艾为电子：模拟IC隐形冠军，低调发育、积木式技术积累将迎大爆发

一场“缺芯潮”从去年下半年延续至今，有数据统计，目前全球多达169个行业因芯片短缺而受到影响，包括钢铁行业、混凝土生产、空调制造等。在国内，五月以来A股半导体板块一路震荡拉升，第三代半导体板块自五月上旬以来涨幅近40%，汽车芯片板块涨幅超30%，国产芯片板块涨幅近30%。

在大力倡导科技强国趋势下，我国半导体行业呈现出前所未有的景气周期，而今科创板开市近两周年，这两年也被业内誉为中国新一轮科技革命和产业变革的黄金期，尤其是对芯片设计公司而言，供给侧改革的开始意味着未来研发能力高、供货能力强、布局范围广、能实现国产替代的芯片设计公司将大放光彩。

以模拟芯片领域为例，作为整个电路系统的“经脉”和“血液”，模拟芯片被广泛应用于工业、汽车、消费和通讯行业等终端市场。据WSTS统计，2019年全球模拟市场规模为611亿美元，预计2023年有望增长至748亿美元，2019-2023年复合增长率将达到5.1%，可以说模拟芯片行业是典型的长坡厚雪。从IC insights发布的最新的全球十大模拟厂商排行榜中看，德州仪器（TI）以108.86亿美元的模拟芯片销售额和19.47％的市场份额，继续坐稳2020年模拟芯片供应商龙头的位置。ADI紧随其后，2020年销售额为51.32亿元，Skyworks、英飞凌、ST分列三、四、五位，销售额分别为39.70亿美元、38.20亿美元、32.59亿美元。

我国虽然是全球模拟芯片第一大市场，自给率却一直很低。近年来随着下游需求的提升，加之半导体产业进口替代趋势成为主流，一大批国产模拟芯片企业开始崛起。在历史机遇的推动下，面对国内广阔的模拟芯片市场，未来十年内，国产模拟芯片市场或将涌现出比肩TI的新巨头。

其中，成立于2008年的上海艾为电子技术股份有限公司（简称：艾为电子）发展尤为迅速，公司长期专注于高品质数模混合信号、模拟、射频的集成电路设计，产品定位于高速增长的电子信息领域，聚焦在手机、可穿戴、智能音箱、车载电子、IoT等消费电子领域。自2018年挂牌新三板后，市值常年位居前列。艾为电子研发团队是模拟芯片领域最具研发实力的玩家之一，公司凭借着过硬的产品质量和数目众多的产品料号，涵盖了华为、小米、vivo、OPPO等众多主流智能终端厂商。在营收方面公司也一直保持着高速增长的态势，是当之无愧的隐形巨头。2021年6月9日，艾为电子已获得证监会审批通过同意公司发行股票的申请，即将登陆科创板，这个一直以来保持低调的企业，未来将成为中国半导体市场的有力竞争者。另外，招股书显示艾为电子实控人孙洪军先生自愿在股票发行日起72个月内不进行转让或回购，长达6年的股份锁定期在目前A股市场上着实罕见，可以看出对未来发展信心十足。

模拟芯片的核心作用就是连接现实世界与数字世界。我们生活的世界绝大部分信息都是由连续变量组成的，例如声波、光强、电流、温度等等，这些变量必须经过模拟芯片的处理，才能成为数字芯片能够计算的离散变量，即0-1变量。

艾为电子的产品围绕这些连续变量，产品主要有音频功放芯片、电源管理芯片、射频前端芯片和马达驱动芯片四大系列。在音频功放IC领域，公司坐拥国内市场龙头地位，公司的音频功放芯片主要包括数字智能K类、智能K类、K类、D类和AB类产品。21世纪初，手机的普及率逐年上升，其所具备的功能也越来越多，还涌现出了主打播放音乐功能的手机。但受技术限制，当时的手机扬声器驱动器设计普遍存在缺陷，音频输出过大就会造成严重失真，影响音质。

艾为电子于2010年推出了第一代模拟接口K类音频功放产品大大缓解了这种情况。与传统音频类功放产品相比，该产品突破了手机锂电池电压的限制，使音频功放可以输出更大功率，并采用了获得专利的防破音限幅设计，让音乐声放大的同时保持波形不失真且不发生破音，一举获得当时功能机用户的青睐。

此后艾为电子进一步加大研发力度，于2014年开始研发并推出的数字智能K类音频功放，可以把锂电池升压到10.25伏，使音频功放可输出5瓦的峰值功率，峰值效率达到84%而噪声小于12uv，将音质提升至全新高度。

根据CounterPoint统计的市场数据，2019年度全球智能手机出货量14.86亿台，目前市场上主流的智能手机使用1颗音频功放芯片，而部分具备立体声效果的智能手机使用2颗音频功放芯片。2020年艾为电子音频功放芯片的销售量约8.81亿颗，其中大部分应用于智能手机。公司已成为全球智能手机中音频功放芯片的主要供应商，优质产品也获得了众多终端厂商的认可，例如艾为电子的Smart K系列产品被应用于小米、vivo、OPPO等众多主流品牌智能手机之中，在同类商业伙伴中排名第一。2018年，为表达对艾为电子的肯定，vivo在全球商业伙伴大会上授予艾为电子K类功放“品质奖”荣誉。

相较于音频功放芯片产品，马达驱动芯片则是艾为电子近年来新开发的产品线，公司把握消费智能终端市场的触觉反馈需求，推出了国内第一款专门用于线性马达驱动的芯片，通过不断演进发展至今，从高压驱动、常压驱动再到应用算法，实现了产品在听觉和触觉等方面优秀的功能效果。公司创新性地研发了线性马达一致性校准技术，同时实现全模式硬件闭环控制的增强型自动刹车功能，进而推出Smart Haptic Sync 4D算法技术，在算法中突破性地结合使用图像动态检测和用户操作识别等技术，智能识别场景实现逼真的振动效果，主要定位于高端智能手机市场。

根据CounterPoint统计，2019年高端智能手机（售价高于400美金）出货量约为4亿部。艾为电子2020年度线性马达驱动芯片的销售量约9,842万颗，包括华为、小米、OPPO、Realme、联想拯救者电竞手机等在内的众多旗舰智能手机和游戏设备都搭载了艾为电子的马达驱动芯片。未来随着公司研发的不断深入，还将向平板和可穿戴设备等领域拓展。

艾为电子四大产品系列覆盖了声、光、电、射、手五个方面，被广泛应用于以智能手机为代表的移动智能硬件领域、以智能音箱为代表的智能家居领域、以共享单车和汽车为代表的智慧出行领域、以智能摄像头为代表的智能安防领域，以及智慧工业、智慧医疗、移动支付等日常生活中常见的方方面面。

成立至今，公司已累计拥有600余款产品型号，仅2020年度，公司出货量就达到约32亿颗。不难看出，艾为芯在各类电子产品中具有较强的拓展性和适用性。

模拟芯片追求产品的高信噪比、高稳定性、高精度、低功耗，而这些要求并不需要硅片上元器件的集成度线性上升。由于不用疲于奔命地赶先进制程，且下游客户对产品的验证周期很长，因此模拟芯片更是慢工出细活，某些明星产品生命周期可长达10年以上。

可以说模拟芯片行业具有“小批量，多品类”的特征。模拟芯片相比其他半导体赛道市场较为分散，但实际护城河又相当深。例如国内电子产品市场的快速更迭，这一点十分考验芯片设计公司的交付能力。艾为电子经营模式为Fabless（无晶圆厂）模式，即专注于IC芯片的研发和销售，将晶圆制造、封装等其余环节委托给晶圆制造、封装等厂商代工完成。根据招股书，2020年艾为电子前五大供应商分别为台积电、通富微电、长电科技、华润上华、华虹宏力。

多年经验积累，加之上游大厂的产能保障，都为艾为电子提升交付能力打下了坚实的基础，帮助公司获得了众多客户的长期信赖，公司曾被闻泰科技、华勤、龙旗等多家公司认定为对产品交付作出重要贡献的合作伙伴。

凭借着可靠的产品质量、数量众多的产品类型，以及高效的供货能力，艾为电子覆盖了包括华为、 OPPO、vivo、 小米、 中兴、 联想等主流智能手机厂商。且得益于产品线的延伸和渗透，公司还与亚马逊、facebook、Google、 JBL、 B&W 、海康威视、宇视科技、腾讯、搜狗、步步高、FOSSIL、哈啰出行和全球最大的玩具品牌商Mattel等一线品牌客户建立了长期的良好合作关系，在国内同类厂家中，艾为电子的客户覆盖率位列前茅。

近年来以美国为代表的发达国家对我国先进电子消费终端厂商采取了严格的技术封锁政策，这也倒逼国产手机不得不提升国产芯片的自供率，“能用中国‘芯’替代就要采用中国‘芯’”正成为产业基调。

另一方面，国家对此也十分重视，2014 年国务院颁布的《国家集成电路产业发展推进纲要》明确规划出我国集成电路行业未来发展的蓝图，到 2020 年，集成电路产业与国际先进水平的差距逐步缩小，全行业销售收入年均增速超过 20%；到 2030 年，集成电路产业链主要环节达到国际先进水平，一批企业进入国际第一梯队，实现跨越发展。

在半导体国产替代的国家战略背景下，芯片的政策加持被提到前所未有的高度。作为创新周期相对长的非标准化产品，模拟芯片是国产替代最有望成功的细分领域之一。

艾为电子在产品性能、供应链管理、交付能力等方面都具备杰出表现，也获得了众多下游终端客户的认可，目前艾为电子的产品在智能手机市场的收入占比超过85%。通过与已有客户的深入合作，艾为电子的市场范围也正在从以手机为中心延展到物联网等智能硬件，产品广泛应用于手机、人工智能、物联网、汽车电子、可穿戴和消费类电子等领域的新兴市场。

随着市场的不断发展，艾为电子将有很大可能成长为与TI一样的行业巨头。

自带华为基因团队实力精悍，高强度研发投入布局未来

1958年，供职于TI的工程师杰克·基尔比发明了世界上第一块集成电路，从此为TI成为模拟芯片巨头打下基础；2011年，TI斥资65亿美元并购国家半导体，吸纳了5000名员工以及“一个极好的开发团队”，同年，TI的市场份额就超过排名第二的ST，占据了整个模拟市场份额的15.4％。

而我们常谈中国经济转型的核心驱动力，是从“人口红利”转向“工程师红利”，中国制造业由此从“制造”走向“创造”。而模拟芯片是最为体现工程师红利的行业。和数字电路相比，模拟电路设计对工程师经验要求较高，需要熟悉大部分元器件的电特性和物理特性，顶尖的模拟设计工程师在模拟领域拥有20到30年的经验。

艾为电子的创始人孙洪军1997从东南大学电子工程系微电子专业硕士毕业后，就进入了华为技术有限公司基础业务部（现海思）从事模拟/数模混合芯片的设计工作，是海思模拟IC最早的设计人员，也是国内最早一批IC设计人员。与他一同成立艾为电子的郭辉、程剑涛等人亦是当时华为基础业务部的重要成员，郭辉与孙洪军一样是IC设计工程师，后来又任职中央研发部基础业务部数模部副经理；程剑涛则历任华为中央研究部模拟电路设计工程师、项目经理、产品经理。2008年，已经离开华为6年的孙洪军和昔日的华为同事一起创办了艾为电子，目前公司核心创始团队已合作20年以上。

华为的行业背景出身决定了艾为电子对于人才培养和研发投入的前瞻性，近年来，艾为电子都在积极进行人员储备和人员投入，搭建并不断完善人才梯队，员工数量由2018年的206人增长到了2020年的796人，其中技术人员占到了80％以上。公司广泛吸纳来自复旦大学、上海交通大学、东南大学、西安电子大学、成都电子科技大学等专业学科优势突出的高校学子。艾为电子在人才福利待遇上也延续了华为的高薪传统，资料显示，艾为电子2018年校招开出的硕士应届生薪资每月在1.8-2.2万元之间，处于行业第一梯队。而在一线城市工作，总绕不过住房问题，艾为电子对此也十分重视，为了更好地提高员工幸福感、吸引更多优秀人才毫无顾忌地加入艾为，公司特意为员工提供了方便舒适的人才公寓。目前艾为人才公寓总计房间约300间，可容纳500余人。

与重视人才相对应的，艾为电子在研发投入上也毫不吝惜。半导体是高投入高产出的行业，只有坚持研发、具有持续研发投入的企业才有未来。作为全球模拟芯片龙头的TI，即便是已经进入稳定阶段，其研究和开发费用（R&D）整体上也稳定保持在营业收入的10%左右，年研发投入绝对金额超10亿美元。

艾为电子一直以来都在持续加大对各类产品线的研发投入，并形成了诸多具有自主知识产权的核心技术。2018年至2020年，艾为电子分别投入9,137.14万元、13,947.05万元和20,537.85万元用于研发，占营收比重达13.17%、13.71%和14.29% 。

截至2020年12月31日，公司已获得授权的专利共计232项，集成电路布图设计专有权396项。艾为电子是工信部认定的集成电路设计企业和专精特新“小巨人”企业，是上海市科委认定的高新技术企业、上海市科技小巨人企业和上海市专精特新企业。此外，公司曾连续多年被评为“十大中国IC设计公司”。2019年至2020年，公司连续两年被中国模拟半导体大会授予优秀企业奖，多款产品被认定为“中国芯”优秀市场表现奖荣誉。

艾为电子的研发实力也受到国家的认可，自成立以来多次承接政府重点项目。近年来，由艾为研发团队开展的SAR Sensor检测芯片研发与产业化项目、光学防抖(OIS)和对焦(AF)控制驱动芯片项目、实现听觉触觉同步的触觉反馈驱动芯片研发项目等获得了上海市软件和集成电路产业发展专项资金、上海市产业转型升级发展专项资金（工业强基）、闵行区先进制造业产业扶持项目等专项资金支持。

发展稳健业绩高增速可期，先发优势助力释放净利润红利

2017年至2019年，艾为电子实现营业收入分别为 52,361.96 万元、69,380.44 万元、101,764.99 万元，三年复合增长率达到 39.41%，公司处于快速成长中。2020年，公司营业收入143,766.37 万元，同比增长41.27%；归母净利润为10,168.95万元，同比增长12.88%。2018年度至2020年度营业收入复合增长率达到43.95%，发展进一步提速。

艾为电子业绩的增长离不开下游终端市场的持续发展，我国作为目前全球最大的电子产品生产及消费市场，对集成电路产品的需求日益增长，根据中国半导体行业协会统计，2019 年中国集成电路行业销售额达到7,562.3 亿元，同比增长15.80%，2002年至2019年的复合年均增长率达21.70%。

而受智能手机进步，5G及移动互联网等通讯技术发展的影响，智能手机的功能不断增多，用户对音频、视频、电源、网络连接、触摸等体验要求不断提升，因而下游智能手机市场对芯片的需求快速增长，尤其对可提升用户体验的音频功放、电源管理、射频前端及马达驱动芯片的需求逐渐增加。

身处黄金赛道，研发无疑是第一驱动力，数据显示，2019年中国以21%的增速位居全球研发支出增长榜单首位，其次是美国10.8%，欧盟5.6%，日本1.8%，RoW（全球其他国家）增长6.0%。可以看出，中国和美国作为2500强企业研发支出的全球前两位，研发支出的增长率都快于欧盟和日本，而且也快于全球平均水平。中美都呈现体量大，增速快的局面。

这也表现出中国在高新技术行业实现国产替代的急迫需求。一般而言，模拟芯片的产品研发的投入需要2-3年才能见效，艾为电子近年来在行业不断探索，在音频功放芯片领域，公司开展了包括10V数字功放研发、高PSRR，低噪声，大音量的第三代模拟高压智能功放研发等多个重大项目。实现了在数字智能音频功放方面的持续突破。

在电源管理芯片领域，公司推出业内首创的FC封装的过压保护电路，面向NB-IoT 的降压技术突破以及面向穿戴产品的线性Charger产品发布，并形成了充电端口保护技术、锂电池线性充电技术等核心技术。

在射频前端芯片领域，公司围绕手机、IoT、穿戴设备中射频前端器件展开研究和技术攻克，以接收端的2T、4T、6T、8T开关、GPS 低噪声放大器、LTE低中高频放大器、FM 低噪声放大器等小器件和技术包围手机前端应用，并对其中的相关技术进行重点攻克，取得了OQ降噪技术，极低功耗的GPS 低噪声放大器、耐高压天线调谐开关等核心技术。

在马达驱动芯片领域，公司基于触觉反馈技术，发布了国内首款高压触觉反馈芯片，成功应用在智能手机上。2018年至2020 年，公司对涉及的线性马达特性以及驱动技术进行了持续研究和突破，覆盖了从高压驱动到常压驱动以及游戏应用算法，实现了听觉、触觉的同步反馈。

艾为电子在模拟集成电路领域深耕多年，建立了高质量、多样化的产品体系，积木式技术积累在时间的催化下，达到厚积薄发的效果。而高技术往往意味着高利润，艾为电子在多领域建立起技术上的先发优势，在未来市场格局持续扩大的影响下，也将推动公司未来营收和利润进入新的爆发期。

根据最新招股书披露的未审计数据显示，艾为电子2021年上半年已实现营收106,656.68万元，同比增长率达109.90%；归母净利润12,203.07万元，同比增长149.81%；扣非净利润11,052.65万元，同比增长147.89%。2021刚过一半，艾为电子的营收和盈利能力都已经达到去年全年水平，可见公司发展已全面进入快车道，长久积累的量变引发质变，上市后在各方面支持下，艾为电子的竞争地位将更加突出。

进一步加大研发力度，持续完善多个产品线布局

本次IPO，艾为电子拟募集资金246,813.72 万元，主要应用于产品研发升级和产业化，以及研发中心、电子工程测试中心建设，体现了公司作为行业龙头进行科技创新的担当。

艾为电子作为国内优秀的集成电路芯片研发、销售企业，在数年间保持低调，专注探索模拟集成电路行业，在没有风投、不靠客户上游投资的的情况下迅速崛起，并展现出了强劲的业绩增长趋势和盈利能力，在业内实属少见。

本次成功IPO，将进一步强化艾为电子的自身优势、优化目前的成本结构，为企业在未来进一步提高行业竞争力以及盈利能力提供助力。而近三年来在研发创新上的持续投入则让艾为电子占据先发优势，凭借着深厚的集成电路技术储备和成熟的行业应用解决方案，持续推出在性能、集成度和可靠性等方面具有较强竞争力的音频功放芯片、电源管理芯片、射频前端芯片、马达驱动芯片等产品，同时通过优质的技术服务为客户的手机等新智能硬件产品提供良好的技术支持。

按照模拟芯片产品研发2—3年的研发周期，公司也将在近期迎来硕果丰收。2020年，艾为电子的新品在市场上层出不穷，vcm马达驱动、OIS光学防抖、压感、DC马达驱动、Bias、Charger、大功率音频、Buck/Boost、LDO、Sar Sensor、开关、天线Tuner等都获得了市场和众多终端厂商的认可。

科创板开市两年来，用包容性制度设计破题“资本市场助力科技创新”，推动了大批具有“科创基因”的企业上市。艾为电子无论是研发实力、人才团队、客户资源还是产品市场上都具备独特优势，是近期表现拔尖的具备“硬科技”特质的企业。未来公司也将基于现有优势，不断进行新产品的研发设计，进一步完善公司在手机以外的领域的产品布局，形成新的利润增长点，进一步提高公司的整体竞争力和抗风险能力，保持经营业绩稳定增长的同时，推动我国集成电路芯片国产替代进程，为“中国芯”添砖加瓦。

微波发射机行业研究：雷达通信电子对抗核心部件

（报告出品方/作者：方正证券，鲍学博）

1 微波发射机：实现微波功率放大，是雷达、通信、电子对抗系统的核心部件

1.1 发射机的功能组成

发射机被广泛应用于人们日常生活中的各个方面。在民用方面，发射 机被广泛的应用于无线广播、手机通信等；在军用方面，发射机应用 于军事目标雷达探测、军用数据链、电子对抗装备等。

在军用领域，发射机主要作用是为雷达、通信、电子对抗系统提供符 合要求的高功率射频信号，将低频交流能量转换成大功率射频能量， 经天馈辐射到空间中。发射机是雷达、通信、电子对抗系统的重要组 成部分之一，其性能的好坏直接影响整机的性能。

发射机由射频系统、调制器、电源、系统监控和冷却系统等几部分电 路组成，其中，射频系统包括射频放大器和射频元器件 。射频放大器 包括固态放大器、真空管放大器等；射频元器件包括定向耦合器、隔 离器/环形器、衰减器、移相器、检波器、电弧波导、充气波导、直波 导、弯波导等。选用的微波管不同，调制器、高压电源和冷却形式也 不同。

发射机的主要性能指标包括：工作频率、输出功率、功耗、效率、可 靠度等。

1.2 射频放大器主要分为真空和固态两种形式

基于真空器件的功率放大器，曾在军事装备的发展史上扮演过重要角 色，而且由于其功率与效率的优势，现在仍广泛应用于雷达、通信、 电子对抗等领域。随着 GaAs 晶体管的问世，固态器件开始在低频段 替代真空管，尤其是随着 GaN、SiC 等新材料的应用，固态器件的竞 争力已大幅提高。

跟固态器件相比，真空器件的主要优点是工作频率高、频带宽、功率 大、效率高，主要缺点是体积和质量均较大 。真空器件主要包括行波 管、磁控管和速调管，它们具有各自的优势，应用于不同的领域。

真空电子器件的发展可追溯到二战期间。1963 年，行波管放大器 （TWTA）技术取得了实质性进展，提高了射频输出的功率和效率， 封装也更加紧凑。1973 年，欧洲首个行波管放大器研制成功。然而， 到了 20 世纪 70 年代中期，半导体器件异军突起，真空器件投入大幅 减少，其发展遭遇困难。直到 21 世纪初，美国三军特设委员会详细 讨论了功率器件的历史、现状和发展，提出了真空器件和固态器件之 间的平衡投资战略。2015 年，美国先进计划研究局 DARPA 分别启动 了 INVEST、HAVOC 计划，支持真空功率器件的发展，特别是毫米 波及太赫兹行波管。

固态器件也就是半导体电子器件，具有体积小、噪声低、稳定性好的 优点，缺点是应用频带低、单体输出功率小、效率低。 为满足无线通讯、雷达、航空航天等对器件高频率、宽带宽、大功率 和高效率的要求，20 世纪 90 年代起，以 GaN 和 SiC 为代表的宽禁带新型半导体材料深刻地改变了固态功率放大器的性能，并引起了人们 的关注和研究。近年来，在微波发射系统中普遍应用多个微波单片集 成电路（MMIC）进行功率合成以获得更高的输出功率。

微波功率模块（MPM）综合了真空器件和固态器件两者的优势 ，从 而获得高增益、低噪声、大功率、高效率等二者单独使用无法获得的 优良性能，其集成电源的设计使用户不用直接面对高压，提高了安全 性。

2 真空管发射机：向高频率、高功率、集成化发展

2.1 真空管发射机的分类：行波管应用最为广泛

常见的真空管主要分为两大类：线性注管和正交场器件。 线性注管是由电子枪（包括阴极、灯丝、阳极或控制栅等）、互作用 结构、电子束聚焦系统、收集极、射频输入和输出装置等组成。常用 的单注速调管、行波管和多注速调管都是线性注管。正交场器件由阴 极、阳极以及射频输入和输出装置等组成的。正交场器件中磁控管的 应用时间最长，但是由于输出信号稳定度较差，在现代雷达中已经很 少使用了。

行波管主要优势为频带宽，速调管主要优势为功率大，磁控管主要优 势为效率高，其中，行波管应用最为广泛。

随着固态器件的发展，有源阵列的空间合成在一些领域已经逐步替代 了高峰值功率脉冲行波管，但在警戒雷达、远程目标探测雷达、高机 动性反导雷达、毫米波雷达及机场、低空目标探测雷达及低成本应用 等领域高峰值功率脉冲行波管仍具有较长的发展空间，需要不断提高 器件的使用寿命和可靠性，降低用户使用成本。

微波功率模块（MPM）将固态功放、小型化行波管及微型集成电源全 部封装在一个小空间内，创造性地把固态和真空两种技术结合起来， 在性能上远远地超过单独的固态和真空器件。固态放大器作为前级， 为整个放大链提供低噪声和相当的增益，行波管为末级功放，提供大 功率输出，集成电源提供 MPM 所需的各级电压，并为模块提供控制 和保护功能。MPM 未来发展方向包括向更高的频率推进、进一步小 型化等。

在我国，对于 MPM 的研究起步比较晚，直到 2001 年以后才正式开展 MPM 的研究。通过近 20 年的努力，在典型频段内，国内成功研制了 功率量级和尺寸与国外相当的 MPM 产品。例如，中国电子科技集团 公司第十二研究所开发的 4～18 GHz 50W MPM，效率达 32%，尺寸仅为 140mm×86mm×20mm ，其所用的小型化行波管尺寸为 135mm×25mm×16mm，质量仅为 135g。

2.2 真空管发射机仍有较长的生命周期

功率行波管的发展走过了 70 年的历程，其显著的宽频带、高功率、高 效率等特点，是现代雷达、通信、电子战等系统的核心元器件，并不 断地推动系统向高频率、高功率、集成化、一体化发展。

美军作战平台中真空器件使用了 20-30 万支（其中行波管约占 50%， 每年的订货量增长约 10%），共 270 种系统至少服役到 2050 年，并且 新开发的高频段、小型化行波管及功率模块进一步推动高性能装备不 断出现。

行波管典型应用如下：

防空反导武器系统制导雷达与导弹导引头：“爱国者 3”的相控阵雷达 （AN/MPQ-53 升级到 AN/MPQ-65），增加了行波管功率，平均功率达到 20kW；其导弹导引头采用 Ka 频段的行波管，实现精确末制导。

地基预警雷达：美国的“丹麦眼镜蛇”雷达（AN/FPS-108）由 96 个子 阵组成，每个子阵 160 个辐射单元，总峰值功率达到 15.4MW，平均 功率 920kW，L 波段带宽 200MHz 探测距离 3200km。

机载火控雷达：“二代、三代和四代战斗机”采用集中发射机和无源相控 阵的火控雷达是传统机载火控的主力，具备成本低、重量轻等特点，现 役飞机全球达到上万架。如 Su35 的无源相控阵雷达，平均功率 5kW，正 面探测距离达到 400km。

无人机：“全球鹰”和“捕食者”无人机的通信系统，采用行波管微波功率模 块（MPM）提供全天候高速卫星通信。Ku 频段的无人机合成孔径雷 达 广泛采用行波管作为高峰值功率、高效率、宽频带、小型化功率源。

电子战系统：“咆哮者”电子战飞机 E/A-18G 采用行波管组成的干扰系统； 美军通用 SLQ-32 舰载电子战多波束系统，每套系统含 140 支行波管，大 量装备于驱逐舰、护卫舰和航母。

空间应用：从 L-V 波段的 90%以上卫星功率放大器，最大效率达到 72%， 寿命 15 年，是现代信息化战争通信、导航、侦察系统的关键件。由于空 间行波管显著的高效率、高可靠、大功率、抗辐照特性，该类管型会长 期应用在卫星下行通信等领域。

当前，国际上卫星载荷系统的主流方案是应用线性化器补偿行波管的非 线性。目前在轨应用的 LTWTA 产品，工作频率覆盖 L~Ka 频段，输出功 率最高达到 200W 以上。LTWTA 通常由 TWT、行波管电源（EPC）以及 线性化通道放大器（LCAMP）三部分组成。

2.3 真空管发射机主要研制单位：两所两厂

国内从事真空管器件的单位主要为“两所两厂”，两所是指中电科 12 所和中科院电子所，两厂为 772 厂（南京三乐集团，2004 年与 720 厂 并入 CEC）和 776 厂（国光电气，688776.SH）。

中国电子科技集团公司第十二研究所 始建于 1957 年，地处北京市朝 阳区电子城科技园核心地带，是我国成立最早、规模最大、体系最完 备的以研制微波电真空器件为主的国家级骨干研究所，主要从事电真 空器件的研制生产，产品广泛应用于雷达、通信、电子战、制导、医 疗、工业加热、大科学装置等系统。目前十二所有职工 1200 余人，专业技术人员占比 85%以上，中高级职称人员占比 60%以上，享受国 家政府特殊津贴 38 人。2019 年，中电科真空电子科技有限公司净资 产为 23.48 亿元，净利润为 1.78 亿元；2020 年，公司实现营业收入、 利润、经济增加值均超过 10%的增长。十二所军工产品综合技术水平 处于国内领先，部分产品达到国际领先水平，主流产品均已批量装备 部队，基本满足国内武器装备需求，已实现批量应用的空间行波管、 电子战用宽带行波管、大功率行波管、大功率多注速调管、开关器件 等多类产品技术水平均为国内先进水平，部分已达到国际先进水平。

中国科学院电子学研究所我国第一个综合型电子与信息科学研究所， 主要从事电子与信息科学技术领域的应用基础研究和高技术创新研究，目前已形成了三大支柱领域和五个重点领域，其中，三大支柱领域分别是微波成像技术、微波电真空技术和地理空间信息技术，五个 重点领域分别是微波成像基础研究、电磁探测技术、传感器与微系统 技术、先进激光与探测技术和可编程芯片技术。

电子所空间行波管研究发展中心承担我国多种重点工程和航空航天工程用宽带连续波行 波管、脉冲行波管、超小型脉冲行波管的研制和小批量生产任务，先 后为我国卫星、火箭和载人航天工程等提供了十余种型号的空间行波 管及放大器，并为各类电子对抗系统提供了三十多种型号的行波管， 为我国做出了重要贡献；拥有国内先进的行波管研制和生产工艺线， 研制成功的空间行波管及放大器、宽带连续波行波管、脉冲行波管技术水平处于国内领先水平；具备多品种研制、小批量生产，以及年均研制和生产 500个以上空间行波管和军用行波管的能力。2018 年底， 电子所净资产为 32.24 亿元，全年实现营业收入 19.53 亿。

南京三乐电子信息产业集团有限公司（772 厂）隶属于中国电子信息 产业集团旗下南京中电熊猫信息产业集团有限公司。 公司资产逾 10 亿元，拥有员工 2200 多名，已经形成以真空电子、应用整机、现代 服务业为主的三大业务体系。公司总占地 30 万平方米，总建筑面积 近 20 万平方米，主要从事真空电子器件、微波能应用整机系统、特 种玻璃和陶瓷、电真空专用设备等多门类高技术产品的研发和生产。

成都国光电气股份有限公司（776 厂） 始建于 1958 年，现公司总部及 制造业基地位于成都市国家级经济技术开发区的公司龙泉产业园，占 地面积 10 万平方米，总建筑面积近 7 万余平方米，截止 2020 年公司 拥有总资产 8 亿多元，净资产 5 亿多元，在册员工 930 余人，中高级 技术人员占 13%以上。公司产品门类主要包括各类微波器件（电真空、 固态）及组件、真空接触器、真空灭弧室、工业用微波能产品、机载 厨房服务设备（含高铁服务推车等）、真空规管、真空计、真空工艺 设备、真空测控设备、移动压力容器测控组件、核工业应用设备等。 2020 年，公司实现营业收入 4.46 亿元，实现归母净利润 0.95 亿元。

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据国光电气招股说明书披露，国内真空管器件厂商对比如下：

国内从事空间行波管放大器产品研制的单位主要是航天五院西安分 院和中科院电子所，国内空间行波管研制单位主要是中电 12所、中 科院电子所和 772 厂。 西安分院是国内唯一具备线性化行波管放大器 （LTWTA）正样产品配套能力的研制单位，主要进行 EPC、LCAMP 产品研制及 TWTA / LTWTA 整机集成和验证，具备集成国产行波管和 引进行波管的能力和经验，成功为多个卫星型号配套研制了 L~Ka 频 段 LTWTA 正样产品，满足卫星系统应用需求，主要性能与引进件相 当。

国光电气在募投项目中提到，公司将在现有微波电真空技术基础上继 续加大对空间行波管、微波功率模块以及配套技术的研发，突破和掌 握与空间行波管相关的核心技术，满足卫星通信市场快速发展需要。

3 固态发射机：固态功率器件发展“一日千里”

固态发射机因其具有工作寿命长、工作方式灵活、低电压工作和故障 软化等优点而备受青睐, 近年来随着固态微波功率管向高频率、大功 率方向的发展, 特别是随着微波单片集成电路（MMIC）和固态器件 的发展，微波功率管价格不断降低，全固态发射机在某些领域中已日 益取代电子管发射机。和电子管发射机相比，固态发射机在降低全寿 命周期成本、可靠性、可维修性及安全性等方面具有明显的优势。

3.1 固态发射机的功率合成

由于单个 MMIC 难以实现上百瓦、上千瓦的功率，为了突破这一瓶颈， 可采用功率合成技术，将多个 MMIC 单片进行合成以达到高功率输出 的目的。

功率合成主要分为以下几种类型：（1）电路合成，分为谐振式功率合 成和非谐振式功率合成。谐振式功率合成可分为矩形波导功率合成与 圆柱墙体功率合成；非谐振式功率合成大体分为 3dB 电桥合成、链式 合成以及多路合成。（2）空间功率合成；（3）混合型功率合成。

为了得到足够高的输出功率，实际的功率合成常常采用多级合成 ，即 将以上几种合成方式综合利用，根据实际情况充分利用不同合成方式 的优点，做到性能互补，以最小的代价做到最实惠的功率合成。通常 情况下，第一级采用芯片级合成，第二级采用电路级合成，如果输出 功率仍然不能满足实际要求的话，采用空间功率合成作为第三级功率 合成。

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固态雷达发射机以功率合成技术为基础，主要由前级功率放大器、末 级功率放大器、功率分配/合成器、电源、控制电路以及加电保和散热 设备等部分组成 。固态功率发射机的核心部分是功率放大器，一般功 率放大器由若干基础功放组件组成，功率放大器的性能好坏直接影响 着雷达发射机的工作状态。

3.2 固态发射机的发展现状

固态高功率发射技术的发展是建立在半导体材料与制作工艺不断取 得新进展基础之上的。随着有较大功率输出的第三代宽禁带半导体 GaN 芯片问世，特别是廉价的 Si-CMOS 毫米波功率器件也即将推 出，给毫米波高功率固态发射机注入了活力，而在这以前人们普遍认 为 Si 的射频器件已经到了理论极限，其工作频率只限于 S 波段以下。

在空间应用领域，功率放大器是卫星载荷一类设备，是功耗和能耗的 最大载体。随着 GaN 功率器件“一日千里”的迅速发展，星载功放在微 波频段呈现出“固态化”趋势：用高功率、高效率的固态放大器代替行 波管放大器，以解决后者在尺寸、重量、成本和老化等方面的瓶颈。

短波波段： 在国内外，早期的短波通信系统和超视距雷达系统发射机 均为电真空管发射机。由于全固态发射机的优点众多及固态器件的飞 速发展，这些电子系统的发射机朝着固态化方向发展，从末前级固态 化到全固态化。在国际上，目前技术水平的高功率短波固态发射机的 输出功率普遍在 5kW～10kW 功率量级。如 Harris 公司推出了型号为 RF1155A 功率量级为 10kW 的固态短波通信发射机。国内厂家也已开 发并应用了 5kW 功率量级的短波通信固态发射机。

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3.3 固态 TR 组件

TR 组件是有源相控阵的核心组成部分，有源相控阵可以看作是多个 固态发射机的空间功率合成，在地面雷达、机载雷达等领域获得了广 泛应用。

与无源相控阵相比，有源相控阵具有以下优点：

1）更低的传输损耗： 由于发射机分布在阵面上，能量传播距离更短， 因此发射馈线损耗小，雷达的探测距离明显增大。

2）更高的可靠性： 由于每个单元功能相对独立，当部分阵列单元出 现故障时，有源相控阵雷达能够继续工作，因而比采用集中式发射机 的无源相控阵雷达具有更高的可靠性。（报告出品方/作者：方正证券，鲍学博）

3）更小的体积： 砷化镓、氮化镓等微波集成电路和新基板技术的应用使 有源相控阵体积、重量进一步缩小，更适合作为机载和舰载火控雷达及 预警机雷达。

有源相控阵雷达的 TR 组件位于天线和信号合成／分解网络之间，其主要 功能是根据外部控制信号对微波信号进行放大、移相和衰减。TR 组件的 关键技术指标有：工作频率、输入输出功率、收发支路增益及相移、噪 声系数、相位噪声、工作效率等。

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TR 组件核心技术是小型化和轻量化、散热问题以及成本控制。 目前已经 在常用的微波频段开发出成套使用的 TR 组件 MMICs 芯片，主要包括微 波开关、功率放大器、低噪声放大器、驱动放大器、数字移相器、数字 衰减器等。MMICs 套片的开发和使用，使 TR 组件电路和结构设计大为 简化，突破了 TR 组件大量生产的技术瓶颈，对于推进有源相控阵天线应 用起到了决定性的作用。

按组装方式进行划分, 二维有源相控阵天线 TR组件可分为砖块式和 瓦片式两种结构。 近年来，砖块式结构在有源阵列中得到广泛应用， 因为其技术成熟度高，电路设计及组装容易实现，但其子阵集成度低、 纵向尺寸大，不利于共形；散热路径长，难以实现大型阵列应用并保 证 TR 组件长期可靠工作。而瓦片式 TR 组件技术难度大，单元尺寸 更小，必须采用高密度集成技术和小型化、高性能高可靠射频垂直互 联。但瓦片式 TR 组件可以采用整体液冷散热, 具有优良的散热能力, 子阵集成度高, 在降低 TR 组件成本、减小体积尺寸、减轻设备重量 方面具有优势, 易于实现大规模阵列。随着集成化程度的逐步提高, 瓦片式 TR 组件有望在现有小型化砖式 TR 组件基础上体积减小 20%～80%。

TR 组件向数字 TR 方向发展。 现阶段使用较多的是射频 TR 组件， 其输入输出都为模拟信号，内部结构也为模拟电路，其完成的功能也 较为有限。而随着雷达技术的发展，TR 组件中开始采用数字中频技 术，充分运用软件无线电结构，用数字方法实现雷达波形产生和回波 数据的下变频以及其他操作。

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3.4 固态发射机主要企业

在固态发射机和 TR 组件领域，中电科 13 所、55 所为核心芯片器件 供应商；具有固态发射机和 TR 组件研发生产能力的企业主要包括： 军工央企中雷达/导引头相关研究所，如中电科 14 所、兵器工业 206 所等；民营企业包括天箭科技、雷电微力、亚光科技等；另外中电科 13 所、55所也在向 TR 组件拓展。

中电科 13所的Ku 波段 16 通道 T/R 组件，是集收发一体的多功能模 块，内有 16 个收发通道，收发通道采用两片式构架方案即前端多功 能以及幅相多功能两种芯片，工作频带宽，集成度高，体积小，组件 效率高，同时通道间具有良好的幅相一致性。

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4 风险提示

微波发射机行业竞争加剧；部分企业客户集中度较高；军品价格下降 超出预期。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）

精选报告来源：【未来智库官网】。

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