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2022年相控阵TR芯片及下游相控阵雷达增量市场空间研究报告(37页).pdf

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2022年相控阵TR芯片及下游相控阵雷达增量市场空间研究报告(37页).pdf

1、2022 年深度行业分析研究报告 3 目目 录录 一、一、相控阵相控阵 T/R 芯片是高壁垒、高价值、高成长的优质赛道芯片是高壁垒、高价值、高成长的优质赛道 . 6 (一)高壁垒:相控阵 T/R芯片位于产业链上游,市场较为封闭 . 6 (二)高价值:T/R 芯片是相控阵雷达的核心价值环节,成本占比近三成 . 9 (三)高成长:预计军用 T/R 芯片市场将在 25 年超百亿,低轨卫星用 T/R 芯片增速高 . 11 二、二、下游解构:相控阵雷达渗透带动相控阵下游解构:相控阵雷达渗透带动相控阵 T/R 芯片在军民两域加速放量芯片在军民两域加速放量 . 13 (一)相控阵雷达将逐渐替代传统雷达成为主

2、流技术体制 . 13 (二)军用:武器装备量增+升级需求共振,相控阵雷达下游渗透加速 . 15 1、宏观视角:国防信息化建设景气支撑军用雷达数百亿市场 . 15 2、微观视角:相控阵雷达伴随武器装备提质补量快速渗透 . 18 2.1、机载:已成新型战斗机及老机型升级的重要趋势 . 18 2.2、弹载:作为弹载武器的倍增器受益武器消耗及升级 . 20 2.3、舰载:已是“中华神盾舰”的标配 . 20 2.4、星载:随我国空间基础设施体系的完善持续渗透 . 21 2.5、地面:地面站/终端/车载台未来渗透空间大 . 22 (三)民用:卫星互联网制造先行,打开相控阵雷达增量市场 . 23 1、低轨卫

3、星互联网具有不可替代的覆盖优势,是各国跑马圈地的战场 . 23 2、卫星组网制造先行,上游元件是最先受益的细分领域 . 27 三、三、铖昌科技:军品民品共振,射频芯片新锐份额进击在即铖昌科技:军品民品共振,射频芯片新锐份额进击在即 . 30 (一)技术领先、团队稳定,厚积薄发铸就赛道黑马 . 30 (二)定位聚焦,核心产品为微波毫米波模拟相控阵 T/R 芯片 . 31 (三)星载为基,多下游拓展保障成长确定性 . 32 (四)实现份额进击的“三把剑”:先发优势、技术储备及服务能力 . 34 1、核心竞争力一:相控阵 T/R 芯片市场较为封闭,公司先发优势明显. 34 2、核心竞争力二:沉淀核心

4、技术十余年,产品达国际先进水平 . 34 3、核心竞争力三:发挥民营优势,强化服务能力及性价比 . 35 4 图表目录图表目录 图表 1 相控阵雷达与传统机械式雷达形态对比 . 6 图表 2 相控阵 T/R 芯片位于相控阵雷达产业链上游 . 6 图表 3 典型的有源相控阵 T/R组件工作原理示意图 . 7 图表 4 我国军用雷达产业主要研究所及代表产品 . 7 图表 5 军工行业整体壁垒较高 . 8 图表 6 五十五研究所展出的氮化镓(GaN)核心元器件 . 9 图表 7 相控阵雷达的组成 . 10 图表 8 微波多层板相控阵天线,一块相控阵中含成百上千甚至最多上万的 T/R芯片 . 10 图

5、表 9 KLJ-7A 相控阵雷达,安装有多达 1000多个 T/R 组件 . 10 图表 10 低轨卫星用 T/R相控阵芯片市场规模测算 . 12 图表 11 相控阵雷达可通过移相器将信号的相位移动一个角度,使相位和频率保持稳定的对应关系 . 13 图表 12 相控阵雷达的核心原理为电磁波的干涉现象 . 13 图表 13 无源相控阵雷达只有一个发射机,产生沿特定方向行进的平面波. 14 图表 14 有源相控阵每一阵元都装有一个发射/接收组件(即 T/R组件) . 14 图表 15 相比于无源相控阵雷达及机械扫描雷达,相控阵雷达优势明显 . 14 图表 16 2010-2019全球雷达市场份额(

6、生产台数) . 15 图表 17 2010-2019全球雷达市场份额(销售额分) . 15 图表 18 2010-2017年中国国防费构成占比 . 16 图表 19 我国军费构成项目及具体用途 . 16 图表 20 雷达是国防信息化五大领域之一 . 17 图表 21 中国空军现代化建设按照三步走战略设计和展开 . 18 图表 22 2017-2021年各国在役机队规模(单位:架) . 18 图表 23 2016 年珠海航展上中电科集团南京 14所展出了第一款 KLJ-7A 有源相控阵火控雷达 . 19 图表 24 KLC-7“丝路眼”机载预警有源相控阵天线罩 . 19 图表 25 中华神盾“海

7、之星”雷达的成功研制助力中国海军驶向深蓝 . 20 图表 26 我国高分系列卫星发射节奏及卫星类型统计 . 21 图表 27 九天微星发布新一代星载多波束相控阵天线 . 22 图表 28 高分十二号 02星的有源相控阵天线由中国电科 14所研制 . 22 图表 29 处于值班状态的 7010雷达 . 22 图表 30 我国自主研发的 JY-26 相控阵雷达 . 23 图表 31 14 所研制的反隐身功能相控阵雷达 . 23 5 图表 32 卫星互联网经历了由移动通信星座向高通量宽带通信星座的演化. 24 图表 33 卫星互联网与 5G融合的低轨星座网络架构示意图 . 25 图表 34 常见频段

8、的频率范围、可用带宽及业务场景 . 25 图表 35 四大典型星座参数对比 . 26 图表 36 卫星互联网产业链包括四大环节 . 27 图表 37 卫星产业链各环节市场规模占比 . 27 图表 38 世界卫星通信产业链价值“金字塔”模型 . 27 图表 39 我国通信卫星包含若干个分系统 . 28 图表 40 StarLink 单星上的 4块相控阵平板天线 . 29 图表 41 铱星系统的星载主任务天线采用 3个有源相控阵板 . 29 图表 42 公司股权结构图 . 30 图表 43 公司主要产品可分为放大器类芯片、幅相控制类芯片和无源类芯片三类 . 31 图表 44 公司销售的典型芯片组合

9、 . 31 图表 45 2016-2022Q1公司营业收入及同比增速(单位:百万元) . 32 图表 46 2019-2021年公司各项业务占比 . 32 图表 47 2018-2022Q1公司毛利率水平 . 33 图表 48 2019-2021年公司各项业务毛利率水平(%) . 33 图表 49 2016-2022Q1公司归母净利润及同比增速(单位:百万元) . 33 图表 50 2018-2022Q1公司净利率水平 . 33 图表 51 公司主要客户销售收入及其占比 . 34 图表 52 公司 2018-2021年研发费用(单位:万元)及研发费用率 . 35 图表 53 公司围绕产品功能设

10、置研发中心组织架构 . 35 图表 54 铖昌科技各项业务增速拆分假设 . 36 图表 55 铖昌科技综合毛利率及各业务毛利率假设 . 37 图表 56 可比公司估值表 . 38 6 一、一、相控阵相控阵 T/R 芯片是高壁垒、高价值、高成长的优质赛道芯片是高壁垒、高价值、高成长的优质赛道 (一)(一)高壁垒:高壁垒:相控阵相控阵 T/R 芯片芯片位于位于产业链产业链上游,市场较为封闭上游,市场较为封闭 相控阵雷达是由大量相同的辐射单元组成的雷达面阵,每个辐射单元在相位和幅度上独立受波控和移相器控制形成不同的相位波束,相比于传统的机械式雷达,相控阵雷达可以通过电控的方式自由调节各阵元的幅度激励

11、与相位关系。近年来,有源相控阵雷达以其优秀的适应能力、抗干扰性、灵活性及功能多样性逐步替代传统的机械雷达成为主流技术路线,在军、民两大领域加速渗透。 图表图表 1 相控阵相控阵雷达雷达与传统机械式雷达形态对比与传统机械式雷达形态对比 资料来源:铖昌科技招股说明书 相控阵雷达的相控阵雷达的产业链由上游产业链由上游(芯片、元器件、结构件、电源等)(芯片、元器件、结构件、电源等) 、中游、中游(T/R 组件)及组件)及下游下游应用应用构成。构成。 图表图表 2 相控阵相控阵 T/R 芯片位于相控阵雷达产业链上游芯片位于相控阵雷达产业链上游 资料来源:华创证券整理 1)有源相控阵雷达的上游主要是芯片、

12、元器件、结构件、电源等)有源相控阵雷达的上游主要是芯片、元器件、结构件、电源等。其中相控阵 T/R 芯片被集成在 T/R 组件中,负责信号的发射和接收并控制信号的幅度和相位,直接影响雷达天线的指标。相控阵相控阵 T/R 芯片的产业链上游主要为化合物晶圆代工厂。芯片的产业链上游主要为化合物晶圆代工厂。T/R 芯片产品生产流程主要包括晶圆流片、测试、划片、捡片、取样、目检、复检等环节。T/R 芯片公司将自主研发设计的集成电路版图交由晶圆流片厂进行晶圆流片,公司测试后再由划 7 片厂进行划片。根据铖昌科技招股说明书中披露,公司 2021 年的原材料采购中,晶圆占据比例为 91.32%。 2)相控阵雷

13、达的中游主要为相控阵雷达的中游主要为 T/R 组件组件。T/R 组件主要由数控移相器、数控衰减器、功率放大器、低噪声放大器、限幅器、环形器以及相应的控制电路、电源调制电路组成。有源相控阵 T/R 组件内部除了实现主要功能的微波毫米波单片集成电路及器件外,还必须设计相应的电源调制、保护和控制电路,以便按照有源相控阵雷达系统的控制要求进行通信和响应。一个 T/R 组件通常包含 2-8 颗相控阵 T/R 芯片,这些芯片通过 MCM 技术与一些分立器件一起集成到基板上,最终封装形成 T/R 组件随后被集成于天线中。 T/R 组件市场包括整机单位内部配套和对外采购两种模式。组件市场包括整机单位内部配套和

14、对外采购两种模式。部分整机厂商存在有源相控阵 T/R 组件的需求,该方式下由于整机厂商内配组件主要用于厂商自身的内部定制化需求。而基于专业化分工的角度考虑,下游整机厂也会采用外购专业化公司 T/R 组件产品的方式。国内从事 T/R 组件及相关产品生产与销售的企业包括国博电子、国基北方/中国电科十三所、雷电微力、天箭科技、亚光科技等。 图表图表 3 典型的有源相控阵典型的有源相控阵 T/R 组件工作原理示意图组件工作原理示意图 资料来源:南京国博电子股份有限公司招股说明书(注册稿) 3)有源相控阵雷达可应用于下游星载、弹载、舰载、机载、地面等军用领域,同时也)有源相控阵雷达可应用于下游星载、弹载

15、、舰载、机载、地面等军用领域,同时也可使用在可使用在 5G基站、商用卫星等民用领域。基站、商用卫星等民用领域。 军工雷达下游生产研制单位主要分为总体单位(整机) 、二级配套单位(天线) 、三级配套单位(元器件)和其他通用零部件供应商等多个层次。我国军工雷达生产研制单位有中电科 14 所、中电科 38 所、航天科工二院 23 所、中电科 29 所等单位。供应商获取订单的方式主要为招投标、竞争性谈判等;预研项目招投标-延续性采购;商务谈判。 图表图表 4 我国军用雷达产业主要研究所我国军用雷达产业主要研究所及代表产品及代表产品 单位单位 简介简介 军用雷达代表产品军用雷达代表产品 中电科 14所

16、中国雷达工业发源地,全国乃至亚洲最大的雷达研究所 KJ-2000机载预警雷达;歼-10、歼-11机载火控雷达;歼-16、歼-20机载有源相控阵雷达;YLC-8B反隐身雷达;346/346A相控阵雷达等。 中电科 38所 国内军事雷达电子的主要供应商。下属四创电子股份有限公司是国内第一民用雷达上市公司 DBF 体制三坐标雷达(获得国家科技进步一等奖);KJ-200预警机、KJ-500预警机雷达;第五代反隐身雷达;JY-17A和 JY-17B要地反无人机防御雷达等。 8 航天科工二院 23所 专业的雷达研究所 第一部太赫兹视频 SAR 雷达;我国第一部精密跟踪相控阵测量雷达-LM-313车载有限电

17、扫测量雷达。 中电科 29所 主要从事雷达对抗、通信电子战相关技术、装备研发 反隐身雷达 DWL002;K/RKL700A型电子对抗吊舱等。 资料来源:产业信息网,华创证券 相控阵相控阵 T/R 芯片行业具有较高的资质与技术壁垒,市场较为封闭。芯片行业具有较高的资质与技术壁垒,市场较为封闭。相控阵 T/R 芯片主要应用于星载、机载、舰载、车载和地面等军用相控阵雷达中,产品性能要求高,具有较高的技术要求。目前国内具备微波毫米波相控阵目前国内具备微波毫米波相控阵 T/R 芯片研制量产能力的单位较少,芯片研制量产能力的单位较少,T/R 芯片行业市场较为封闭芯片行业市场较为封闭,具有较高的资质、技术、

18、人才及资金壁垒,准入门槛高。 资质壁垒:资质壁垒:军工行业涉及国防安全和保密,参与军品生产的企业必须获得“三证”,即武器装备科研生产许可证、武器装备承制单位资格、武器装备承制单位保密资格认证及军工产品质量体系认证。资质证书获取存在较大困难且耗时长,提高行业准入门槛。 技术壁垒:技术壁垒:相控阵 T/R 芯片主要应用于星载、机载、舰载、车载和地面等军用相控阵雷达中,产品性能要求高,具有较高的技术水平,要求企业有较强的研发能力和技术积累。尤其是是星载相控阵雷达,由于卫星制造成本极高,运行环境恶劣,对芯片的性能有更高的要求。因此产品需经过较长时间开发、验证、技术迭代,技术含量高。 人才及资金壁垒:人

19、才及资金壁垒:不同于民用通信行业,军用设备对产品稳定性有极高要求,军品行业历来有装备一代、研制一代、储备一代的传统,而每个型号产品从开始立项到最终完成定型,历经方案论证、初样研制、正样研制、三大试验(环境适应性试验、可靠性试验、电磁兼容性试验)、软件测评、型号鉴定等环节,往往长达 3-5 年,且需投入大量的研发资源(人员、材料、第三方测试)。 图表图表 5 军工行业整体壁垒较高军工行业整体壁垒较高 资料来源:华创证券整理 国内相控阵国内相控阵 T/R 芯片芯片的竞争格局十分集中,的竞争格局十分集中,国内具有相控阵国内具有相控阵 T/R 芯片研发和量产的单芯片研发和量产的单位主要为军工集团下属科

20、研院所(中国电科位主要为军工集团下属科研院所(中国电科 13 所和中国电科所和中国电科 55 所)以及以铖昌科技为所)以及以铖昌科技为代表的极少数具备三、四级配套能力的民营企业,且市场较为封闭。代表的极少数具备三、四级配套能力的民营企业,且市场较为封闭。 中电科 13 所于 1956 年成立,是我国重要的高端核心电子器件供应基地、半导体新 9 器件新技术创新基地,主要研究方向包括:微电子、光电子、微电子机械系统、半导体高端传感器、光机电集成微系统五大技术领域和电子封装、材料和计量检测等基础支撑领域。 中国电科 55 所于 1958 年成立,是我国大型电子器件研究所,设有砷化镓微波毫米波单片和模

21、块电路国家重点实验室、国家平板显示工程技术研究中心。中电科 55所研发的 T/R 组件主要应用于各种相控阵雷达上,包括战斗机火控雷达、预警机、“中华神盾”和防空用雷达等。五十五所在突破了砷化镓 T/R 组建之后近年研发了氮化镓 T/R 组件,技术水平处于全国领先。 铖昌科技成立于 2010 年,目前已拥有可覆盖 L波段至 W 波段的各类相控阵 T/R 芯片产品,产品主要包含功率放大器芯片、低噪声放大器芯片、模拟波束赋形芯片及相控阵用无源器件等,是国内少数能够提供相控阵 T/R 芯片完整解决方案的企业之一。基于在星载相控阵雷达领域的技术积累,公司积极拓展产品应用领域,目前产品已批量列装至地面、车

22、载、舰载相控阵雷达等领域。 图表图表 6 五十五研究所展出的氮化镓(五十五研究所展出的氮化镓(GaN)核心元器件)核心元器件 资料来源:观察者网 (二)(二)高价值:高价值:T/R 芯片是相控阵雷达的核心价值环节,芯片是相控阵雷达的核心价值环节,成本占比近成本占比近三三成成 相控阵相控阵 T/R 芯片是相控阵雷达最核心的元器件芯片是相控阵雷达最核心的元器件,直接影响雷达性能指标,直接影响雷达性能指标。相控阵雷达由发射系统、天线阵列和波束控制、接收和信号处理系统、中心计算机、数据处理和显示系统等组成。T/R 芯片被集成在 T/R 组件中,负责信号的发射和接收并控制信号的幅度和相位,从而完成雷达的

23、波束赋形和波束扫描,其指标直接影响雷达天线的指标,对雷达整机的性能起到至关重要的作用。此外,相控阵雷达的探测能力还与 T/R 芯片数量密切相关,由于频段及功率的不同,一部相控阵雷达通常包含上千甚至上万个 T/R 芯片。 10 图表图表 7 相控阵雷达的组成相控阵雷达的组成 资料来源:铖昌科技招股说明书 图表图表 8 微波多层板相控阵天线微波多层板相控阵天线,一块相控阵中含成百上,一块相控阵中含成百上千甚至最多上万的千甚至最多上万的 T/R 芯片芯片 图表图表 9 KLJ-7A 相控阵雷达,安装有多达相控阵雷达,安装有多达 1000 多个多个 T/R组件组件 资料来源:李靖等卫星通信中相控阵天线

24、的应用及展望 资料来源:科普中国 相控阵相控阵 T/R 芯片芯片亦是核心价值环节,占据雷达系统近亦是核心价值环节,占据雷达系统近三三成的成本占比。成的成本占比。此前,高成本是制约相控阵雷达应用的最大瓶颈。有源相控阵收发(T/R)芯片是有源相控阵系统的最核心部分,直接决定了相控阵雷达的性能。 1) T/R 组件占相控阵雷达成本:根据铖昌科技的招股说明书,相控阵雷达成本的主要部分为相控阵天线,作为相控阵天线的核心部件,相控阵 T/R 组件占整个雷达造价的 60%。 2) 根据草根调研,相控阵 T/R芯片占据相控阵 T/R 组件成本的 50%以上。 则可算出 T/R 芯片占据整个相控阵雷达的成本占比

25、芯片占据整个相控阵雷达的成本占比约约 30%。 11 (三)(三)高成长:高成长:预计预计军用军用 T/R 芯片市场芯片市场将在将在 25 年超年超百亿,低轨卫星用百亿,低轨卫星用 T/R 芯片增速高芯片增速高 军用 根据铖昌科技招股说明书中的披露,2019 年我国军用雷达市场规模达 304 亿元,预计2025年市场规模可达 565亿元,年复合增速接近为 10.88%。 随着相控阵雷达的渗透率持续升高,我们预测 2025 年年军用雷达相控阵军用雷达相控阵 T/R 芯片的市场芯片的市场规模规模将超百亿将超百亿,且随着有源相控阵雷达的渗透及单个相控阵雷达中所用通道数的提升,T/R 芯片市场规模的增

26、速将快于军用雷达市场增速芯片市场规模的增速将快于军用雷达市场增速。 民用 据2018中国商业航天产业投资报告 ,单颗卫星成本平均投入约为 3000 万元人民币。但考虑到现处于组网前期,制造的规模效应并不明显,流程化生产仍处早期,故我们预我们预计目前计目前低轨卫星低轨卫星单星造价为单星造价为 5000 万元万元,后续随标准化、流程化生产的不断成熟,单星制造成本将持续下降。 根据草根调研,一颗卫星上平台及载荷分系统的成本占比分别为 60%及 40%,其中天线分系统占载荷分系统成本占比的 50%。根据上文我们的测算,T/R 芯片成本占比为 3 成,则可以算出在组网前期 T/R芯片成本占据单星造价的

27、6%。 卫星互联网具有不可替代的覆盖优势,是 5G 之补充,6G 之初探。轨道与频段资源的稀缺性日益凸显,各国布局脚步加快。美国 StarLink 计划至今累计发射 2600 颗低轨卫星,2021年 4月,中国星网集团在雄安新区注册设立,成为首家注册落户雄安的中央企业,具有重要的示范效应。河北省委书记倪岳峰在调研时表示,中国星网集团是我国卫星互联网事业发展的核心力量。 2020 年,中国将卫星互联网纳入“新基建”范畴,同时将其提升为国家战略性工程。2022 年 3 月 5 日,西昌卫星发射中心用长征二号丙运载火箭成功将银河航天 02 批六颗低轨宽带通信卫星送入预定轨道,我们预测 2022 年发

28、射组网卫星有望达到 10 颗。中国航天科技集团有限公司八院科技委秘书长潘军在中国航天大会商业航天产业(国际)论坛上表示,保守估计,未来 5-10 年,我国商业小卫星的发射需求超 4000 颗。我们认为,低轨卫星互联网作为我国商业小卫星的重要组成部分,其制造及发射需求也将呈现爆发式的增长,在国家的示范效应带动下,低轨卫星互联网的组网进程将持续加速。我们预测,我国在 2029 年有望实现 830 颗卫星的组网。随我国制造能力提升,单颗卫星制造成本逐年下降,则可以算出 2022 年发射的 10 颗低轨卫星对应的市场空间约为 3000 万元,至 2029年对应约 4.7亿的市场空间,且在 2022-2

29、025年间市场规模高速扩张。 12 图表图表 10 低轨卫星用低轨卫星用 T/R 相控阵芯片市场规模测算相控阵芯片市场规模测算 资料来源:华创证券测算 13 二、二、下游解构:相控阵雷达渗透带动相控阵下游解构:相控阵雷达渗透带动相控阵 T/R 芯片芯片在军民两域在军民两域加速放量加速放量 (一)(一)相控阵雷达将逐渐替代传统雷达成为主流技术体制相控阵雷达将逐渐替代传统雷达成为主流技术体制 根据天线波束扫描控制方式的不同,雷达可分为机械扫描雷达、机电扫描雷达、频扫雷达和相控阵雷达、合成孔径雷达等。 相控阵雷达相控阵雷达全称为全称为 Phased Array Radar,即相位控制电子扫描阵列雷达

30、。即相位控制电子扫描阵列雷达。相控阵雷达是由大量相同的辐射单元组成的雷达面阵,每个辐射单元在相位和幅度上独立形成不同的相位波束,在雷达工作时,发射机通过馈线网络将功率分配到每个天线单元。 相控阵雷达的核心原理在于电磁波的干涉现象。相控阵雷达的核心原理在于电磁波的干涉现象。相控阵雷达拥有大量独立的天线单元,每一个都可以独立的发射和接收电磁波,当独立单元的波向外传播时就会发生波的干涉现象,当波不同步传播时就会出现相位的移动。相控阵雷达可以通过计算机来控制每一个单元所发出来的电磁波的相位差,在它们相互干涉之后,就能得到精确可预测的辐射方向图和波束指向。 图表图表 11 相控阵雷达可通过相控阵雷达可通

31、过移相器将信号的相位移动一移相器将信号的相位移动一个角度,个角度,使使相位和频率保持稳定的对应关系相位和频率保持稳定的对应关系 图表图表 12 相控阵雷达的核心原理相控阵雷达的核心原理为为电磁波的干涉现象电磁波的干涉现象 资料来源:雷达通信电子战无源/有源相控阵雷达原理及其典型系统 资料来源:科普中国,SimplyScience 相比于传统的机械式雷达,相控阵雷达相比于传统的机械式雷达,相控阵雷达可以通过电控的方式自由调节各阵元的幅度激励可以通过电控的方式自由调节各阵元的幅度激励与相位关系与相位关系,其核心优势在于:,其核心优势在于: 1) 相控阵雷达的波束指向具有灵活性。相控阵雷达可以不需要

32、天线驱动系统就能实现无惯性的扫描,可以大幅缩短搜索、定位与跟踪时间; 2) 功能的多样性、机动性强。相控阵雷达可以同时形成多个波束并且对其进行独立的控制,可以同时完成多部普通雷达的工作内容,如多目标跟踪、捕获、识别、制导甚至是性能评估等; 3) 目标容量大。相控阵雷达可实现边搜索边跟踪的工作方式,并与计算机相互配合能对多个不同方向、不同高度的目标进行有效的发现、勘探以及进行跟踪,可以实现多个目标的同时跟踪,适用于多目标、多方向、多层次空袭的作战环境; 4) 对复杂目标环境的适应能力强、抗干扰性能好。 相控阵雷达分为相控阵雷达分为有源相控阵雷达与无源相控阵雷达有源相控阵雷达与无源相控阵雷达,有源

33、相控阵雷达逐渐取代无源相控有源相控阵雷达逐渐取代无源相控阵雷达成为主流:阵雷达成为主流: 14 无源相控阵雷达又称无源电子扫描阵列(Passive Electronically Scanned Array, PESA) ,无源相控阵雷达有多个天线单元但是只有一个发射机,每个天线辐射源通过计算机控制相移,然后在天线的前组合/叠加,从而改变波束的指向角度。相较于传统的机械雷达,其最大的特点是为每一阵元分配了独立的移相器。典型的无源相控阵雷达系统包括 AN/FPQ-16 PARCS at Cavalier Air Force Station 等。 有源相控阵雷达又称有源电子扫描阵列(Active E

34、lectronically Scanned Array, AESA) ,相比于无源相控阵雷达,其核心区别于为每一阵元配置了一组完整的发射/接收组件,即每一个组件都能自己产生、接收电磁波。有源相控阵将移相、放大、收发转换以及接收/放大功能集成到单独的有源收发模块,集成度与灵敏度更高。典型的有源相控阵雷达包括 F-22 上的 AN/APG-77多功能火控雷达等。 图表图表 13 无源相控阵雷达只有一个发射机,无源相控阵雷达只有一个发射机,产生沿特定产生沿特定方向行进的平面波方向行进的平面波 图表图表 14 有源相控阵每一阵元都装有一个发射有源相控阵每一阵元都装有一个发射/接收组件接收组件(即即 T

35、/R 组件组件) 资料来源:相控阵公众号无源和有源相控阵雷达 资料来源:相控阵公众号无源和有源相控阵雷达 有源相控阵雷达优势明显,有源相控阵雷达优势明显,为为当前雷达的当前雷达的主流体制主流体制。相较于传统的机械扫描雷达,有源相控阵雷达具有扫描速度快、灵活性高、目标容量大、抗干扰能力强等优势;而相较于无源相控阵雷达,有源相控阵雷达每个辐射器都配装有一个发射/接收组件,每一个组件都能独立产生及接收电磁波,单个 TR 组件损坏也不影响雷达整体性能。因此在频宽、信号处理和冗余设计上都比无源相控阵雷达更优,在功能上具有探测距离明显增大、效率及可靠性更高、截获概率低等优势。有源相控阵雷达有源相控阵雷达将

36、逐渐替代机械扫描雷达、无源将逐渐替代机械扫描雷达、无源相控阵雷达成为主流相控阵雷达成为主流,是当前雷达的重点发展方向。,是当前雷达的重点发展方向。 图表图表 15 相比于无源相控阵雷达及机械扫描雷达,相控阵雷达优势明显相比于无源相控阵雷达及机械扫描雷达,相控阵雷达优势明显 分类分类 相同点相同点 不同点不同点 优点优点 缺点缺点 机械扫描雷达 - - 技术成熟、成本低 扫描速度慢,而且不能实现波束的跳跃,扫描的效率比较低,故障率较高 有源相控阵雷达 (AESE) 天线阵列相同 每个辐射单元有独立的发射/接收组件(T/R),每一个 T/R组件都能自己发射和接收电磁波 频宽较大、灵敏度较高、信号处

37、理能力较强、单个 TR组件损坏不影响雷达整体性能,可靠性高 成本高、技术难度大等 15 无源相控阵雷达 (PESE) 辐射单元共用一个中央发射机接收机(T/R),发射机产生的高频能量,经功分网络主动分配给天线阵列的各个单元,目标反射信号也是经各个天线单元送达接 收机统一放大 成本低、技术难度较小、性能优于多普勒 机械雷达 频宽较小、灵敏度较低、信号处理能力弱、可靠 性较低等 资料来源:纳睿雷达招股说明书,华创证券 有源有源相控阵雷达相控阵雷达具有具有较大的较大的渗透渗透空间空间。相控阵雷达于 20 世纪 60 年代开始问世,美国和苏联相继研制和装备了多部相控阵雷达多用于洲际导弹预警。20 世纪

38、 80 年代,随着超大规模集成电路、固态功率器件、电子移相器等技术的成熟与成本的降低,相控阵雷达的应用持续渗透。根据 Forecast International 分析,2010 年-2019 年全球有源相控阵雷达生产总数占雷达生产总数的 14.16%,总销售额占比 25.68%,仍有很大的提升空间。在国防信息化战略下,我国相控阵雷达的渗透率将持续提升。 图表图表 16 2010-2019 全球雷达市场份额(生产台数)全球雷达市场份额(生产台数) 图表图表 17 2010-2019 全球雷达市场份额(销售额分)全球雷达市场份额(销售额分) 资料来源:Forecast International

39、,华创证券 资料来源:Forecast International,华创证券 (二)(二)军用:武器装备量增军用:武器装备量增+升级需求共振,相控阵雷达下游渗透加速升级需求共振,相控阵雷达下游渗透加速 从宏观视角看:我国武器装备研制军费持续投入,重点型号装备在近年来逐步定型列装,“十四五”是武器装备建设的兑现期、井喷期,由过去的“研制定型及小批量建设”转变为“放量建设” ,兼备景气度与确定性。军工雷达作为国防信息化建设中的重要一环,将充分享受黄金大列装时代红利,进入批量列装阶段。 从微观视角看:有源相控阵雷达是雷达技术迭代至今的主流形态,在星、弹、机、舰、地面五大领域随新型号装备及原有型号技术

40、升级加速渗透。相控阵 T/R 芯片作为有源相控阵雷达的高价值环节,充分受益武器装备量增及升级的需求共振。 1、宏观视角:宏观视角:国防信息化建设国防信息化建设景气景气支撑军用雷达支撑军用雷达数数百亿市场百亿市场 军费是推动我国军工行业增长的主要资金来源,整体看来,我国军费支出绝对值较高,但相对水平在世界范围内仍然处于较低水平,存在较大的增长空间。 从绝对水平上看从绝对水平上看:根据 3 月 5 日上午开幕的十三届全国人大五次会议上提交审议的预算草案,我国 2022年的国防支出为 14504.5 亿元(约 2296 亿美元),比 2021年增长 7.1%,充分彰显国家加快国防建设的决心,处于世界

41、领先水平。 但从相对水平上看:但从相对水平上看:根据斯德哥尔摩国际和平研究所(SIPRI)数据,我国国防支出/GDP 占比明显偏低,维持在 1.9%-2.0%的稳定比例,2019 年我国人均国防支出76.22%10%14.16%机扫阵列雷达无源相控阵雷达有源相控阵雷达17.63%17.49%25.68%38.20%机扫阵列雷达无源相控阵雷达有源相控阵雷达基本型 16 仅 1.89%,与美(2019 年为 3.41%)、俄(2019 年为 3.88%)等国家存在差距。国防支出/GDP 占比偏低的现象反映了我军武器装备总体水平相对落后、信息化建设不足的现况。存在进一步提升空间。 从国防支出的结构上

42、看,我国在从国防支出的结构上看,我国在国防装备国防装备方面的支出结构呈现优化趋势。方面的支出结构呈现优化趋势。我国国防费由人员生活费、训练维持费及装备费三部分组成,各自约占三分之一,其中装备费主要用于武器装备的研发、试验、采购、维修、运输及存储。2015 年以来随着我国裁军、军改等的推进,装备的列装速度不断加快。根据新时代的中国国防白皮书披露,2017 年装备费占国防费比例为 41%,相比 2010年提升 7.9pct。 图表图表 18 2010-2017 年中国国防费构成占比年中国国防费构成占比 资料来源:国务院新闻办公室新时代的中国国防白皮书,华创证券 对比美国军费结构对比美国军费结构,我

43、国军队装备建设还处于“补课”阶段,预计我国军队装备建设还处于“补课”阶段,预计我国国防预算将逐渐我国国防预算将逐渐向武器装备和训练维持倾斜向武器装备和训练维持倾斜。我们预测,在军费总投入规模维持增长的基础上,军费的投入结构有望持续优化,装备采购投入将得到相应提升,武器装备投入增速将快于整体军费增速。根据商务部投资促进事务局发布的报告,预计到预计到 2025 年,国防信息化开支年,国防信息化开支可能会达到可能会达到 2,513 亿元,占国防装备支出的亿元,占国防装备支出的 40%,其中核心领域有望保持 20%以上的复合增长。 信息化战争登上历史舞台,对国防和军队建设提出新的要求。信息化战争登上历

44、史舞台,对国防和军队建设提出新的要求。人类战争在经历了徒手战争、冷兵器战争、机械化战争之后,信息化战争登上历史舞台,其基本概念为“以信息化武器作为主要作战工具,以信息战为主要作战形式进行的战争”1。信息化战争的到来加剧了世界各国战略力量对比的不平衡性,对我国国防建设与发展提出挑战,国防军 1、2 郭立新军事理论与技能训练(第二版) 图表图表 19 我国军费构成项目及具体用途我国军费构成项目及具体用途 军费构成项目军费构成项目 具体用途具体用途 人员生活费 用于军官、文职干部、士兵和聘用人员的工资、保险、伙食、服装、福利等费用 武器装备费 用于部队训练、院校教育、工程设施建设及维护和日常消耗性支

45、出 训练维持费 用于武器装备的研究、试验、采购、维修、运输和储存等 资料来源:中华人民共和国国防部国防白皮书(2010年),华创证券 17 队的现代化建设是重要的发展方向。 信息化战争具备鲜明的时代特征,具体表现为信息化战争具备鲜明的时代特征,具体表现为2: 1) 信息资源主导化:信息资源主导化:信息影响战争的关键在于准确获得战场信息并及时用于决策和控制,信息是核心资源,是部队战斗力的核心要素; 2) 武器装备信息化:武器装备信息化:信息时代的战争以信息化武器装备为物质基础,信息化的武器装备系统构成主要包括信息武器系统、单兵数字化装备及 C4ISR系统; 3) 作战空间多维化、作战节奏快速化、

46、作战要素一体化、作战指挥扁平化、作战行动作战空间多维化、作战节奏快速化、作战要素一体化、作战指挥扁平化、作战行动精确化。精确化。 我军日益重视国防信息化投入,成为国防支出的重要方向。我军日益重视国防信息化投入,成为国防支出的重要方向。国防信息化是为了适应现代战争发展需要而建设的国防信息体系。从国家政策层面看,国家高度重视军工信息化发展。在 2015 年 5 月发布的中国的军事战略白皮书中,十余次提及“信息化”;在十九大报告中,国家提出 2020 年信息化建设取得重大进展的指引;在中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035 年远景目标的建议中提出加快机械化、信息化、智能化融合

47、发展。我军日益重视国防信息化投入,国防信息化将成为军队建设的关键领域。 雷达雷达被誉为“信息化战争之眼” ,是被誉为“信息化战争之眼” ,是国防信息化的重要组成部分。国防信息化的重要组成部分。雷达利用电磁波发现并探测目标物体的空间位置,具有探测距离远、测定速度快、全天候服务等特点,广泛应用于探测、遥感、通信、导航、电子对抗等领域。雷达是实现精确打击的必要手段和武器系统的测试评估手段,在现代战争下担负着目标的精确、实时、全天候侦察监视任务,同时可以对弹道导弹、巡航导弹等大规模破坏性武器进行探测与跟踪,是作战系统的首要视觉传感器。 雷达雷达被称为信息化战争之眼被称为信息化战争之眼,与,与卫星导航、

48、信息安全、军工通信与军工电子卫星导航、信息安全、军工通信与军工电子共同构成国共同构成国防信息化防信息化五大领域。五大领域。 图表图表 20 雷达是国防信息化五大领域之一雷达是国防信息化五大领域之一 资料来源:上海瀚讯招股说明书,华创证券 2 郭立新军事理论与技能训练(第二版) 18 2、微观视角:微观视角:相控阵雷达伴随相控阵雷达伴随武器装备提质补量武器装备提质补量快速渗透快速渗透 目前,军用雷达已经广泛地采用了相控阵技术,多数陆基、海基、空基和天基武器平台均装备了相控阵雷达产品,包括预警机及战斗机雷达、舰载雷达、星载雷达等等,有望在数年内大规模列装,在下游领域加速渗透。 2.1、机载:机载:

49、已成新型战斗机及老机型升级的已成新型战斗机及老机型升级的重要趋势重要趋势 2018 年 11 月 11 日,在“庆祝人民空军成立 69 周年记者见面会”上,中国空军公布了建设强大的现代化空军路线图。中国空军现代化建设按照三步走战略设计和展开: 图表图表 21 中国空军现代化建设按照三步走战略设计和展开中国空军现代化建设按照三步走战略设计和展开 具体内容具体内容 第一步 到 2020年基本跨入战略空军门槛,初步搭建起“空天一体、攻防兼备”战略空军架构,构建以四代装备为骨干、三代装备为主体的武器装备体系,不断增强基于信息系统的体系作战能力。 第二步 在实现 2020年目标任务的基础上,进一步构建全

50、新的空军军事力量体系,推进空军战略能力大幅提升;再用一段时间,全面实现空军军事理论、组织形态、军事人员、武器装备现代化,基本完成空军战略转型,到 2035年初步建成现代化战略空军,具备更高层次的战略能力。 第三步 到本世纪中叶全面建成世界一流战略空军,成为总体实力能够支撑大国地位和民族复兴的强大空天力量。 资料来源:新华社,华创证券整理 军用飞机总量及代际结构上看,我国军机呈现“总量少、机型结构不合理、先进机型代“总量少、机型结构不合理、先进机型代际差距大”际差距大”的现状。尤其我国军机的总量及先进飞机数量均与美国存在较大差距,仍有较大的提升空间,目前距离“构建以四代装备为骨干、三代装备为主体

51、的武器装备体系”仍有很大差距。在新时期空军“空天一体、攻防兼备”的战略目标下,我国军机“量增”“量增”及“升级”需求凸显及“升级”需求凸显,驱动新型装备加速发展及列装,提高自动化及信息化程度。 量增需求:量增需求: 我国军机总数与美国存在较大差异,总量提升需求凸显。我国军机总数与美国存在较大差异,总量提升需求凸显。军用飞机是直接参加战斗、保障战斗行动和军事训练的飞机的总称,在夺取制空权、防空作战、支援地面部队和舰艇部队作战等方面发挥重要作用。根据World Air Force 2022,2021年美国以 13246架的在役机队数位居世界第一,占比全球在役军机总数的 24.9%,俄罗斯和我国分别

52、位于第二、第三位,在役机队规模分别为 4173架和 3285 架,占比仅为 7.8%及 6.2%。 图表图表 22 2017-2021 年各国在役机队规模(单位:架)年各国在役机队规模(单位:架) 资料来源: Flight GlobalWorld Air Force (2017-2022) ,华创证券 升级需求: 从代次结构上看,我国三、四代战机总量占比较低,空军装备换装列装需求迫切。从代次结构上看,我国三、四代战机总量占比较低,空军装备换装列装需求迫切。从战2000202020202120211美国美国1340713407美国美国133981339

53、8美国美国1326613266美国美国1323213232美国美国俄罗斯3906俄罗斯4078俄罗斯4163俄罗斯4143俄罗斯41733中国中国30363036中国中国31873187中国中国32103210中国中国32603260中国中国328532854印度2185印度2082印度2123印度2119印度21825日本1590韩国1614韩国1649韩国1581韩国15956韩国1560日本1572日本1561日本1480日本14497巴基斯坦1285巴基斯坦1342巴基斯坦1372巴基斯坦1364巴基斯坦13878法国1269法国1248法国1229法国1057埃

54、及10629埃及1132埃及1092土耳其1055土耳其1056土耳其105710土耳其1042土耳其1067埃及1054埃及1053法国1055其他23133其他23273其他23208其他23218其他22781合计53545合计53953合计53890合计53563合计53272 19 斗机的机型结构上来看,我国四代机占比仅为总量 2%,有 47%为二代机型,52%为三代机型。,与 2018 年 11 月提出的“以四代装备为骨干、三代装备为主体”的战略目标仍有较大差距。目前我国二代机具有较大的存量空间,三代机及四代机目前我国二代机具有较大的存量空间,三代机及四代机有望在未来有望在未来将加

55、将加速放量,催生出速放量,催生出响应响应的换装空间。的换装空间。 按照其功能和载机平台的不同,机载雷达一般分为:按照其功能和载机平台的不同,机载雷达一般分为:气象导航雷达(配装运输机、直升机等)、预警雷达(配装大型预警指挥)、搜索监视雷达(配装大中型运输机、无人机等)、成像侦察雷达(配装大中型运输机、无人机等)、多功能火控雷达(配装战斗机、轰炸机等)。其中机载火控雷达的性能高低与战机攻击时的成效紧密相关。其中机载火控雷达的性能高低与战机攻击时的成效紧密相关。 机载有源相控阵雷达已经成为下一代机载火控雷达发展的必然趋势。机载有源相控阵雷达已经成为下一代机载火控雷达发展的必然趋势。以美国 F/A-

56、22 为代表的第四代战斗机具备低可探测性及高度综合化的航电系统,而其强大功能的实现依靠以机载有源相控阵雷达(AESA)为核心的综合航空电子系统,F/A-22 战斗机的AN/APG-77 和 F-35 战斗机的 AN/APG-81 多功能雷达具有强大的雷达功能以及通信功能,是第四代机战斗机优异性能的集中体现。法国的“阵风”战斗机、欧洲“台风”战斗机、瑞典 JAS-39“鹰狮”战斗机等均装备有源相控阵雷达3。 将相控阵技术应用于机载火控雷达中,可实现对多目标进行远程捕获和攻击的能力、提升雷达的可靠性与可维护性及生存能力,显著提升战机性能。有源相控阵雷达是机载火控雷达的发展方向4。 在 2016 年

57、的中国航展上,中国电子科技集团公司第 14 研究所将被誉为“战鹰之眼”的-7机载有源相控阵火控雷达带上展会。-7机载有源相控阵火控雷达能轻松搜索并引导攻击空中多个目标,不仅对空本领大,还能对地面、海面目标搜索和成像。根据中国电科 14 所技术专家王宏哲介绍,这是枭龙飞机现役-7 型机械扫描雷达的技术升级换代产品,属于第四代雷达5。 图表图表 23 2016 年珠海航展上中电科集团南京年珠海航展上中电科集团南京 14 所展出所展出了第一款了第一款 KLJ-7A 有源相控阵火控雷达有源相控阵火控雷达 图表图表 24 KLC-7“丝路眼”机载预警有源相控阵天线罩“丝路眼”机载预警有源相控阵天线罩 资

58、料来源:科普中国 资料来源:澎湃防务 随我国战斗机新机型放量随我国战斗机新机型放量+老机型改装更新,以及在预警机上的持续装备,相控阵雷达老机型改装更新,以及在预警机上的持续装备,相控阵雷达在机载军用雷达市场的需求量将在机载军用雷达市场的需求量将有望有望逐渐增长。逐渐增长。 3 张成伟等机载有源相控阵雷达特征分析 4 许文杰相控阵技术在机载火控雷达中的应用 5 新华社中国航展首次展出国产机载有源相控阵火控雷达 20 2.2、弹载:弹载:作为作为弹载武器的倍增器弹载武器的倍增器受益武器消耗及升级受益武器消耗及升级 相控阵雷达是精准制导的效能倍增器。相控阵雷达是精准制导的效能倍增器。雷达作为武器装备

59、的“千里眼、顺风耳” ,成为精确制导武器系统的重要组成部分,它使导弹武器系统探测识别性能得到了大幅度提升。相控阵雷达技术的成功应用是对传统雷达的一次技术革命,相控阵雷达能同时针对多个相控阵雷达能同时针对多个目标,极大地拓展了雷达使用功能,有效地提高了抗干扰能力,确保了导弹武器系统己目标,极大地拓展了雷达使用功能,有效地提高了抗干扰能力,确保了导弹武器系统己方优势的有效发挥方优势的有效发挥6。 与机械扫描雷达导引头相比,相控阵雷达导引头的优势包括与机械扫描雷达导引头相比,相控阵雷达导引头的优势包括:1)大功率孔径积,作用距离远;2)结构紧凑尺寸小,有利于全弹性能提升;3)无惯性扫描,中末制导交班

60、能力强;4)宽工作带宽,全数字化抗干扰;5)柔性降级,工程应用高可靠。7 各国各国相继突破相控阵雷达导引头技术,争先应用在精确制导武器上。相继突破相控阵雷达导引头技术,争先应用在精确制导武器上。2014 年,洛马公司发射了一种类似于 AIM-120空对空导弹的新型空对空导弹。该导弹采用先进的多频段多模有源相控阵天线。俄罗斯新推出的 K-77M 空对空导弹嵌入 64 元有源相控阵天线,于 2015年 2月开始量产,成为首款配备嵌入式相控阵天线的空对空导弹。日本 F2 战斗机用三菱公司的 AAM-4B空战导弹进行升级。该导弹配备了有源相控阵天线和改进的数据传输系统,这使得导弹的射程范围增加了 40

61、%8。 导弹作为练兵备战消耗性产品,具有持续补库存需求。导弹作为练兵备战消耗性产品,具有持续补库存需求。随着实训推动导弹消耗增长以及随着实训推动导弹消耗增长以及现代高技术战斗装备推动导弹的更新换代,弹载相控阵雷达的渗透率也现代高技术战斗装备推动导弹的更新换代,弹载相控阵雷达的渗透率也有望有望快速提升。快速提升。 2.3、舰载:舰载:已是已是“中华神盾舰”的标“中华神盾舰”的标配配 舰载相控阵雷达是“中华神盾舰”的标准配置。舰载相控阵雷达是“中华神盾舰”的标准配置。 “海之星”雷达系统即在我海军 052C、052D 装载雷达基础之上研制的舰载相控阵雷达,而后这套系统也被移植到 055 型大型驱逐

62、舰和航母之上。目前,这款雷达技术非常成熟,可靠性、安全性、抗毁伤能力强,是所谓“中华神盾舰”的标准配置9。 图表图表 25 中华神盾“海之星”雷达的成功研制助力中国海军驶向深蓝中华神盾“海之星”雷达的成功研制助力中国海军驶向深蓝 资料来源:李杰等凝设计之力,塑重器之美专访中国电子科技集团有限公司首席专家 6 陈潜等相控阵雷达导引头技术现状及发展趋势 7 樊会涛等相控阵制导技术发展现状及展望 8 王雪梅等导弹导引头相控阵天线发展现状与校准技术 9 国防时报 “海之星”雷达: “中华神盾舰”标配 21 2.4、星载:星载:随我国随我国空间基础设施体系的完善持续渗透空间基础设施体系的完善持续渗透 在

63、我国在我国高分三号系列卫星及高分十二号卫星均搭载了有源相控阵雷达。高分三号系列卫星及高分十二号卫星均搭载了有源相控阵雷达。高分辨率对地观测系统工程是国家中长期科学和技术发展规划纲要(20062020 年) 确定的 16 个重大专项之一,由国防科工局、总装备部牵头实施。我国高分系列卫星种类包含光学卫星及雷达卫星,且其中高分十二号 02 星及高分三号系列卫星均搭载了有源相控阵天线,均由中国电科 14所研制,天线各项功能、性能均达到国际先进水平。 图表图表 26 我国高分系列卫星发射节奏及卫星类型统计我国高分系列卫星发射节奏及卫星类型统计 名称名称 发射时间发射时间 卫星类型卫星类型 承制单位承制单

64、位 高分一号高分一号 2013.4.26 光学遥感卫星 - 高分二号高分二号 2014.8.19 光学遥感卫星 - 高分八号高分八号 2015.6.26 光学遥感卫星 航天五院和八院 高分九号高分九号 2015.9.14 光学遥感卫星 航天五院 高分四号高分四号 2016.6.13 光学遥感卫星 航天五院 高分三号高分三号 2016.8.10 合成孔径雷达合成孔径雷达(SAR)卫星卫星 航天五院航天五院 高分一号高分一号 02/03/04 星星 - - - 高分五号高分五号 2018.5.9 光学遥感卫星 - 高分六号高分六号 2018.6.2 光学遥感卫星 航天五院 高分十一号高分十一号 2

65、018.7.31 光学遥感卫星 航天五院 高分七号高分七号 2019.11.3 光学遥感卫星 航天五院航天五院 高分十二号高分十二号 2019.11.28 微波遥感卫星微波遥感卫星 - 高分九号高分九号 02 星星 2020.5.31 光学遥感卫星 - 高分九号高分九号 03 星星 2020.6.17 光学遥感卫星 - 高分九号高分九号 04 星星 2020.8.6 光学遥感卫星 - 高分九号高分九号 05 星星 2020.8.23 光学遥感卫星 - 高分十一号高分十一号 02 星星 2020.9.7 光学遥感卫星 航天五院 高分十三号高分十三号 2020.10.12 光学遥感卫星 - 高分十

66、四号高分十四号 2020.12.6 光学遥感卫星 航天八院 高分十二号高分十二号 02 星星 2021.3.31 - 高分五号高分五号 02 星星 2021.9.7 高光谱卫星 - 高分十一号高分十一号 03 星星 2021.11.20 合成孔径雷达(SAR)卫星 - 高分三号高分三号 02 星星 2021.11.23 合成孔径雷达(合成孔径雷达(SAR)卫星)卫星 航天五院航天五院 高分三号高分三号 03 星星 2022.4.7 合成孔径雷达(合成孔径雷达(SAR)卫星)卫星 航天五院航天五院 资料来源:华创证券整理 北斗北斗三号也三号也均均装载了相控阵天线装载了相控阵天线,是北斗星座星间链

67、路的核心设备,是北斗星座星间链路的核心设备。北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统,于 2020 年 6 月 23 日北斗全球系统组网完成。在北斗系列卫星中,北斗三号也采用了相控阵技术。北斗三号某星间链路相控阵天线是我国北斗星座星间链路的核心设备,被称为太空中的“高精度标尺” ,可以实现精确的“握手” ,在进行信息交互的同时,可以精密测量出对方的位置精度,保障导航星座的精确在轨自主运行。 22 图表图表 27 九天微星发布新一代星载多波束相控阵天线九天微星发布新一代星载多波束相控阵天线 图表图表 28 高分十二号高分十二号 02 星的有源相控阵天线由中国电科星的有源相控阵天线由中国电

68、科14 所研制所研制 资料来源:李靖卫星通信中相控阵天线的应用及展望 资料来源:中电国睿有限公司官网 我国的十四五规划和 2035 远景目标中再次明确提出要“打造全球覆盖、高效运行的通信、导航、遥感空间基础设施体系” 。目前有关导航计划的北斗卫星群已组网完成,而有关遥感系统的高分辨率对地观测系统(CHEOS),也在持续部署高分卫星,除此之外,“风云”气象卫星系列也在持续扩容。有源相控阵雷达有望伴随我国通信、导航、遥感有源相控阵雷达有望伴随我国通信、导航、遥感空间基础设施体系的不断完善持续渗透。空间基础设施体系的不断完善持续渗透。 2.5、地面:地面:地面站地面站/终端终端/车载台未来渗透空间大

69、车载台未来渗透空间大 早在早在 1964 年我国就开展了地面相控阵雷达的研究年我国就开展了地面相控阵雷达的研究。7010雷达 1972年开始小面阵天线的安装和调试,安装在北京以北几百千米海拔 1600 米的黄羊山上。1976 年进行全面阵天线的安装、调试,并投入运转,同年成功完成对“东风”4 导弹的全程监控任务。1977年正式投入使用。1977 年以后 7010 雷达多次完成中国导弹、卫星观测任务。特别是可以为 110 雷达提供目标指示,共同组成测量网10。 图表图表 29 处于值班状态的处于值班状态的 7010 雷达雷达 资料来源:野草. 默默无闻的640工程(下)J. 坦克装甲车辆, 20

70、22年10期. 10野草. 默默无闻的 640工程(下)J. 坦克装甲车辆, 2022年 10期. 23 地面站具有多种形态分类。地面站具有多种形态分类。地面站是地面与太空的“桥梁”,可以按照站址是否固定、G/T 值大小、信号特征以及业务类型进行分类。根据站址是否固定,可以将地面站分为固定站、移动站(动中通车载站、船载站、机载站)及可拆卸站(静中通车载站便携站、背负站) ;根据地面站品质因数 G/T(天线增益/噪声温度) ,可分为大型站(国际通信) 、中型站(大城市、大企业)及小型站(小企业及个人) ;根据业务性质,地面站可以分为用来遥测卫星参数和控制卫星姿态的遥测跟踪站、用来进行通信业务传输

71、的通信业务站、用来监视转发器及地面站通信系统的通信参数测量站。 图表图表 30 我国自主研发的我国自主研发的 JY-26 相控阵雷达相控阵雷达 图表图表 31 14 所研制所研制的的反隐身功能相控阵雷达反隐身功能相控阵雷达 资料来源:科普中国 资料来源:中央广电总台国际在线 地面地面移动终端移动终端及平台及平台同样需要相控阵天线,成本降低是商业化及规模化的关键。同样需要相控阵天线,成本降低是商业化及规模化的关键。地面的用户终端设备主要分为手持终端(卫星电话)和移动终端(车载、船载、机载终端)等,由射频芯片、基带芯片、调制解调器及功率放大器等核心组件构成。如果对于 Ku、Ka等频段的卫星围绕地球

72、做高速相对运动,那么地面固定类的终端也需要配置伺服跟踪系统以具备跟踪指向能力。而对于移动终端而言,必须通过跨星切换,同时与 2 颗卫星建立链路,才能保证地面终端的不间断通信。从技术实现上看,抛物面双天线设备的体积和质量较大,而相控阵天线体积小、能够实现波束指向的快速变化,具有明显优势。 (三)(三)民用:卫星互联网制造先行,打开相控阵雷达增量市场民用:卫星互联网制造先行,打开相控阵雷达增量市场 历经三阶段迭代升级,低轨卫星互联网的技术能力完善,卫星互联网具有不可替代的覆盖优势,是 5G 之补充,6G 之初探。轨道与频段资源的稀缺性日益凸显,各国布局脚步加快。 卫星组网制造先行,卫星制造亦是价值

73、分布最为密集的环节。相控阵天线可通过调幅调相实现波数在卫星覆盖视场任意可调,灵活性及精准性显著提高,海外多个低轨卫星计划均采用了相控阵天线技术。T/R 芯片作为卫星载荷系统中天线分系统的重要组成,也是核心利润环节,将直接受益卫星互联网组网起量,打开相控阵雷达民用增量市场。 1、低轨卫星互联网低轨卫星互联网具有不可替代的覆盖优势具有不可替代的覆盖优势,是各国跑马圈地的战场是各国跑马圈地的战场 卫星互联网的卫星互联网的发展探索发展探索始于始于 20 世纪世纪 80 年代末期,至今经过了三阶段的迭代升级。年代末期,至今经过了三阶段的迭代升级。从服务内容上看,卫星互联网由传统中低速话音、数据、窄带物联

74、网服务为主的星座系统,迭代成为可提供高速率、低延时、容纳海量互联网数据服务的宽带星座系统;从市场定 24 位上看,由最初与地面通信系统的竞争替代,逐步转变为相互补充、竞合协同关系;从技术上看,高通量趋势下,新一代卫星互联网采用 Ku、Ka、V 等较高频段,且平台技术逐步成熟,通过定制化、规模化、集成化的生产方式显著降低卫星制造成本;从建设主体上看,前二代卫星互联网主要参与者为摩托罗拉等电信企业,在新一代卫星互联网的建设中,SpaceX、OneWeb 等高科技企业纷纷入局,电信运营商也由竞争对手转变成为产业链中的重要合作伙伴。 图表图表 32 卫星互联网经历了由移动通信星座向高通量宽带通信星座的

75、演化卫星互联网经历了由移动通信星座向高通量宽带通信星座的演化 资料来源:肖永伟等低轨通信星座发展的思考 ,华创证券 发展至今,新一代卫星互联网星座已具有明确定义,即由数百甚至上千/万颗运行在低地球轨道(LEO)的小型卫星构成,能够提供宽带互联网接入服务的通信卫星星座。 新一代卫星互联网相比于地面通信系统,其优势在于: 覆盖范围广覆盖范围广:目前,地面网络只覆盖陆地面积的 20%、地球表面的 5%,卫星互联网容量大、不受地域影响,可实现全球无缝覆盖,解决偏远地区、海上、空中用户的互联网服务需求;建设成本低建设成本低:相比于地面 5G 基础设施及海洋光纤光缆建设,卫星互联网组网成本更低,且随着研制

76、集成化、标准化、平台化技术的持续推进,未来卫星制造及发射成本将持续下降;时延媲美时延媲美 5G:5G 典型端到端时延为 5-10ms 左右,低轨卫星距离地表较近,按最高 3000km高度计算,时延约 20ms,相比传统高轨卫星的时延有显著降低;高带宽高带宽:高通量技术的成熟可有效提升单星容量,降低单位带宽成本,打开下游应用蓝海。 卫星互联网补足卫星互联网补足 5G 低密度用户接入场景,与低密度用户接入场景,与 5G 优势互补。优势互补。对于城市用户而言,5G 通信低资费、大带宽、小体积终端的优势仍然十分明显,卫星互联网并不能进行替代,但针对偏远地区的用户、飞机/船舶上的乘客、野外科考队员,或对

77、于开矿、油气/天然气开采、货运交通跟踪、环境监测等场景而言,卫星互联网的全球覆盖的能力及成本优势不容小觑。低轨卫星通信面向特定区域、用户群的应用市场前景广阔,尤其在 5G 时代仍然存在数字鸿沟,卫星互联网是能够提供全面覆盖服务的低成本工具。 卫星互联网具有不可替代的覆盖优势,是卫星互联网具有不可替代的覆盖优势,是 5G 之补充,之补充,6G 之初探。之初探。传统提供话音服务的移动通信星座与地面通信系统存在竞争关系,最终因前期投入成本高、收入回报较低等原因宣告失败。目前高速发展的宽带低轨卫星星座具有高带宽、覆盖范围广、建设成本低、时延较高轨卫星明显优化等优势,可有效弥合 5G 时代的数字鸿沟,针

78、对偏远地 25 区、飞机/船舶、野外科考、油气/天然气开采、货运交通跟踪、环境监测等场景有巨大的应用发展空间。ITU 提出了中继到站、小区回传、动中通、混合多波四种卫星互联网与 5G 融合应用场景,而在 6G 时代,将实现地面移动与卫星移动通信标准制式、终端、网络架构等多方融合,建立空、天、地、海泛在的移动通信网络。 图表图表 33 卫星互联网与卫星互联网与 5G融合的低轨星座网络架构示意图融合的低轨星座网络架构示意图 资料来源:肖永伟等低轨通信星座发展的思考 ,华创证券 在传统卫星通信中,较常用的频段为在传统卫星通信中,较常用的频段为 C(4-8GHz)及)及 Ku(12-18GHz)频段。

79、)频段。C频段是最先在商业通信卫星中被使用的频段,频率及增益都较低,对应天线的口径更大,传播条件相对稳定,几乎不会受到雨衰的影响,主要用于卫星固定通信、电视广播等业务;Ku 频段频率较高、对应天线口径更小,天线增益也较高,用于卫星固定通信及卫星直播等业务,尤其可以在动中通、静中通等场景中发挥优势。 Ka 频段可用频带带宽更大,是实现多种新业务的重要频段。频段可用频带带宽更大,是实现多种新业务的重要频段。更高的频率对应更高的可用带宽及更大卫星的容量,Ka 频段范围为 26.5-40GHz,最重要的特点为频段较宽,其可用带宽高达 3500MHz。Ka 频段是当前高通量卫星首选的频段,且在相同天线尺

80、寸下,与 Ku 频段相比可以获得更好的指向性及增益,在高速卫星通信、卫星新闻采集、个人卫星通信等新兴业务有明显优势。但 Ka 频段的波长与雨滴直径接近,雨衰很大。 宽带需求资源水涨船高,宽带需求资源水涨船高,Ka 频段日益拥挤,更高频率的频段日益拥挤,更高频率的 Q/V 频段成为新方向。频段成为新方向。L、S频段主要用于卫星移动通信,C、Ku 频段主要用于卫星固定业务通信,高通量通信卫星工作多集中于 Ka 频段。目前,在轨静止轨道(GSO)C 频段卫星数量日渐饱和,Ku、Ka 频段卫星也较拥挤,有向 Q、V 等更高频段发展的趋势。Q/V 频段卫星波数小、点对点连接性能更优,且能够提供更广泛的用

81、户链路带宽资源,在新一代低轨卫星互联网组网计划中,三星、波音均计划采用 V频段。 图表图表 34 常见频段的频率范围、常见频段的频率范围、可用带宽及业务场景可用带宽及业务场景 频段标号频段标号 频段范围 卫星可用带宽 业务场景 L 1-2GHz 15M 移动通信 S 2-4GHz 70MHz 移动通信 C 4-8GHz 500-800MHz 固定通信、电视广播 Ku 12-18GHz 500-1000MHz 固定通信、直播 Ka 26.5-40GHz 3500MHz 宽带接入 Q 33-50GHz 5GHz 宽带接入 26 V 40-75GHz 5GHz 宽带接入 资料来源:中国科学技术协会新

82、科技知识干部读本,物联网智库,华创证券 轨道与频段资源的稀缺性日益凸显,是各国跑马圈地的战场。轨道与频段资源的稀缺性日益凸显,是各国跑马圈地的战场。地球近地轨道可容纳 6 万颗卫星,Ku、Ka 频段也逐渐饱和。根据国际电信联盟 ITU 规定,卫星频率及轨道使用权采用“先登先占”的竞争方式获取,同时,如果发射的卫星寿命到期,可以重新发射进行补充,造成“先占永得”的局面。轨道及频率是不可再生的战略资源,亦是卫星互联网组网建设的瓶颈环节。 卫星互联网布局脚步加快,众多资本势力纷纷加入角逐。卫星互联网布局脚步加快,众多资本势力纷纷加入角逐。2020 年 7 月 31 日,美国联邦通信委员会(FCC)批

83、准了亚马逊公司的柯伊伯(Kuiper)星座计划,该计划需要将3236 颗卫星送入轨道,不过截止目前该计划尚未公布执行卫星发射服务的提供商。随着卫星制造与发射成本的不断降低,结合前几年一些企业卫星发射试错阶段积累的经验,如今卫星互联网产业的布局脚步已大大加快,现有企业的技术突破与新竞争对手的不断涌入,推动卫星互联网产业链上中下游的不断进步,目前业界与资方对互联网卫星的前景一致看好,一旦卫星互联网星座计划实现全球组网并实现全面运营,用户规模与市场将十分庞大。 图表图表 35 四大典型星座参数对比四大典型星座参数对比 星座计划星座计划 O3b StarLink Telesat OneWeb 阶段 一

84、阶段 二阶段 三阶段 一阶段 二阶段 三阶段 数量 42 1584 2825 7518 117 648 720 1280 轨道高度 8062 1150 1110/1130/ 1275/1325 340 1248/1000 1200 1200 更高中地球轨道 轨道类型 中轨 MEO LEO LEO VLEO LEO LEO LEO MEO 频段 Ka Ka/Ku Ka/Ku V Ka Ku/Ka V V 有效载荷 12副 Ka频段天线,透明转发,12个65W行波管放大器 4 套相控阵天线系统套相控阵天线系统 四条星间链路、两个推进器和多个相控多个相控阵天线阵天线 2副 Ku频段、2副 Ka频段的

85、关口站天线以及 2副全向测控天线 关口站 - 美国 200以上 (一阶段 26个 Ka关口站) - 70余个 关口站天线数量 - 8 副馈电天线 馈电链路速率 21.46Gbps 多个 3.5m天线 10副以上口径大于 3.4米的天线,可同时服务 10余颗卫星 时延(ms) 140-150 2030 3050ms 2030 单星容量 单星 12Gbit/s,总容量 10Tbit/s 总容量 810Tbit/s;单用户链路最高1Gbit/s,单星 1723Gbit/s下行容量 总容量几 Tbit/s,单条链路超 1Gbit/s 单星容量超过 8Gbit/s,总容量5.4Tbit/s,单用户上行

86、400Mbit/s 接入速率(Mbit/s) 500 1000 1000 400 是否有星间链路 无 有,5Gbps 有 无 资料来源:左赛春等全球低地球轨道互联网卫星星座竞争格局与面临的挑战,梁晓莉等星链星座最新发展分析,华创证券整理 国家自上而下推动卫星互联网建设国家自上而下推动卫星互联网建设,小卫星发射需求呈现爆发式增长,小卫星发射需求呈现爆发式增长。2020 年 4 月,国家发改委首次明确“新基建”范围,卫星互联网与 5G、物联网、工业互联网一并列为通信网络基础设施。国家密集出台相关政策,坚定推进卫星互联网和天地一体化网络建设。从建设进程上看,我国星座组网初具雏形,国有企业牵头发起“鸿

87、雁星座”、“虹云工程”、“行云工程”等计划,民营企业也纷纷响应推动星座规模部署。中国航天科技集团有限公司八院科技委秘书长潘军在中国航天大会商业航天产业(国际)论坛上表示,保守估计,未来 5-10 年,我国商业小卫星的发射需求超 4000 颗,商业卫星制造的需求呈现爆发式增长。 27 2、卫星组网制造先行,上游元件是最先受益的细分领域卫星组网制造先行,上游元件是最先受益的细分领域 卫星互联网四大环节价值分布呈现金字塔结构,将根据组网节奏自上而下受益。卫星互联网四大环节价值分布呈现金字塔结构,将根据组网节奏自上而下受益。卫星互联网产业链主要包括卫星制造、火箭发射、地面设备及卫星运营四大环节。SIA

88、 发布的2019 State of the Satellite Industry显示,卫星产业链中卫星制造、卫星发射、地面设备和卫星运营占总市场规模的比例分别为 7%、2%、45%和 46%。卫星制造处于产业链的上游,国内外的成熟企业均较少,技术壁垒较高,掌握核心技术并已经获得市场空间的企业具有先发优势。火箭发射环节目前主要由“国家队”引导,运载及发射能力位居世界前列,“一箭多星”技术成熟有望推动高密度组网降本增效。地面设备及卫星运营属于中下游环节,地面设备市场容量较大,民营参与者数量可观,收入体量及利润空间大,弹性充足。随着产业链技术及组网的成熟,下游应用逐步爆发,卫星运营及服务市场也将随之

89、打开,迎来全新机遇。 图表图表 36 卫星互联网产业链包括四大环卫星互联网产业链包括四大环节节 资料来源:华创证券整理 图表图表 37 卫星产业链各环节市场规模占比卫星产业链各环节市场规模占比 图表图表 38 世界卫星通信产业链价值世界卫星通信产业链价值“金字塔金字塔”模型模型 资料来源:SIA2019,华创证券 资料来源:黄普明等通联天地-卫星通信知识问答 ,华创证券 卫星组网,制造先行,上游核心元器件是最先受益的细分领域。卫星组网,制造先行,上游核心元器件是最先受益的细分领域。卫星制造与火箭发射处于产业链的最上游,是组网前期的先行环节,也是最先受益发射增量的板块。目前卫星总装制造的企业呈现

90、出“国家队领航,民营企业迅速成长”的态势,卫星制造主力为国营单位,民营企业聚焦微小卫星成长迅速。目前主要负责卫星整体设计及总装主要由中国卫星、中国航天科技集团、中国航天科工集团领航。天仪研究院、行云、银河航天、九天微星等专注微小卫星研发制造民营企业成长迅速,是推动商业航天发展的重要力量。卫星制造卫星发射地面设备卫星运营 28 民营企业在分系统及零部件领域的技术实力不容小觑。在卫星各分系统的设计研发上,已有众多上市公司储备了较强的技术能力。 我国通信卫星的主要包括我国通信卫星的主要包括卫星平台卫星平台和和有效载荷有效载荷两部分:两部分:卫星平台具有通用性,其目的是为有效载荷的正常工作提供支持保障

91、,具体包括结构分系统、热控分系统、姿态与轨道分系统、推进分系统、测控分系统及数据管理分系统;卫星载荷根据卫星种类及功能不同存在差异,通信卫星的有效载荷一般由天线分系统及转发器分系统构成。对于跟踪与数据中继卫星,有效载荷还包括捕获跟踪分系统,主要要用控制星间链路天线的指向,建立地面站与用户之间的通信链路。 图表图表 39 我国通信卫星我国通信卫星包含若干个分系统包含若干个分系统 资料来源:Daniel Minoli等卫星通信系统与技术创新 ,华创证券整理 相控阵天线优势明显,是通信卫星重要的组成部分相控阵天线优势明显,是通信卫星重要的组成部分。可移动点波数的卫星一般基于相控阵天线实现,不同于传统

92、透固定天线,相控阵天线可通过调幅调相实现波数在卫星覆盖视场任意可调,灵活性及精准性显著提高。卫星上的相控阵天线由数千个微小、紧凑的小天线及电子调控平板构成,内部由天线阵面、移相器、馈线网络、相应的控制电路等组成,具有厚度薄、轮廓低、可靠性高、增益大等特性。 低成本化加速规模商用进度低成本化加速规模商用进度,海外多个低轨卫星互联网采用相控阵天线,海外多个低轨卫星互联网采用相控阵天线。毫米波相控阵芯片是相控阵天线的重要组成环节,占据整星较大价值体量。低成本化推动相控阵芯片在卫星通信领域快速推广,海外多个低轨卫星互联网项目采用相控阵天线。在铱星系统中,其星载主任务天线采用 3 个有源相控阵板,提供卫

93、星到地面用户的 L 频段链路,每个有源相控阵由 106 个阵元和 T/,以及波束形成网络组成,每个 T/组件有一个 5 bit移相器和一个 6 bit衰减器。StarLink 单星上配备了 4块相控阵平板天线。 29 图表图表 40 StarLink单星上的单星上的 4 块相控阵平板天线块相控阵平板天线 图表图表 41 铱星系统的星载主任务天线采用铱星系统的星载主任务天线采用 3 个有源相控个有源相控阵板阵板 资料来源:刘帅军等StarLink卫星/终端天线及星地链路协议探讨 资料来源:李靖等卫星通信中相控阵天线的应用及展望 30 三、三、铖昌科技:铖昌科技:军品民品共振军品民品共振,射频射频

94、芯片新锐份额进击在即芯片新锐份额进击在即 (一)(一)技术领先、团队稳定,厚积薄发铸就赛道黑马技术领先、团队稳定,厚积薄发铸就赛道黑马 铖昌科技定位高度聚焦,核心产品为相控阵雷达最核心元器件铖昌科技定位高度聚焦,核心产品为相控阵雷达最核心元器件-相控阵相控阵 T/R 芯片。芯片。目前已拥有可覆盖 L 波段至 W 波段的各类相控阵 T/R 芯片产品,产品主要包含功率放大器芯片、低噪声放大器芯片、模拟波束赋形芯片及相控阵用无源器件等,是国内少数能够提供相控阵 T/R 芯片完整解决方案的企业之一。基于在星载相控阵雷达领域的技术积累,公司积极拓展产品应用领域,目前产品已批量列装至地面、车载、舰载相控阵

95、雷达等领域。 公司被认定为“高新技术企业” ,并获得多项荣誉。公司被认定为“高新技术企业” ,并获得多项荣誉。于 2016 年承建浙江省重点企业研究院,2018 年公司的相控阵 T/R 芯片被评为浙江省优秀工业产品,2018 年获评浙江省科技型中小企业,2019 年获评浙江省重点实验室、浙江省“隐形冠军”企业,2020 年获评国家专精特新“小巨人”企业。 上市公司和而泰为控股股东(上市后持股比例为上市公司和而泰为控股股东(上市后持股比例为 47.22%) 。) 。铖昌有限于 2016 年 8 月 24日与浙江大学签订了技术转让合同 ,约定浙江大学将模拟相控阵 T/R 套片设计技术转让予公司。2

96、018 年 4 月 18 日,丁文桓、鑫核投资及郁发新与和而泰签署了股权收购协议 ,股权转让完成后和而泰取得铖昌有限控股权,成为铖昌有限的控股股东,公司上市摊薄后和而泰持股比例为 47.22%。 图表图表 42 公司股权结构图公司股权结构图 资料来源:wind,华创证券 核心团队稳定,员工持股绑定核心利益。核心团队稳定,员工持股绑定核心利益。截至 2021 年 12 月 31 日,公司拥有专业技术人员 70 人,占公司人员总数比例为 45.16%。其中,博士及以上学历 7人,硕士学历 18人,硕士及以上学历约占技术团队总人数的 35.71%。公司与研发人员均签订了员工保密协议 ,制定了一系列的

97、保密制度,同时公司建立了股权激励制,核心研发人员均参与公司员工持股平台计划,保障重视关键管理人员、核心技术人员及骨干员工的稳定性。 31 (二)(二)定位聚焦,核心产品为微波毫米波模拟相控阵定位聚焦,核心产品为微波毫米波模拟相控阵 T/R 芯片芯片 公司主要产品相控阵公司主要产品相控阵 T/R 芯片是相控阵雷达最核心的元器件。芯片是相控阵雷达最核心的元器件。位于军工雷达产业链的上游,在军工产业链中属于三级配套供应商,下游客户主要为军用或民用雷达生产研制单位。T/R 芯片被集成在 T/R 组件中,负责信号的发射和接收并控制信号的幅度和相位,从而完成雷达的波束赋形和波束扫描,其指标直接影响雷达天线

98、的指标,对雷达整机的性能起到至关重要的作用。 1) 从功能侧看,主要产品可分为放大器类芯片、幅相控制类芯片和无源类芯片放大器类芯片、幅相控制类芯片和无源类芯片三类,产品定制化程度较高,具备低功耗、高效率、低成本、高集成度等特点。 图表图表 43 公司主要产品可分为放大器类芯片、幅相控制类芯片和无源类芯片三类公司主要产品可分为放大器类芯片、幅相控制类芯片和无源类芯片三类 芯片种类芯片种类 具体产品具体产品 工艺工艺 优势优势 放大类芯片 低噪声放大器芯片、功率放大器芯片、收发多功能芯片 GaAs、GaN 宽禁带、高电子迁移率、高压高功率密度 幅相控制类芯片 数控移相器芯片、数控衰减器芯片、数控延

99、时器芯片、模拟波束赋形芯片 GaAs和硅基 GaAs 工艺芯片产品在功率容量、功率附加效率、噪声系数等指标上具备优势;硅基工艺芯片产品则在集成度、低功耗和量产成本方面具备显著优势。 无源类芯片 开关芯片、功分器芯片、限幅器芯片 - 尺寸小、插损低 资料来源:铖昌科技招股说明书,华创证券整理 2) 从工艺侧看,公司主要向市场提供基于 GaN、GaAs 和硅基和硅基工艺的系列化产品; 3) 从频率上看,公司产品可覆盖 L波段至 W 波段; 4) 从应用领域看,军品中公司产品已在星载、机载、舰载、车载和地面相控阵雷达星载、机载、舰载、车载和地面相控阵雷达中列装,亦可应用至民用领域,如卫星互联网、卫星

100、互联网、5G毫米波通信毫米波通信等。 公司产品销售通常以芯片组的形式销售。公司产品销售通常以芯片组的形式销售。相控阵 T/R 芯片通常不单独销售,而是将多个不同功能的芯片以组合形式销售,构成相控阵系统中的一个功能模块,以实现信号发射、接收及幅度和相位的调整。 图表图表 44 公司销售的典型芯片组合公司销售的典型芯片组合 芯片组合芯片组合 具体构成具体构成 功能及优势功能及优势 适用范围适用范围 下游应用下游应用 GaAs 相控阵相控阵 T/R 芯片组芯片组 GaAs幅相多功能芯片、GaAs 功率放大器芯片、GaAs低噪声放大器芯片、GaAs限幅器芯片 GaAs幅相多功能芯片内部集成驱动放大、移

101、相、衰减、串并转换和电源调制等功能 中低功率、高效率、高可靠性 星载相控阵雷达 GaN 相控阵相控阵 T/R芯片组芯片组 GaN功率放大器芯片、GaAs幅相多功能芯片、GaAs低噪声放大器芯片、GaAs限幅器芯片 GaAs幅相多功能芯片内部集成驱动放大、移相、衰减、串并转换和电源调制等功能 大功率相控阵雷达 地面相控阵雷达 GaAs 两片式单通两片式单通道道 T/R 芯片组芯片组 GaAs幅相多功能芯片和 GaAs 收发多功能芯片 GaAs幅相多功能芯片内部集成驱动放大、移相、衰减、延时、串并转换和电源调制等功能,GaAs 收发多功能芯片内部集成收发驱动放大和收发开关等功能 中低功率、高集成、

102、低成本 机载、地面相控阵雷达 硅基单片式多通道硅基单片式多通道相控阵相控阵 T/R芯片芯片 硅基单片式多通道相控阵 T/R 芯片(四通道、十六通道) 每通道集成收发驱动放大、移相、衰减、串并转换和电源调制等功能 低功率、高集成、低成本 星载、地面相控阵雷达 资料来源:铖昌科技招股说明书,华创证券整理 32 (三)(三)星载为基,多下游拓展保障成长确定性星载为基,多下游拓展保障成长确定性 公司营收公司营收随产品的规模应用稳步上升。随产品的规模应用稳步上升。公司产品销售主要是面向星载相控阵雷达的 T/R芯片系列产品,2017 年成功推出星载相控阵 T/R芯片,在某型号卫星中已实现大规模应用,202

103、1 年度地面产品 D 套片应用于某型号大型相控阵探测雷达。近几年公司营业收入随产品在多个下游的放量稳步增长。公司经营业绩具有一定的季节性波动,主要原因系军工客户的投资审批决策和管理流程都有较强的计划性,整体而言,公司收入集中在第二、第四季度,符合军工行业特征。 以星载为基,多个下游在研项目放量在即。以星载为基,多个下游在研项目放量在即。基于在星载相控阵雷达领域的技术积累,公司积极拓展产品应用领域,目前产品已批量列装至地面、车载、舰载相控阵雷达等领域。根据招股说明书的披露,公司有 3 个在研项目类对应 20 余个在研子项目,分别为 D711(星载领域) 、D751(大型陆基、车载雷达)及 D76

104、1(针对舰载及机载雷达) ,公司的产品矩阵逐渐丰富,在其他领域的产品也在加速放量,我们预计未来星载领域的产品占比将进一步下滑,地面等其他领域业务的占比将逐渐提高。 图表图表 45 2016-2022Q1 公司营业收入及同比增速(单公司营业收入及同比增速(单位:百万元)位:百万元) 图表图表 46 2019-2021 年公司各项业务占比年公司各项业务占比 资料来源:wind,华创证券 资料来源:wind,华创证券 公司公司过去过去毛利率较为稳定毛利率较为稳定,随良率提升产品毛利率有上行空间,随良率提升产品毛利率有上行空间。2019-2021 年公司相控阵 T/R 芯片的毛利率分别为 76.67%

105、/76.46%/79.07%,毛利率水平较高,主要系:1)公司下游为军工客户,军工产品集成度高、结构复杂、性能参数指标严苛,研发期较长、前期投入较大,故军工行业普遍毛利率水平较高;2)公司产品定制化属性明显,为非规模化的通用商品。同时我们认为,公司未来产品毛利率仍有上行空间,主要系:1)规模效应带来成本端的再改善;2)工艺水平完善带来良率提升。 产品结构或对综合毛利率产生波动。产品结构或对综合毛利率产生波动。目前公司相控阵 T/R 芯片核心产品以星载为主,星载产品需满足宇航级要求,有更高一致性和稳定性要求,售价及毛利水平较高。但其实不同下游领域对应的产品毛利率存在一定差异,如地面低慢小目标探测

106、雷达,功率指标、抗辐照要求等远低于星载产品,单位售价也较低,毛利率水平也比星载产品更低。随未来公司地面等其他产品下游业务起量,产品结构会对综合毛利率造成部分影响。 0.0050.00100.00150.00200.00250.00300.00350.000500200022Q1营业总收入同比(%)0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%201920202021星载地面机载车载舰载技术服务 33 图表图表 47 2018-2022Q1 公司毛利率水平公司毛利率水平 图表图表 48 2019-2021 年公

107、司各项业务毛利率水平(年公司各项业务毛利率水平(%) 资料来源:wind,华创证券 资料来源:wind,华创证券 利润受股份支付费用及退税影响较大利润受股份支付费用及退税影响较大。利润受到股份支付费用及军品增值税退税影响有所波动。如 2020 年公司引入员工持股平台确认股份支付费用 0.52 亿元,2021 年公司因军品增值税退税增加其他收益 0.33亿元,对公司利润率影响较大。 图表图表 49 2016-2022Q1 公司归母净利润及同比增速(单公司归母净利润及同比增速(单位:百万元)位:百万元) 图表图表 50 2018-2022Q1 公司净利率水平公司净利率水平 资料来源:wind,华创

108、证券 资料来源:wind,华创证券 404550556065707580200212022Q1销售毛利率(%)00708090201920202021星载地面机载车载舰载-100.000.00100.00200.00300.00400.00500.00600.000204060800200212022Q1归属母公司股东的净利润同比(%)007080200212022Q1销售净利率(%) 34 (四)(四)实现实现份额进击的“三把剑”份额进击的

109、“三把剑” :先发优势、技术储备及服务能力:先发优势、技术储备及服务能力 1、核心竞争力核心竞争力一一:相控阵:相控阵 T/R 芯片市场较为封闭,公司先发优势明显芯片市场较为封闭,公司先发优势明显 客户对供应商存在一定技术路径依赖,有较强的粘性特征。客户对供应商存在一定技术路径依赖,有较强的粘性特征。公司主要客户为军工部门、军工集团及下属单位等,对企业有较高的技术和资质要求,对产品具有严格的遴选或许可制度,产品一旦定型,即具有较强的路径依赖性,更换供应商的程序复杂,成本较高。所以对于已定型装备,由于军用相控阵 T/R 芯片具有定制化特点,在不同应用场景下,对芯片的性能指标要求各不相同,一旦装备

110、定型量产,基于整个设备体系的安全可靠性、技术状态稳定性、一致性等考虑,最终用户一般不会更换其主要装备及其核心配套产品供应商。 对于已定型装备的相控阵对于已定型装备的相控阵 T/R 芯片,公司被替代风险较低。芯片,公司被替代风险较低。目前国内天线生产商主要为 A01单位、A02 单位、B01 单位等,公司与主要客户 A01 客户销售的主要产品为星载相控阵 T/R 套片,装载于某型号系列卫星的相控阵雷达中。此外,2021 年度,公司已为A01 客户 2 个新型号的卫星进行批量供货;为 B01 客户的某型号卫星批量供货;为 D02客户的某大型地面雷达批量供货;为 E01 客户的某地面雷达批量供货。因

111、此,公司在未来较长一段时间内能够保持对既有客户的供货持续性。 图表图表 51 公司主要客户销售收入及其占比公司主要客户销售收入及其占比 2021 年度年度 2020 年度年度 公司名称公司名称 主营业务收入主营业务收入 (万元)(万元) 占当期主营业占当期主营业 务收入比例务收入比例 公司名称公司名称 主营业务收入主营业务收入 (万元)(万元) 占当期主营业占当期主营业 务收入比例务收入比例 A客户 A01单位 8324.2 39.46% A客户 A01单位 13712.24 78.40% B客户 B01单位 7777.53 36.87% A客户 A02单位 582.48 3.33% E 客户

112、 E01单位 2332.74 11.06% B客户 B01单位 1023.44 5.85% N客户 980 4.65% M 客户 765 4.37% 北京麦克斯韦科技有限公司 459.07 2.18% J客户 685 3.92% M 客户 413.8 1.96% C客户 C01单位 233.76 1.34% D客户 D02单位 406.51 1.93% D客户 D01单位 131.22 0.75% 资料来源:公司招股说明书,华创证券 在竞争型号升级项目时在竞争型号升级项目时,公司存在一定的公司存在一定的先发优势明显。先发优势明显。当已定型型号装备需升级时,其配套元器件也将面临升级,公司仍将面临

113、市场化竞争。基于上一代产品成功应用的技术积累和经验积累,公司竞争型号升级项目具备一定的先发优势。如,对于某型号卫星升级项目,公司已于 2020 年 8 月通过招投标获得该预研项目,目前已完成该预研项目验收,进入初样验证阶段。 2、核心竞争力核心竞争力二二:沉淀核心技术十余年,产品达国际先进水平沉淀核心技术十余年,产品达国际先进水平 经过十余年深耕,公司形成了多项核心技术。经过十余年深耕,公司形成了多项核心技术。公司突破了相控阵 T/R 芯片在性能、体积、成本等问题上面临的挑战,掌握了实现低功耗、高效率、低成本、高集成度的相控阵T/R 芯片的核心技术,形成多项经过客户使用验证的关键核心技术。截至

114、招股说明书签署日,公司拥有已获授权发明专利 14 项(其中,国防专利 3 项) ,另有软件著作权 12项,集成电路布图设计专有权 46 项,知识产权自主可控。公司 3 项国防专利为从浙江大学受让取得,受让专利不存在纠纷。 35 公公司司综合技术实力综合技术实力强劲,强劲,星载相控阵星载相控阵 T/R 芯片系列产品已达到了国际先进水平芯片系列产品已达到了国际先进水平。公司自成立以来,专注于相控阵 T/R 芯片设计开发,产品水平先进。公司已完成某型号组网卫星的多颗卫星配套相控阵 T/R 芯片的出货,产品已在卫星上稳定运行较长时间未出现异常问题。公司获得了卫星总装单位对公司星载产品的应用证明,对公司

115、产品高度评价:“该系列芯片的研制对卫星系统成功研制并达到指标要求意义重大,对加快我国星载大规模有源相控阵领域发展具有里程碑的作用” , “芯片的功率附加效率和接收功耗控制水平属国际领先” 。 公司研发费用绝对值逐年上升,与业务公司研发费用绝对值逐年上升,与业务开展进度开展进度相匹配。相匹配。从研发费用率的角度看,2019-2021 年公司研发费用率分别为 6.58%、15.47%及 14.12%,扣除股份支付费用后研发费用率分别为 6.58%、9.97%及 14.12%。2019 年及 2020 年公司研发费用率较低的原因主要系公司向军方提供的芯片研制技术服务是为了满足客户对特定芯片指标要求开

116、展的研制工作,项目完成后军方客户可能根据需求与公司签订相关产品量产合同,技术服务相关支出亦是公司研发体系的重要组成部分,但相关支出计入主营业务成本或当期存货。因此,研发费用未能反映公司全部研发相关投入。整体来看公司不断加大新产品和新技术研发投入,研发投入的绝对值持续上升,与公司的发展阶段及业务开展相匹配。 图表图表 52 公司公司 2018-2021 年研发费用(单位:万元)及年研发费用(单位:万元)及研发费用率研发费用率 图表图表 53 公司公司围绕产品功能设置研发中心组织架构围绕产品功能设置研发中心组织架构 资料来源:wind,华创证券 资料来源:招股说明书,华创证券 3、核心竞争力核心竞

117、争力三三:发挥民营优势,:发挥民营优势,强化服务能力及性价比强化服务能力及性价比 公司产品的服务能力强,能够高效满足客户公司产品的服务能力强,能够高效满足客户定制化需求。定制化需求。军用市场相控阵 T/R 芯片下游分散,定制化属性较强。公司能够快速、准确地理解客户需求并转化成产品要求,并制定了相应的新产品开发机制。同时,公司在内部决策、产品设计研发及生产组织管理等方面进行了不断优化,形成对客户需求的快速响应、快速反馈和快速解决的优势。 公司技术实力强劲,公司技术实力强劲,可通过技术手段保障可通过技术手段保障产品高可靠、低成本。产品高可靠、低成本。在相控阵天线生产成本中,T/R 芯片成本所占比重

118、最大,要考虑噪声系数、发射功率、幅相控制方式等多个性能指标要求,还要考虑加工集成等工艺和测试等低成本制造实现技术。公司自成立以来一直致力于推进相控阵 T/R 芯片的自主可控并打破高端射频芯片长期以来大规模应用面临的成本高企困局。公司通过高精度测试及模型修正、可靠性提升及试验验证等技术手段,公司所研制的芯片具有高性能、高集成度、高可靠性、低成本及高易用性等特点。 0%2%4%6%8%10%12%14%16%18%05001,0001,5002,0002,5003,0003,50020021研发费用研发费用率 36 四、四、盈利预测盈利预测 有源相控阵雷达替代传统机械雷达趋势

119、渐起,将充分享受“十四五”武器装备黄金大列装时期红利,在星、弹、机、舰、地面五大领域随新型号装备及原有型号技术升级加速渗透。 核心假设一:公司以星载为基,技术能力持续延伸至地面、机载、舰载、车载等领域。核心假设一:公司以星载为基,技术能力持续延伸至地面、机载、舰载、车载等领域。 1)在星载领域在星载领域:公司已经具有坚实的技术储备以及明显的先发优势,在已定型型号上客户关系稳固,在升级型号上也与依靠客户对技术路径的以来能够保持一定粘性,我们认为公司能够在未来较长一段时间内保持对既有客户供货的持续性,成长速度较为稳定; 我们预测公司 2022-2024年星载业务增速分别为 30%、28%、26%。

120、 2)在其他领域:在其他领域:公司不断强化多下游能力,如 2021年公司为 B01客户的某型号卫星批量供货;为 D02 客户的某大型地面雷达批量供货;为 E01 客户的某地面雷达批量供货,矩阵能力不断夯实。 根据在手订单情况看,有 3 个在研项目类对应 20 余个在研子项目,分别为 D711(星载领域) 、D751(大型陆基、车载雷达)及 D761(针对舰载及机载雷达) ,我们认为公司的产品矩阵将逐渐丰富,其他领域的产品未来将加速放量。 我们预测公司 2022-2024 年地面产品增速分别为 100%、95%、80%;机载产品增速分别为 100%、80%、60%;车载产品增速分别为 80%、6

121、5%、50%;舰载产品增速分别为80%、65%、50%。 图表图表 54 铖昌科技各项业务增速拆分假设铖昌科技各项业务增速拆分假设 铖昌铖昌001270.SZ (单位单位 : 亿元亿元 , CNY ) 2020A 2021A 2022E 2023E 2024E 营业总收入营业总收入 1.75 2.11 3.34 4.93 7.19 yoy 32% 21% 58% 48% 46% 相控阵 T/R芯片 1.55 1.93 3.10 4.61 6.77 1、星载、星载 1.37 1.52 1.97 2.52 3.18 同比增速 8% 10% 30% 28% 26% 占比 78% 87% 113% 1

122、44% 182% 2、地面、地面 0.07 0.39 0.79 1.54 2.77 同比增速 37% 506% 100% 95% 80% 占比 4% 19% 24% 31% 39% 3、机载产品、机载产品 0.01 0.01 0.03 0.05 0.08 同比增速 100% 80% 60% 占比 1% 1% 1% 1% 1% 4、车载、车载 0.02 0.00 0.01 0.01 0.02 同比增速 80% 65% 50% 占比 1% 3% 4% 5% 6% 5、舰载、舰载 0.08 0.0006 0.0011 0.0019 0.0028 同比增速 80% 65% 50% 占比 4% 0% 0

123、% 0% 0% 37 6、其他(如民用)、其他(如民用) 0.30 0.48 0.72 同比增速 70% 60% 50% 占比 9% 10% 10% 技术服务 0.20 0.18 0.24 0.32 0.42 同比增速 35% 32% 30% 资料来源: wind,华创证券预测 核心假设二:未来产品毛利率仍有上行空间,产品结构或对综合毛利率产生波动 1)整体来看,我们认为公司未来产品毛利率仍有上行空间。)整体来看,我们认为公司未来产品毛利率仍有上行空间。主要系:1)未来规模效应带来成本端的再改善;2)工艺水平完善带来良率提升。 2)产品结构或对综合毛利率产生波动。)产品结构或对综合毛利率产生波

124、动。目前公司相控阵 T/R 芯片核心产品以星载为主,星载产品需满足宇航级要求,有更高一致性和稳定性要求,售价及毛利水平较高。但其实不同下游领域对应的产品毛利率存在一定差异,如地面低慢小目标探测雷达,功率指标、抗辐照要求等远低于星载产品,单位售价也较低,毛利率水平也比星载产品更低。随未来公司地面等其他产品下游业务起量,产品结构会对综合毛利率造成部分影响。 综合以上假设,我们认为公司 2022-2024 年的综合毛利率为 76.26%、76.29%、76.32%。 图表图表 55 铖昌科技综合毛利率及各业务毛利率假设铖昌科技综合毛利率及各业务毛利率假设 2020A 2021A 2022E 2023

125、E 2024E 综合综合毛利率毛利率(%) 74.33% 77.10% 76.26% 76.29% 76.32% 相控阵 T/R芯片 76.46% 79.07% 77.53% 77.42% 77.33% 星载 77.44% 79.73% 78.50% 78.60% 78.70% 地面 71.23% 76.54% 76.00% 76.30% 76.50% 机载 82.98% 85.37% 85.00% 85.30% 85.50% 车载 25.33% 64.10% 64.00% 64.20% 64.40% 舰载 78.73% 67.03% 68.00% 69.00% 70.00% 其他(如民用)

126、75.00% 74.50% 74.00% 技术服务 57.39% 54.64% 60% 60% 60% 资料来源:wind,华创证券预测 公司主营相控阵 T/R 芯片,下游军工客户占比较高,我们选取臻镭科技、复旦微电、景嘉微三家公司作为可比公司。2023 年这三家公司的平均 PE 为 45.76。铖昌科技在相控阵 T/R 芯片领域具有明显的稀缺性,现阶段主营聚焦星载领域,根据在手项目来看后续在多个领域放量的成长性明确,同时考虑到一部分新股溢价,我们给予 2023 年略高于行业中枢 60xPE。 38 图表图表 56 可比公司估值表可比公司估值表 股票代码股票代码 公司简称公司简称 202207

127、20 收盘价收盘价 (元元) 20220720 市值市值 (亿元)(亿元) PE 2022E 2023E 2024E 688385.SH 复旦微电 61.20 385.48 65.70 50.29 40.24 300474.SZ 景嘉微 62.01 289.91 64.45 44.91 33.36 688270.SH 臻镭科技 73.36 82.78 58.54 42.08 32.60 均值均值 62.90 45.76 35.40 资料来源:wind,华创证券 *选取2022年7月20日收盘价 随星载业务的稳步开展及其他领域的加速拓展,我们预测公司 22-24 年营业收入可达3.34、4.93、7.19 亿元,归母净利润为 1.90、2.60、3.51 亿元。综合考虑公司在相控阵T/R 芯片领域的稀缺性及未来业绩较高的成长性及确定性,我们参考可比公司,给予2023年略高于行业中枢 60xPE,目标市值 156 亿,首次覆盖给予“强推”评级。

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