大類芯 片,成爲移動通信基站中射頻集成電路供應鏈中的國內領先企業。2018 年至今,公 司形成射頻放大類芯片、射頻控制類芯片、射頻模塊等系列産品,成爲國內主流通信 設備制造商基站射頻集成電路相關産品主要供應商。 2019 年,公司整合了中國電科 55 所微系統事業部,具備 100GHz 以下有源相控 陣 T/R 組件設計、開發、批産能力,極大提高了有源相控陣 T/R 組件産能,是國內有 源相控陣 T/R 組件的核心供應商。
公司控股股東爲中電國基南方集團有限公司,持有公司 35.83%股份;實際控制 人爲中電科,持有公司 55.46%股份。
1.2.整體經營狀況良好,板塊業務協同發展
公司近年來營業收入及歸母淨利潤保持增長趨勢。2019-2021 年,營業收入分別 爲 22.25/22.12/25.09 億 元 ,同 比 增長 29.05%/-0.59%/13.40% ; 歸母淨 利 潤 3.70/3.08/3.68 億元,同比增長 45.61%/-16.01%/19.46%。公司主要産品爲有源相控陣 T/R 組件、射頻模塊、射頻芯片等,覆蓋軍用與民用 領域。各板塊營收方面,與精確制導、雷達探測等領域相關的有源相控陣 T/R 組件板 塊在 2019-2021 年營收分別爲 13.43/14.22/16.91 億元,整體保持穩步增長狀態。與 移動通信基站等領域相關的射頻模塊板塊及射頻芯片板塊,營收近兩年來基本穩定, 2019-2021 年兩板塊合計營收分別爲 8.55/7.63/7.82 億元。
公 司 産 品 整 體 毛 利 率 保 持 平 穩 , 2019-2021 年 整 體 毛 利 率 爲 32.69%/29.77%/34.68%。其中 T/R 組件板塊毛利率 35.11%/31.43%/36.15%;與移動 通信基站等領域相關的射頻模塊及射頻芯片板塊,整體法計算兩個板塊的毛利率, 2019-2021 年分別爲 29.51%/26.67%/30.29%。
公司有源相控陣 T/R 組件板塊,其營收占 2021 年總營收的 67.41%。有源相控陣 T/R 組件是在雷達或通信系統中用于接收、發射相應頻率的電磁波信號,並在工作帶 寬內進行幅度相位控制的功能模塊。T/R 組件一般由數控移相器、數控衰減器、功率 放大器、低噪聲放大器、限幅器、環形器以及相應的控制電路、電源調制電路等組成, 是有源相控陣雷達實現波束電控掃描、信號收發放大的核心組件。
公司射頻模塊板塊,其營收占 2021 年總營收的 17.54%。國博電子射頻模塊相關 産品主要包括大功率控制模塊和大功率放大模塊。其中,大功率控制模塊通常位于通 信系統的最前端,用于實現信號收發間的切換;大功率放大模塊的功能是實現基站發 射鏈路的信號功率放大,與功率控制模塊共同組成了基站發射鏈路射頻的最前端。公司射頻芯片板塊,其營收占 2021 年總營收的 13.63%。國博電子射頻芯片相關 産品主要包括射頻放大類芯片、射頻控制類芯片。其中,射頻放大類産品主要包括低 噪聲放大器和功率放大器,可滿足 2G、3G、4G、5G、WiFi 等移動通訊網絡應用;射 頻控制類芯片主要包括射頻開關和數控衰減器,産品廣泛應用于移動通信基站等通信 系統。
2.多因素促進T/R組件發展,5G建設拉動射頻器件需求
2.1.T/R組件技術叠代進步,應用範圍廣
2.1.1.技術叠代進步,T/R組件價格下降
指標繁多,原理複雜 有源相控陣雷達 T/R 組件(即收發組件)是有源相控陣雷達的核心部件,位于相 控陣雷達有源子陣射頻前端,主要包含收發兩個通道,完成發射信號到陣元的末級功 率放大和接收的前級放大,實現陣面的幅相修正和波束掃描等功能。
T/R 組件的功能包括産生和放大發射頻信號、放大接收信號、實現天線波束控制 等;技術指標包括工作頻率(包括發射激勵及接收本振、接收中頻)、工作體制、工 作比、相移位數、相移精度、發射間隔度、輸出射頻功率、輸出功率帶內起伏、上升 沿、下降沿、接收增益、總效率等。T/R 組件各項技術指標具體值的設定,由任務書 的總體要求分解獲得。T/R 組件隨系統性能要求各有不同,電路的具體設計也有很大差異,但一般由移 相器、射頻 T/R 開關、功率放大器、限幅器、低噪聲放大器、環形器以及控制電路組 成,可實現收、發狀態之間的快速切換。
T/R 組件對有源相控陣雷達發展影響巨大。T/R 組件的各方面指標都對相控陣雷 達技術的發展具有影響,其性能指標直接決定了相控陣雷達技術水平,其重量、體積 直接影響到雷達的小型化發展,而可靠性和成本決定了相控陣雷達的應用前景。 波段對有源相控陣雷達成本影響較大,通常情況下,雷達工作波段頻率越高, 成本也越高。通常,對具有一個接收機和一個高功率發射機的無源相控陣雷達,不同 頻率的相控陣天線成本差別較小,但發射機功率及成本差別卻非常大。對采用 T/R 組件的有源相控陣雷達而言,每個 T/R 組件包括自己的固態發射機、接收機、移相器、雙工器,頻率對于其成本影響更大。T/R 組件成本隨頻率增高而加大,而功率和效率 往往越差。
技術叠代進步,T/R 組件價格下降 。對于成本組成而言,不同規模、不同頻率、不同功率的有源相控陣天線的成本組 成不同,但統計數據可以看出其成本組成的基本情況。在實際工程中,有源相控陣天 線的成本中,T/R 組件的成本占比較高。
第三代半導體材料 GaN(氮化镓)開始廣泛應用,産品成本降低。砷化镓(GaAs) 單片微波集成電路制成的 T/R 組件已普遍應用于陣列天線中,技術相當成熟。隨著寬 禁帶半導體技術的進展,氮化镓(GaN)單片微波集成電路制成的 T/R 組件已開始用于 相控陣雷達中。通常情況下,相同體積的 GaN 集成電路的峰值功率相當于 GaAs 的 5~ 10 倍,平均故障間隔時間較長,同時成本降低 34%以上,效率高。能夠産生更強的輻 射功率,從而提高探測距離,減小體積重量,增強裝備的機動性和戰場生存能力;縮 短維修間隔時間,從而提高雷達的可用時間。
采用“瓦片”型 T/R 組件,減少相關産品成本。21 世紀初,T/R 組件從“磚塊” 發展到“瓦片”型,瓦式技術可以大幅減少印制電路板和連接器的數量,並能通過大 規模微波制造技術和封裝工藝使有源相控陣天線成本降低,體積、重量、成本都下降 爲“磚塊”的 1/5。
減少芯片數量、提高多通道集成度,降低芯片成本。在瓦式構架設計的基礎上, 有源相控陣天線可以通過減少芯片的使用數量、提高芯片的多功能和多通道集成度來 降低成本。通過在一塊芯片裏集成功率放大器、低噪聲放大器、射頻開關、移相器、 數字控制電路等,達到減少芯片數目、互連工序與連線、芯片電路面積等目的。一個 單片微波集成電路 T/R 組件往往包含多個 MMIC 芯片,通過 MCM 技術與分立器件集成 到基板上,最終封裝形成 T/R 組件。多功能芯片將多個單功能 MMIC 實現的功能集成 到一個芯片中,有助于 T/R 組件減小體積,降低成本。
根據《雷達技術發展綜述及多功能相控陣雷達未來趨勢》介紹,2007 年,T/R 組件發展到 4 側無引腳扁平封裝,體積下降爲“瓦片”型的 1/5、重量下降爲原“瓦 片”型的 1/20、成本下降爲“瓦片”型的 1/5;2008 年,從二維面板發展到三維面 板/集成電路,體積下降爲扁平封裝的 1/3、重量下降爲扁平封裝的 1/2、成本下降爲 扁平封裝的 1/2。 數字陣列相控陣天線技術的應用,有望降低相控陣雷達成本。通過將數字技術 與相控陣天線技術結合,在發射與接收模式下以數字波束形成(DBF)技術取代之前的 移相器、衰減器、波束形成網絡等,産生數字陣列相控陣天線。對于數千陣元的大規 模有源相控陣天線,如果波束掃描完全依賴于後端的數字處理機和軟件來實現,可以 降低上百萬的成本。
基于 MEMS 集成的工業化技術也可降低制造成本。MEMS T/R 組件在低功耗方面表 現突出,能減輕相控陣掃描陣列的散熱問題,延長其壽命。相比于傳統 T/R 組件,MEMS T/R 組件的插入損耗低,故僅需要一般相控陣中 25%~50%的 T/R 組件數量即可滿足天 線系統功能需要。
2.1.2.相控陣雷達T/R組件應用範圍廣
星載:起源早,口徑限制小,工作頻率逐漸變高。 最早將有源相控陣天線應用于星載的是于 1978 年 6 月美國發射的海洋衛星 SEASAT-1,自此,各國開始了對星載有源相控陣天線的研究。上個世紀 90 年代後期, 星載有源相控陣發展迅猛,美、俄、德、英、法等 12 個國家組成的歐空局相繼發射 了自己的有源相控陣衛星。
1994 年美國伴隨航天飛機升空的 SIR-C/X-SAR 雷達同時擁有 C 波段和 L 波段微 帶天線,以及 X 波段縫隙波導天線;其中 C 波段擁有 504 個 T/R 組件、L 波段有 252 個 T/R 組件。2002 年歐空局發射的地球環境檢測衛星阿裏亞納 5 號上搭載的有源相 控陣天線,共 2840 個天線單元及 320 個 T/R 組件組成。2007 年加拿大發射的 RADARSAT-2 衛星,天線工作于 C 波段,共有 10240 個天線單元,512 個 T/R 組件星載相控陣雷達中,T/R 組件作爲核心部分,一般要求體積小,重量輕的片式結 構,而且需要高的效率,以減少發熱量,因爲薄膜天線散熱困難。T/R 組件從最初的 分立元器件組合不斷發展,經過混合微波集成電路到單片微波集成電路,現在已可以 將多個器件集成在一個單片上,使得 T/R 組件體積小、重量輕、易于安裝。
我國對星載有源相控陣天線的研究起步較晚,但進展較快,“北鬥”系列衛星上 已有 S 頻段相控陣天線服役。近年來,我國已進行了星載 Ka 頻段有源相控陣天線子 陣以及部分樣機的研制,並進行了電性能測試及熱試驗。考慮到未來軍用星載市場規 模不斷擴張;我們估計未來五年我國星載有源相控陣雷達市場約 120 億左右,T/R 組 件市場約 60 億左右。
機載:逐漸推廣使用,發展迅速 。美國自 1964 年開始研究機載有源相控陣雷達,並在 20 世紀 90 年代初,在美國 第四代戰鬥機 F-22 上將 AN/APG-77 有源相控陣雷達成功進行了應用,使得有源相控 陣技術引入了機載火控雷達領域。AN/APG-77 天線陣面上有 1956 個 T/R 組件,每個 質量約 15g,輸出功率 4W,能夠快速改變雷達波束方向,達到幾十納秒級別,120° 方位和俯仰的掃描,搜索距離 160km。2005 年,裝備于 F-35 戰鬥機上的 AN/APG-81 進行了試飛,天線陣面僅包含 1200 個 T/R 組件,質量大幅降低;其功能包括高分辨 率地圖繪制、地面多目標跟蹤等。
技術優勢明顯,替換邏輯強。經過數十年發展,雖然脈沖多普勒雷達等傳統雷達 的性能得到了極大提升,但由于受到天線機械掃描速度和集中式大功率發射機的發射 功率和可靠性等因素的限制,傳統機載火控雷達的性能提升遭遇了衆多瓶頸。而有源 相控陣機載雷達在作用距離、波束賦形及功能滿足、高精度多目標跟蹤、電子戰及通 信能力、抗幹擾和低截獲能力、隱身需求等方面,都有著極其明顯的性能優勢;相控 陣由成百上千個 T/R 組件組成,少數單元失效對系統影響不大,可靠性大幅提升。
機載有源相控陣雷達相關型號産品可被多種機型所采用。根據《機載有源相控陣火控雷達技術》介紹,2008 年,雷神公司向波音公司交付了第 100 個 APG-79 有源 相控陣雷達,用于裝備 F/A-18 戰鬥機和 EA-18G 戰鬥機。雷神將向美海軍交付 473 部APG-79有源相控陣雷達,確定裝配的型號包括:F-15C、F-15E、F/A-18E/F和EA-18G; 國際用戶包括新加坡及澳大利亞,潛在客戶包括印度。
根據《World air force 2021》分析,2020 年底,我國軍機 3260 架,其中戰鬥 機 1571 架、運輸機 264 架、戰鬥直升機 902 架、教練機 405 架、其余軍機 118 架。 考慮到先進戰機的列裝,以及已有型號的升級改造需求迫切,有助于機載相控陣雷達 産業的發展;我們估計未來五年我國機載相控陣雷達市場約 130 億左右,T/R 組件市 場約 65 億左右。 彈載:天線口徑小,工作頻率較高,高成本制約發展。 彈載有源相控陣天線陣面安裝于導彈前端腔體內,通常爲圓柱狀。彈載有源相控 陣天線的陣面在體積、重量、可靠性、散熱、維護、儲存以及環境適應性等各方面要 求苛刻。
相控陣雷達導引頭具有合成功率大、掃描空域廣、掃描頻率高、作用距離遠、波 束寬度可調、抗幹擾能力強、多目標選擇跟蹤等優點;但發射功率、輸出能力、功率 損耗和低噪聲系數 T/R 組件的小體積集成等問題依然制約相控陣雷達導引頭工程化。
隱身戰鬥機出現,促進彈載相控陣雷達由機械掃描向相控陣雷達轉變。根據《相 控陣制導技術發展現狀及展望》報告,以第三代戰鬥機爲典型攻擊目標,末制導的作 用距離一般爲 15~20km,而 F-22A 爲代表的第四代隱身戰鬥機的出現,導致現役防空 導彈末制導作用距離下降到 3~4km,難以有效完成攻擊。以空空導彈爲例,早期的美 國 AIM-120 空空導彈和俄羅斯 P-77 空空導彈等現役裝備均采用了機械掃描主動雷達 制導系統。相控陣制導技術利用空間功率合成可實現大功率孔徑積,在較小體積約束 下實現高平均功率,規避了傳統雷達制導系統集中式大功率發射機的功率合成與大功 率傳輸等技術瓶頸,可使平均發射功率提高一個數量級以上,爲遠距離探測隱身目標 提供了基礎。考慮到導彈體積及載荷能力的限制,占用空間更小的相控陣雷達導引頭 成爲了新一代對空攔截導彈導引頭的發展趨勢。
彈載相控陣雷達天線口徑小,工作頻率較高。21 世紀初,通過 LCCMD 項目,雷 神公司提出了 ka 波段相控陣雷達導引頭方案,並于 2004 年完成了口徑 152mm 的導引 頭樣機。2003 年,英國奎耐特公司成功地進行了世界上首次相控陣雷達導引頭天線 的閉環試驗,其研制的X波段相控陣導引頭原理樣機在口徑 80mm 下布置了 19 個天線 單元。彈徑 178mm 的 Meteor 是歐洲導彈集團 MBDA 研制的一種新型超視距主動雷達空 空導彈,末制導段采用 Ku 波段的主動雷達導引頭。高成本是制約彈載相控陣導引頭工程應用的最大瓶頸。在相控陣天線生産成本 中,T/R 芯片成本所占比重最大;在實際工程應用重,不僅要考慮發射功率、噪聲系數、幅相控制方式、氣密封裝和體積尺寸等性能指標要求,還要考慮加工集成等工藝 和測試等低成本制造實現技術。
導彈是現代戰爭最重要武器之一,也是國防現代化的標志。在建設現代化國防及 加強軍隊武器裝備的過程中,發展導彈武器技術是一國的必經之路。考慮到全球範圍 內隱身戰機數量增多導致的防禦裝備升級需求,以及 T/R 組件降價導致的産品經濟性 強,彈載相控陣雷達産品有望持續推廣;我們估計未來五年我國彈載相控陣雷達市場 約 150 億左右,T/R 組件市場約 75 億左右。
2.2.基站建設持續發力,射頻器件需求穩定
5G 是具有高速率、低時延和大連接特點的新一代寬帶移動通信技術,5G 通訊設 施是實現人機物互聯的網絡基礎設施。5G 基站是 5G 網絡的核心設備,其提供無線覆 蓋,可實現有線通信網絡與無線終端之間的無線信號傳輸。 根據新華社報道,目前我國 5G 網絡基站數量達 185.4 萬個,終端用戶超過 4.5 億戶,均占全球 60%以上,全國運營商 5G 投資超過 4000 億元。根據《“十四五”信 息通信行業發展規劃》介紹,我國 2025 年信息通信基礎設施累計投資將達到 3.7 萬 億元,每萬人擁有 5G 基站個數將從 2020 年的 5 個增長到 2025 年的 26 個,增長速度 較快。
前瞻産業研究院認爲,2020-2025 年是 5G 建設第一階段,5G 基站建設以宏基站 爲主,2020-2024 年是 5G 宏基站建設的高峰期;2026-2030 年是 5G 建設第二階段,5G 針對垂直應用的建設以及小基站的擴容將一直持續到 2030 年,2025 年及以後是 5G 小基站建設的高峰時期。基站數量的穩步增加,可爲公司射頻器件及射頻芯片未來發 展提供保障。
3.技術能力強,手握訂單多
3.1.技術能力強,産品系列全
T/R 組件:定制開發數百款産品 公司定制開發了數百款有源相控陣 T/R 組件,産品體積小、重量輕、性能優越。 國博電子建立了設計、工藝和測試三大平台,並基于此開發了小型化、多功能化、低 成本的 T/R 組件和射頻模塊。公司整合中國電科五十五所微系統事業部有源相控陣 T/R 組件業務,構建起 X 波段、Ku 波段、Ka 波段等的 T/R 組件設計平台、高密度集 成及互連工藝平台以及全自動制造及通用測試平台,具備 100GHz 及以下頻段有源相 控陣 T/R 組件研制批産能力。公司基于高密度、高可靠工藝制造平台,已具備年産數十萬通道有源相控陣 T/R 組件制造能力,是國內面向各軍工集團銷量最大的有源相控陣 T/R 組件研發生産平台, 除整機用戶內部配套外,國博電子産品市場占有率國內領先。
射頻模塊:覆蓋場景多。國博電子射頻模塊主要包括大功率控制模塊和大功率放大模塊。其中,公司的大 功率控制模塊具有高功率、低插損、高隔離、高集成度等特點,可覆蓋不同應用場景 下的功率容量要求;公司的大功率放大模塊根據基站通信系統對功率放大器帶寬、功 率、效率、可靠性等不同指標的要求,開發了不同功率的大功率放大模塊,以滿足不 同應用場景下的需求。公司的大功率控制模塊和大功率放大模塊多項關鍵性能指標處 于國際先進水平。
射頻芯片:高集成度、高成品率。 國博電子射頻芯片主要包括射頻放大類芯片、射頻控制類芯片。射頻放大類芯片 方面,公司在相關領域有多年的技術積累,並針對 5G 基站的要求,展開核心技術的攻關工作,低噪聲放大器及功率放大器類産品廣泛應用于 4G、5G 移動通信基站中。 射頻控制類芯片方面,公司的射頻開關、數控衰減器具有高集成度、高成品率、高性 能等特點,主要電性能處于國際先進水平。
3.2.手握大額訂單,積極提高産能
公司手握大額訂單,未來長期業績有保障。公司 2022 年 7 月發布的招股說明書 中,披露 10,000.00 萬元以上正在執行的訂單,合同金額總計爲 49.73 億元,其中, 2021 年 9 月,公司與 A01 簽訂 T/R 組件業務合同,約定執行數量但未約定價格,按 照最新已執行訂單價格作爲執行價格預計該訂單金額約 40.90 億元。公司發布的招股說明書披露,公司擬募集 26.75 億元,其中 14.75 億元投入射頻 芯片和組件産業化項目,項目中的硬件設備購置及安裝投資額度爲 8.00 億元。公司 在已有的射頻芯片、微波毫米波 T/R 組件和射頻模塊産品的基礎上,進一步升級研發 射頻芯片、模塊和 T/R 組件領域相關技術,提高公司的研發生産能力。
3.3.T/R組件營收穩定增長,射頻模塊及芯片營收波動明顯
公司主要營收及毛利由有源相控陣 T/R 組件板塊貢獻。有源相控陣 T/R 組件相 關板塊 2021 年營收 16.91 億元,占總營收比例爲 67.41%;毛利爲 6.11 億元,2021 年占總毛利比例爲 70.26%。板塊 3 年營收 CAGR 爲 16.12%,營收增速較爲均衡。公司射頻模塊板塊近年來營收波動較大。射頻模塊相關板塊 2021 年營收 4.40 億元,占總營收比例爲 17.54%;毛利爲 0.99 億元,2021 年占總毛利比例爲 11.38%。 板塊 3 年營收 CAGR 爲 32.05%,但營收波動較大;近 3 年毛利率分別爲 47.61%/9.85%/22.49%。
公司射頻芯片板塊近年來營收逐步降低。射頻芯片相關板塊 2021 年營收 3.42 億元,占總營收比例爲 13.63%;毛利爲 1.38 億元,2021 年占總毛利比例爲 15.85%。 近三年營收增速分別爲 104.69%/-3.30%/-49.33%,近兩年營收呈現下降趨勢;近 3 年毛利率分別爲 25.44%/28.86%/40.33%,近兩年毛利率呈現上升趨勢。
4.盈利預測
營收方面,T/R 組件及射頻模塊板塊,我們假設未來三年其板塊營收增速可保持 在 23%-25%區間;射頻芯片板塊,營收近兩年來持續下降,我們假設未來其營收可 保持不變。毛利率方面,T/R 組件、射頻模塊板塊及射頻芯片板塊,參考 2021 年公 司各類産品毛利率進行取值。銷售費用、管理費用及研發費用占營收比例方面,參考 2021 年公司相應比例進行取值。基于上述假設,我們預計公司 2022-2024 年實現營業收入 30.42/36.54/44.08 億元,同比增長 21.24%/20.15%/20.62%,三年 CAGR 爲 20.67%;淨利潤 5.06/6.02/7.23 億元,同比增長 37.56%/18.81%/20.12%,三年 CAGR 爲 25.21%,EPS 爲 1.27/1.50/1.81 元/股。
(本文僅供參考,不代表我們的任何投資建議。如需使用相關信息,請參閱報告原文。)
精選報告來源:【未來智庫】