雷达的发展经历了机械扫描、无源、有源再到数字化的发展历程。相控阵雷达具有大量天线元件组成的天线阵面，通过计算机控制天线元件发射不同指向的电磁波束，相比机械扫描雷达，扫描效率更高、重量更轻。有源相控阵雷达每个天线元件都配有单独的收发控制开关，可同时执行多个任务，另外在任务量不大时可只启动部分天线元件工作，相比无源相控阵雷达在信息处理和功耗方面更有优势，是相控阵雷达的发展趋势。数字相控阵雷达对每个收发通道的信号进行数字化处理，每个通道发射以及接收波形所需要的幅度相位数据等参数都是可以单独控制，具有多波束、幅相控制精度高等优点，是有源相控阵未来的发展趋势。
　　从无源到有源T/R组件的需求量大幅增加，从模拟阵到数字阵列ADC/DAC需求量大量增加。有源相控阵雷达的每个天线元件都有独立的发射和接收装置（T/R组件），而无源相控阵雷达所有的天线元件共用一个T/R组件。相控阵雷达的天线元件数量通常可达上千、甚至上万，因此从无源到有源发展，T/R组件的需求量大幅增加。对于数字阵，每个天线元件的信号都被独立地数字化，需要为每个天线元件配备一个ADC，而对于模拟阵，通常整个阵列仅需要一个ADC，因此模拟阵向数字阵ADC/DAC芯片需求量大幅增加。ADC/DAC芯片设计难度大，欧美企业占据主要市场份额，国内可设计制造ADC/DAC的企业较少，稀缺性较强。
　　有源相控阵雷达渗透率较低，未来提升空间广阔。根据ForestInternational，2010-2019年全球有源相控阵雷达销售额占比仅为25.68%。有源相控阵雷达当前渗透率较低，未来有较大提升空间。根据产业信息网数据，2025年我国军用雷达的市场规模可达565亿元，2020-2025年复合增速为10.48%。我国有源相控阵雷达渗透率在2020年约为30%，预计在2025年达到50%，测算得到我国2022-2025年有源相控阵雷达/T/R组件/T/R芯片的市场规模分别为872/327/164亿元。根据Strategic Defense Interlligene，2025年机载、陆基、声纳和空基、舰载的四大雷达应用领域的市场占比分别为36%/27%/20%/17%，测算得到2022-2025年，机载、陆基、声纳和空基、舰载有源相控阵雷达的市场规模分别为314/235/174/148亿元。
　　投资建议：建议关注国博电子、雷电微力、铖昌科技、臻镭科技。国博电子是国内面向各军工集团销量最大的有源相控阵T/R组件研发生产平台，产品广泛用于弹载、机载等领域。雷电微力主要产品为有源相控阵微系统，主要用于精确制导领域，公司2022年公告了24.07亿元的订货合同，将为未来业绩增长提供支撑。铖昌科技主营星载相控阵T/R芯片，并不断向机载、舰载、车载、地面领域拓展，卫星互联网建设对T/R芯片有大量的需求，公司未来成长空间广阔。臻镭科技的射频收发芯片及高速度高精度ADC/DAC芯片是相控阵雷达的关键芯片，另外公司的高集成度微系统和模组产品也是相控阵雷达系统的未来发展方向。
　　风险提示：装备采购节奏放缓，产品研制、批产进度不及预期。
　　

研究报告全文：国防TableTitle装备更新换代有源相控阵雷达替代潮流涌起TableReportDate国防军工行业深度报告20230206评级TableRank看好核心观点TableAuthorsTableSummary曲小溪雷达的发展经历了机械扫描无源有源再到数字化的发展历程相首席分析师控阵雷达具有大量天线元件组成的天线阵面通过计算机控制天线元SAC执证编号S0110521080001件发射不同指向的电磁波束相比机械扫描雷达扫描效率更高重quxiaoxisczqcomcn量更轻有源相控阵雷达每个天线元件都配有单独的收发控制开关电话010-81152676可同时执行多个任务另外在任务量不大时可只启动部分天线元件工作相比无源相控阵雷达在信息处理和功耗方面更有优势是相控阵郭祥祥雷达的发展趋势数字相控阵雷达对每个收发通道的信号进行数字化SAC执证编号处理每个通道发射以及接收波形所需要的幅度相位数据等参数都是guoxiangxiang1sczqcomcn可以单独控制具有多波束幅相控制精度高等优点是有源相控阵电话010-81152675未来的发展趋势从无源到有源TR组件的需求量大幅增加从模拟阵到数字阵列市场指数走势最近TableChart1年ADCDAC需求量大量增加有源相控阵雷达的每个天线元件都有独02国防军工沪深300立的发射和接收装置TR组件而无源相控阵雷达所有的天线元件共用一个TR组件相控阵雷达的天线元件数量通常可达上千甚至0712202211---上万因此从无源到有源发展TR组件的需求量大幅增加对于数字FebJulFeb---AprNovSep-02阵每个天线元件的信号都被独立地数字化需要为每个天线元件配备一个ADC而对于模拟阵通常整个阵列仅需要一个ADC因此模-04拟阵向数字阵ADCDAC芯片需求量大幅增加ADCDAC芯片设计难度大欧美企业占据主要市场份额国内可设计制造的企资料来源聚源数据ADCDAC业较少稀缺性较强相关研究有源相控阵雷达渗透率较低未来提升空间广阔根据ForestTableOtherReport全球航发市场需求旺盛关注航发锻International2010-2019年全球有源相控阵雷达销售额占比仅为造行业投资机会2568有源相控阵雷达当前渗透率较低未来有较大提升空间根中航电测拟收购成飞100股权据产业信息网数据2025年我国军用雷达的市场规模可达565亿元2023年国企改革继续深化解放军开展新年训练动员关注实战2020-2025年复合增速为1048我国有源相控阵雷达渗透率在2020化训练带来精确制导产业投资机会年约为30预计在2025年达到50测算得到我国2022-2025年有源相控阵雷达TR组件TR芯片的市场规模分别为872327164亿元根据StrategicDefenseInterlligene2025年机载陆基声纳和空基舰载的四大雷达应用领域的市场占比分别为36272017测算得到2022-2025年机载陆基声纳和空基舰载有源相控阵雷达的市场规模分别为314235174148亿元投资建议建议关注国博电子雷电微力铖昌科技臻镭科技国博电子是国内面向各军工集团销量最大的有源相控阵TR组件研发生产平台产品广泛用于弹载机载等领域雷电微力主要产品为有源相控阵微系统主要用于精确制导领域公司2022年公告了2407亿元的订货合同将为未来业绩增长提供支撑铖昌科技主营星载相控阵TR芯片并不断向机载舰载车载地面领域拓展卫星互联网建设对TR芯片有大量的需求公司未来成长空间广阔臻镭科技的射频收发芯片及高速度高精度ADCDAC芯片是相控阵雷达的关键芯片另外公司的高集成度微系统和模组产品也是相控阵雷达系统的未来发展方向风险提示装备采购节奏放缓产品研制批产进度不及预期请务必仔细阅读本报告最后部分的重要法律声明行业深度报告证券研究报告目录1雷达及其分类12相控阵雷达的发展过程221相控阵雷达经历了无源有源数字化的发展历程222无源到有源的发展过程TR组件用量大幅增加323从模拟相控阵到数字相控阵ADCDAC芯片用量上升53相控阵雷达的关键组件631天线占有源相控阵雷达主要成本未来向集成化方向发展632TR组件是有源相控阵天线的核心组件1033ADCDAC芯片技术难度高国产替代需求迫切144相控阵雷达的市场规模和应用领域1641我国有源相控阵雷达2022-2025市场规模预计超800亿元1642有源相控阵雷达广泛用于机载陆基空基舰载等领域175重点公司介绍2451国博电子2452铖昌科技2853雷电微力3054臻镭科技3355霍莱沃386风险提示41插图目录图1机械扫描雷达1图2相控阵雷达2图3相控阵雷达发展历程2图4相控阵雷达3图5铺路爪有源相控阵雷达发射功率分配系统和子天线阵接收机系统框图4图6无源相控阵雷达天线结构4图7有源相控阵雷达天线结构4图8a模拟和b数字波束成型架构的比较5图9SPY-6数字相控阵雷达6图10ANTPY-2数字相控阵雷达系统6图11有源相控阵雷达主要组成部分6图12典型的有源相控阵天线系统组成6图13有源相控阵雷达产业链7图14砖式有源相控天线结构8图15瓦式有源相控阵天线结构8图16相控阵雷达射频TR模组演进示意图9图17有源相控阵雷达系统结构示意图10图18TR组件结构示意图10图19相控阵系统各模块对应的主要芯片13图20高速度高精度ADCDAC芯片15请务必仔细阅读本报告最后部分的重要法律声明行业深度报告证券研究报告图21我国军用雷达市场规模预测亿元17图222025年全球军用雷达市场占比预测18图23中美不同种类军机数量差距架19图24中国战机结构架19图25美国战机结构架19图26日本AAM-4B有源相控阵空空导弹20图27辽宁舰346相控阵雷达21图28中国电科发布全新一代YLC-16型S波段警戒雷达22图29中国的P波段远程预警相控阵雷达24图30国博电子股权结构24图31国博电子2018-2022Q1Q3营收亿元及增速26图32国博电子2018-2022Q1Q3归母净利润亿元及增速26图33国博电子2018-2022Q1Q3各项费用率26图34国博电子2018-2022Q1Q3毛利率净利率26图35国博电子主要产品毛利率走势26图36国博电子军民品毛利率26图37国博电子TR组件27图38国博电子主要射频芯片产品27图39铖昌科技股权结构28图40铖昌科技2017-2022Q1Q3营收亿元及增速28图41铖昌科技2017-2022Q1Q3归母净利润亿元及增速28图42铖昌科技2018-2022Q1Q3各项费用率29图43铖昌科技2018-2022Q1Q3毛利率净利率29图44雷电微力股权结构30图45雷电微力2017-2022Q1Q3营收亿元及增速31图46雷电微力2017-2022Q1Q3归母净利润亿元及增速31图47雷电微力2018-2022Q1Q3各项费用率32图48雷电微力2018-2022Q1Q3毛利率净利率32图39臻镭科技股权结构33图50臻镭科技产品在无线通信终端中的应用34图51臻镭科技产品在通信雷达系统中的应用34图52臻镭科技2017-2022Q1Q3营收亿元及增速35图53臻镭科技2017-2022Q1Q3归母净利润亿元及增速35图54臻镭科技2018-2022Q1Q3各项费用率36图55臻镭科技2018-2022Q1Q3毛利率净利率36图56霍莱沃股权结构38图57霍莱沃相控阵校准测试系统39图58霍莱沃相控阵相关产品39图59霍莱沃2017-2022Q1Q3营收亿元及增速39图60霍莱沃2017-2022Q1Q3归母净利润亿元及增速39图61霍莱沃2018-2022Q1Q3各项费用率40图62霍莱沃2018-2022Q1Q3毛利率净利率40请务必仔细阅读本报告最后部分的重要法律声明行业深度报告证券研究报告表格目录表1雷达的分类1表2有源相控阵与无源相控阵对比5表3有源相控阵天线模块成本构成8表4有源相控阵天线材料成本构成8表5有源相控阵TR组件的主要器件及作用11表6TR组件的主要研制要求11表7TR组件主要供应商12表8TR芯片主要分类13表9TR芯片的主要供应商14表10高速度高精度ADCDAC关键指标15表11ADCDAC芯片的主要供应商16表12有源相控阵雷达市场规模测算17表132010-2019年全球雷达销售情况17表14种战斗机的火控雷达18表15最近几次局部冲突和战争中使用的精确制导武器情况20表16中国GW卫星星座计划22表17国内典型卫星互联网星座参数情况23表18国博电子主要产品25表19雷电微力主要产品31表20臻镭科技产品介绍35表21臻镭科技IPO募投项目38请务必仔细阅读本报告最后部分的重要法律声明行业深度报告证券研究报告1雷达及其分类通过无线电的电磁能量以定向方式发射到空间中再接收到空间内存在的物体所反射的电磁波来计算物体的形状方向高度速度的装备叫做雷达即RADAR全称是RadioDetectionandRanging无线电侦测和定距雷达有多种分类方式根据雷达天线扫描方式可分为机械扫描雷达相控阵雷达表1雷达的分类雷达的分类方式雷达种类按天线扫描方式机械扫描雷达相控阵雷达按频段超视距雷达米波雷达毫米波雷达太赫兹雷达激光雷达按信号处理方式脉冲多普勒雷达合成孔径雷达边扫描边跟踪雷达按目标测量参数二坐标雷达三坐标雷达多站雷达等按角跟踪方式单脉冲雷达圆锥扫描雷达隐蔽圆锥扫描雷达按信号形式脉冲雷达连续波雷达脉部压缩雷达和频率捷变雷达按用途预警雷达机载雷达导航雷达测高雷达无线电测高雷达气象雷达等资料来源百度百科首创证券传统机械扫描雷达拥有凹面镜式的抛物面该抛物面用来收缩视角雷达的精度很大程度上取决于天线的面积因此机械扫描雷达的体积比较大为了让信号波发射到不同的方向从而探测到不同方向的目标机械扫描雷达需要不断地转动天线来向不同方向发射波束图1机械扫描雷达资料来源雷电微力招股说明书首创证券相控阵雷达即相位控制电子扫描阵列雷达利用大量个别控制的小型天线元件排列成天线阵面每个天线单元都有独立的控制开关通过控制各天线元件发射的时间差就能合成不同相位指向的主波束在相同的孔径和请务必仔细阅读本报告最后部分的重要法律声明1行业深度报告证券研究报告波长下相控阵的反应速率多目标追踪能力分辨率多功能性电子反对抗能力都优于传统雷达但造价更为昂贵技术要求高功耗和冷却需求大图2相控阵雷达资料来源雷电微力招股说明书首创证券2相控阵雷达的发展过程21相控阵雷达经历了无源有源数字化的发展历程根据罗敏所著的多功能相控阵雷达发展现状及趋势20世纪60年代相控阵雷达PAR的出现主要是为了解决对外空目标的监视问题20世纪70年代开始各种战术相控阵雷达纷纷出现从无源相控阵雷达PESA发展到有源相控阵雷达AESA20世纪90年代数字多功能雷达MPAR开始得到快速发展进入21世纪后MPAR开始在交通监视国土安全和导弹防御领域得到大量应用图3相控阵雷达发展历程资料来源罗敏多功能相控阵雷达发展现状及趋势首创证券请务必仔细阅读本报告最后部分的重要法律声明2行业深度报告证券研究报告22无源到有源的发展过程TR组件用量大幅增加相控阵雷达有成百上千个天线元件组成的天线阵面通过计算机控制天线元件按顺序先后发射电磁波形成固定方向的波束这个过程替代了传统机械扫描雷达的周期运动由于是电子控制相控阵雷达的更新周期可以达到毫秒甚至微秒而机械扫描雷达的最多只能达到秒级所以相控阵雷达相比机械雷达提高了扫描效率也省去了传统机械结构的重量图4相控阵雷达资料来源白阳相控阵雷达中的关键元器件技术探析首创证券如图4所示相控阵雷达的组成单元分为发射系统阵列天线和波控机接收和信号处理系统中心计算机数据处理和显示系统等发射系统产生一定发射波形的高功率射频信号馈送到所有天线单元以便向空中辐射中心计算机计算出规定波束指向的相邻单元的相位差然后经波控机计算出每个辐射单元的移相器应有的相位并控制驱动器使移相器达到相位从而使得天线波束准确指向规定的方向每个天线单元接收来自目标的回波信号经过相干相加放大检波后送给数据处理和显示系统有源相控阵雷达与无源相控阵雷达的主要区别体现在组成天线阵面上的天线元件有源相控阵雷达的每个天线元件都有独立的发射和接收装置TR组件而无源相控阵雷达所有的天线元件用的是同一个TR组件由于相控阵雷达的天线元件数量可达上千甚至上万因此从无源到有源发展相控阵雷达的TR组件用量大幅增加例如铺路爪ANFPS-115有源相控阵雷达共有56个子天线阵每个子阵都有32个TR模块共有1792个TR模块请务必仔细阅读本报告最后部分的重要法律声明3行业深度报告证券研究报告图5铺路爪有源相控阵雷达发射功率分配系统和子天线阵接收机系统框图资料来源中央国家机关人民防空网首创证券图6无源相控阵雷达天线结构图7有源相控阵雷达天线结构资料来源搜狐新闻首创证券资料来源搜狐新闻首创证券有源相控阵雷达的每个天线元件接收和发射信号都有单独的控制开关当工作任务量不大的时候可以只启动部分天线元件工作从而降低雷达功耗而无源相控阵雷达工作时必须要启动所有的天线元件系统功耗相对较高再者有源相控阵雷达由于有多个收发器可以同时执行多个任务比如一边对空搜索一边引导导弹而无源相控阵雷达只能同时执行单个任务因此有源相控阵雷达在信息处理上更占优势请务必仔细阅读本报告最后部分的重要法律声明4行业深度报告证券研究报告表2有源相控阵与无源相控阵对比类型相同点不同点优势劣势辐射单元共用一个中央发射机接收机TR发频宽较小灵敏无源射机产生的高频能量经计算机主动分配给天线成本低技术难度较小性度较低信号处PESA阵的各个单元目标反射信号也是经各个天线单能显著优于多普勒雷达等理能力弱可靠天线阵元送达接收机统一放大性较低等列相同频宽较大灵敏度较高信有源每个辐射单元有独立的发射接收组件TR每号处理能力较强单个TR成本高技术难AESA一个TR组件都能自己发射和接收电磁波组件损坏不影响整体性能使度大等其具备高可靠性等资料来源雷电微力招股说明书首创证券23从模拟相控阵到数字相控阵ADCDAC芯片用量上升根据臻镭科技招股说明书数字阵列雷达是根据波束形成机理接收和发射波束均以数字方式形成的全数字化阵列天线雷达数字相控阵和模拟相控阵最大的区别在于数字相控阵每个相控阵通道单元或模块配备等量的射频直采ADCDAC如图8所示对于模拟阵来自天线元件的信号经过加权和合并产生一个波束然后由混频器和信号链其余部分加以处理整个模拟阵仅需要一个ADC和一个混频器对于数字阵每个元件的信号都被独立的数字化需要为每个元件配备一个ADC和一个混频器相控阵TR组件数量可达上千甚至上万带来ADCDAC芯片数量用量大幅增加图8a模拟和b数字波束成型架构的比较资料来源搜狐新闻首创证券数字相控阵能够实现海量多波束空间合成具有波束快速扫描空间定向与空域滤波空间功率合成能力等优点可实现多目标探测和跟踪可根据任务规划实现多目标多点侦查干扰探测通信一体化实现目前数字相控阵雷达在先进的机载舰载车载平台均都有一定的应用如美军最新全电驱逐舰装备有SPY-6全功能数字相控阵雷达F-35战机装备有ANAGP-81全功能数字相控阵雷达萨德陆基反导系统装备有ANTPY-2中频数字相控阵雷达请务必仔细阅读本报告最后部分的重要法律声明5行业深度报告证券研究报告图9SPY-6数字相控阵雷达图10ANTPY-2数字相控阵雷达系统资料来源环球网首创证券资料来源中国航天科工三院公众号首创证券3相控阵雷达的关键组件31天线占有源相控阵雷达主要成本未来向集成化方向发展根据雷电微力招股说明书相控阵雷达主要由天线阵列TR组件射频网络电源及散热变频及控制ADDA基带信号处理器显示控制和雷达电源等组成从产业链角度看上游主要为芯片电源软件结构件等中游为TR组件天线等组成的微系统下游为雷达导引头通信等领域有源相控阵天线由天线阵面TR组件散热装置信号调制器波控器结构件电源及馈电网络等组成根据国博电子招股说明书一部有源相控阵雷达天线系统成本占雷达总成本的70-80图11有源相控阵雷达主要组成部分图12典型的有源相控阵天线系统组成资料来源雷电微力招股说明书首创证券资料来源何庆强低成本有源相控阵天线研究首创证券请务必仔细阅读本报告最后部分的重要法律声明6行业深度报告证券研究报告图13有源相控阵雷达产业链资料来源雷电微力招股说明书首创证券相控阵天线阵面通常由几百个到几万个不等的通过相位控制的通道激励辐射单元构成这些辐射单元可以是单个的波导喇叭天线偶极子天线贴片天线等这些辐射单元分布于平面上称为平面相控阵天线分布于曲面上称为曲面相控阵天线如果该曲面与雷达安装平台外形完全一致则称为共形相控阵天线TR组件包括TR腔体PCB板或LTCC板软基片功率放大器低噪声放大器移相器串并转换滤波器温度补偿射频接插件以及低频接插件等馈电网络包括收发共用馈线发射功率分配网络以及接收信号合成网络通常情况下需要在接收支路中增加驱动级低噪声放大器和在发射支路中增加驱动级功率放大器以确保接收支路的增益和使发射支路的末级放大器推饱和对于有单脉冲测角要求的馈电网络还需要设计成和波束方位差和俯仰差波束接收通道波控器件的核心器件是FPGA其主要功能是将终端控制命令计算成控制TR组件内移相器的TTLLVTTL电平并生成移相码从而改变天线阵面信号相位因子完成有源相控阵天线的波束快速扫描此外波控器还可以具有电源分发的功能从而实现给TR组件内的芯片供电并具备校准测试的配合执行功能电源的主要功能是将直流电压转换成各个器件需要的电源值即DCDC转换对于脉冲工作体制的天线电源还需要信号调制器从而实现连续波信号转换成脉冲信号根据低成本有源相控阵天线研究TR组件在有源相控阵天线模块中的成本占比在40-50是有源相控阵天线的核心组件请务必仔细阅读本报告最后部分的重要法律声明7行业深度报告证券研究报告表3有源相控阵天线模块成本构成名称脉冲体制320阵元连续波体制144阵元天线阵面5583TR组件527417馈电网络6254波控器71136电源调制器104电源76134结构105176资料来源何庆强低成本有源相控阵天线研究首创证券表4有源相控阵天线材料成本构成名称脉冲体制320阵元连续波体制144阵元接插件与电缆6768印制板5675射频芯片536401材料二次集成3462安装件88112微组装112124调试与测试108149资料来源何庆强低成本有源相控阵天线研究首创证券相控阵天线主要有砖式和瓦式结构两种砖式相控阵天线的元器件放置方向垂直于相控阵天线阵面孔径TR组件电路采用纵向集成横向组装LITA方式砖式结构的体积大采用金属盒体封装通常会被安装到散热板背板上便于良好散热多应用于大功率输出场景瓦片式相控阵天线将元器件放置方向平行于相控阵天线阵面孔径面子阵电路采用横向集成纵向组装TILA方式瓦片式相控阵采用分层结构将芯片或电路集成在数个平行放置的瓦片上辐射阵元采用易于共形的微带贴片天线可以实现线极化或圆极化集成度比砖式结构高体积小成本低多用于超小型和共形雷达由于瓦式结构散热措施有限主要用于小功率情况图14砖式有源相控天线结构图15瓦式有源相控阵天线结构资料来源何庆强高密度集成有源相控阵天线体系构架与资料来源何庆强高密度集成有源相控阵天线体系构架与设计方法首创证券设计方法首创证券请务必仔细阅读本报告最后部分的重要法律声明8行业深度报告证券研究报告未来装备的发展方向是高集成度小型化要求相控阵雷达系统尽可能向微型化发展三维异构集成3Dheterogeneousintegration微系统技术成为下一代高集成电子系统技术发展重要方向三维组装和互联的相控阵微系统可有效解决有源相控阵雷达阵面体积庞大的问题是未来替代现有砖块式和瓦片式TR组件的有力解决方案图16相控阵雷达射频TR模组演进示意图资料来源臻镭科技招股说明书首创证券根据臻镭科技招股说明书当前相控阵雷达TR组件中的微波毫米波SIP组件基本结构主要还是传统的平面设计所有芯片都是通过焊接的方式水平化铺在PCB或者LTCC基板上随着芯片数量和IO引脚数的增加芯片互联占用面积和信号传输长度与延迟将会迅速增加难以满足未来微波毫米波SIP组件在高密度高速互联具有紧凑外观可集成多种类型器件等方面的技术要求另外微波毫米波SIP组件上面使用较多的模拟芯片无法随摩尔定律成倍率地缩小因此2D封装的形式无法显著缩小封装体积三维异构集成式可将功能电路分解到硅基衬底或化合物材料衬底上通过硅通孔实现高密度集成该技术通过实现GaAsGaN为代表的化合物芯片与硅基芯片的异构集成及纵向三维集成可有效利用化合物半导体器件大功率高速高击穿电压优势的同时发挥硅基电路的高速低功耗芯片制造成本较低等优势实现器件及模块性能的最大化提高射频系统的集成度请务必仔细阅读本报告最后部分的重要法律声明9行业深度报告证券研究报告32TR组件是有源相控阵天线的核心组件有源相控阵TR组件是指在雷达或通信系统中用于接收发射一定频率的电磁波信号并在工作宽带内进行幅度相位控制的功能模块是有源相控阵雷达实现波束电控扫描信号收发放大的核心组件有源相控阵雷达TR组件的性能参数直接决定相控阵雷达系统的作用距离空间分辨率接收灵敏度等关键参数另外有源相控阵雷达需要数量众多的TR组件共同构成有源相控阵阵面有源相控阵TR组件的性能也进一步决定了有源相控阵系统的体积重量成本和功耗图17有源相控阵雷达系统结构示意图资料来源国博电子招股说明书首创证券图18TR组件结构示意图资料来源国博电子招股说明书首创证券请务必仔细阅读本报告最后部分的重要法律声明10行业深度报告证券研究报告TR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在发射模式下有源相控TR组件的控制器接收雷达的定时信号将所有TR开关调至发射通道射频激励源传输的信号经移相器衰减器TR开关和功率放大器进行幅度相位调整和放大送至天线辐射单元发射完信号后雷达信号驱动控制器将TR开关调至接收通道天线将接收到的信号经低噪声放大器放大以及幅度相位调整后送往接收机表5有源相控阵TR组件的主要器件及作用器件名称作用衰减器用来控制微波信号幅度实现对信号的定量衰减移相器调整阵元信号相位实现雷达角度扫描收发开关实现发射和接收两个方向的信号传输路径切换驱动放大器位于发射支路对激励信号能量放大用以驱动后级功率放大器射频前端的一种芯片是各种无线发射机的重要组成部分将调制振荡电路所产生的功率放大器射频信号功率放大以输出到天线上辐射出去限幅器使输出信号幅度保持稳定构成射频前端的一种芯片主要用于通信系统中将接收自天线的信号放大以便于后低噪声放大器级的电子设备处理资料来源国博电子招股说明书立鼎产业研究网首创证券表6TR组件的主要研制要求指标具体内容工作频率工作带宽发射功率脉冲波形特性匹配特性稳定性电源转换效电气性能指标率接收噪声效率接收噪声系数接收增益和瞬时动态范围移相范围和最小移相量幅频特性相频特性量产的TR组件发射输出功率一致性接收增益一致性收发插入相位一致性各态均一性要求相移精度幅度控制精度高可靠性单个TR组件的平均无故障时间MTBF要大于十万小时体积与重量体积小重量轻电磁兼容与安全性满足国军标电磁兼容相关要求满足产品安全性设计规范具有良好的环境适应性保证在温度振动冲击的条件下设备不损坏性能不下降成本成本尽可能低资料来源S波段有源相控阵雷达TR组件研究首创证券请务必仔细阅读本报告最后部分的重要法律声明11行业深度报告证券研究报告表7TR组件主要供应商2021年收入规模主要供方技术特点亿元国博电子主要从事有源相控阵TR组件和射频集成电路相关产品的研发生产和销售产品主要包括有源相控阵TR组件砷化镓基站射频集成电路等覆盖军用与国博电子2509民用领域是目前国内能够批量提供有源相控阵TR组件及系列化射频集成电路相关产品的领先企业国博电子产品主要定位于高频高密度方向XKuKa等电科13所成立于1956年是我国重要的高端核心电子器件供应基地半导体新器件国基北方中国电科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13所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其TR组件业务定位于低频通用方向CSL等成立于2005年主要从事高波段大功率固态微波前端研发生产和销售主要产天箭科技品为弹载固态发射机新型相控阵天线及其他固态发射机产品用于雷达制导导弹精278确制导系统其他雷达系统卫星通信和电子对抗等成立于2007年主要产品为毫米波有源相控微系统用于精确制导数据链卫星雷电微力735通信雷达5G通信智能驾驶及天基互联网等领域资料来源国博电子招股说明书首创证券TR芯片是相控阵雷达的核心元器件TR芯片被集成在TR组件中负责信号的发射和接收并控制信号的幅度和相位实现雷达的波束赋形和波束扫描其指标直接影响雷达天线的指标对整机性能也有着至关重要的作用根据铖昌科技招股说明书TR芯片按照功能分类可分为放大器芯片幅相控制类芯片和无源类芯片放大器类芯片主要包括功率放大器芯片驱动放大器芯片低噪声放大器芯片收发多功能放大器芯片等幅相控制类芯片包括数控移相器芯片数控衰减器芯片数控延时芯片模拟波束赋形芯片等无源类芯片主要包括开关芯片功分器芯片限幅器芯片等TR芯片的主要供方包括中国电科13所中国电科55所铖昌科技等中国电科13所成立于1956年是我国重要的高端核心电子器件供应基地半导体新器件新技术创新基地根据中瓷电子招股说明书披露截至2020年6月30日中国电科13所总资产约120亿元2020年上半年净利润约455亿元中国电科55所成立于1958年是我国大型电子器件研究所具有从材料芯片器件到模块组件的完整产业链根据天奥电子招股说明书披露截至2018年6月30日中国电科55所总资产约81亿元2018年上半年净利润约207亿元铖昌科技主营业务为微波毫米波模拟相控阵TR芯片2021年营业收入为211亿元在相控阵TR芯片领域国企研究院所占据较大的市场规模请务必仔细阅读本报告最后部分的重要法律声明12行业深度报告证券研究报告图19相控阵系统各模块对应的主要芯片资料来源铖昌科技招股说明书首创证券表8TR芯片主要分类芯片种类芯片名称主要功能低噪声放大器芯主要用于接收系统前端在放大信号的同时抑制噪声干扰提高系统灵敏度其功能决片定了接收系统的性能发射链路信号需要经缓冲级放大驱动级放大和末级功率放大再馈送到天线以向外辐放大器芯片功率放大器芯片射实现输入激励信号的增益放大并将直流功率转换成微波功率输出功率放大器作为输出功率最大功耗最高的器件其性能水平和效率也决定了发射系统的性能收发多功能芯片内部集成了发射驱放功放接收驱放低噪放收发切换开关等功能电收发多功能芯片路单元具有小型化高集成度低成本等优势数控移相器芯片通过控制相位变化量来调整波束形成被广泛地应用于雷达微波通信和测量系统通过控制衰减量来调整信号幅度以适应有源相控阵天线的波束宽度和旁瓣功率电平并数控衰减器芯片补偿移相器引入的增益变化通过控制信号的延时量改善天线的频率响应对指向漂移进行校正被广泛应用于宽幅相控制类芯片数控延时器芯片带相控阵天线中以抵消天线的孔径效应模拟波束赋形芯片是将单个或多个射频收发通道单片集成每个射频通道拥有独立信号模拟波束赋形芯放大开关切换以及幅度和相位控制功能电路芯片还同时包含数字控制波束存储片电源调制以及温度传感等必要的辅助电路模块是将多路射频信号中的任一路或几路通过控制逻辑连通以实现不同信号路径的切换无源类芯片开关芯片包括接收与发射的切换不同频段间的切换等以达到共用天线节省产品成本的目的请务必仔细阅读本报告最后部分的重要法律声明13行业深度报告证券研究报告功分器全称功率分配器是一种将一路输入信号的能量分成两路或多路输出能量相等或功分器芯片不相等的器件也可反过来将多路信号的能量合成一路输出此时也可称为合路器限幅器用来在接收机前端保护低噪放器件其作用是把输出信号的幅度限定在一定的范限幅器芯片围内即当输入功率电平超过某一参考值后输出功率将被限制在限幅电平且不再随输入电压变化资料来源铖昌科技招股说明书首创证券表9TR芯片的主要供应商2021年收入主要供方技术特点规模亿元中国电科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器件新技术创新基地设有砷化镓集成电路和功率器件国家重点实验室国家半导体器件中国电科十三所质量监督检验中心国防科技工业1312二级计量站博士后科研工作站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块电路国家重点实验室国家平板显示工程技术研究中心主要从事微电子光中国电科五十五所电子真空电子和微机电系统等领域的产品研发和生产形成了从材料芯片器件到模块组件的完整产业链公司主营业务为微波毫米波模拟相控阵TR芯片的研发生产销售和技术服务主要铖昌科技向市场提供基于GaNGaAs和硅基工艺的系列化产品以及相关的技术解决方案频率211可覆盖L波段至W波段资料来源铖昌科技招股说明书首创证券33ADCDAC芯片技术难度高国产替代需求迫切ADCDAC是一种数据转换器包括数模转换器ADC及模数转换器DACADC的主要作用是将真实世界产生的如温度压力声音指纹或者图像等模拟信号转换成更容易处理的数字形式DAC的作用与ADC相反它将数字信号调制为模拟信号根据臻镭科技招股说明书射频收发芯片及高速度高精度ADCDAC主要功能是为发射通道和接收通道的射频模拟信号处理发射通道将来自基带芯片的数字基带信号通过数模转换滤波混频增益放大转换为模拟射频信号后发送给功放芯片进行放大输出接收通道将来自低噪声芯片的射频信号通过增益放大混频滤波模数转换为数字信号后发送给基带芯片进行信号处理ADCDAC是模拟芯片中难度最高的部分之一欧美企业凭借着资金技术品牌客户资源等优势占据了全球较大的市场份额国产ADCDAC尚处于追赶状态ADCDAC在5G通信军事高端医疗设备精密测量仪器等领域有着重要的作用但以美国为代表的西方国家对高精度高速度ADCDAC进行出口限制国内ADCDAC技术国产替代需求迫切请务必仔细阅读本报告最后部分的重要法律声明14行业深度报告证券研究报告图20高速度高精度ADCDAC芯片资料来源臻镭科技招股说明书首创证券表10高速度高精度ADCDAC关键指标指标名称指标含义反映了高速度高精度ADCDAC的集成度通道数越多产品的集成度越高可降通道数低系统体积反映了高速高精度ADCDAC的基本工作状态通常位数和采样率越高产品性能越位数采样频率好反映了高速度高精度ADCDAC的应用范围射频范围覆盖范围越大产品应用范围输入输出频率范围就越广无杂散动态范围反映了高速高精度ADCDAC的动态范围该指标越大产品的线性能越好为高速高精度ADCDAC的信号与噪声及失真功率的比值该指标越大产品的接受信号噪声失真比信噪比性能越好反映了高速高精度ADCDAC的接口速率该指标越高产品与基带或处理器的数据最高接口速率传输速率越快放大器对于接收的微弱信号在低噪声放大的基础上进一步进行功率放大资料来源臻镭科技招股说明书首创证券请务必仔细阅读本报告最后部分的重要法律声明15行业深度报告证券研究报告表11ADCDAC芯片的主要供应商2021年收入主要供方技术特点规模公司2015年成立主要产品包括射频收发芯片及高速度高精度ADCDAC芯片电源臻镭科技191亿元管理芯片微系统及模组终端射频芯片应用领域为无线通信终端和通信雷达振芯科技前身系2003年6月12日成立的成都国腾微电子有限公司主要从事北斗卫星振芯科技导航应用关键元器件特种行业高性能集成电路北斗卫星导航终端的设计开发生794亿元产和销售亚德诺半导体AnalogDevices简称ADI成立于1965年是高性能模拟混合信号和数字信号处理集成电路领域的全球领先企业产品覆盖绝大多数类型的电子电器设ADI7318亿美元备占据了全球约8的模拟芯片市场份额在数据转换器领域ADI占据了全球数据转换器市场的最大份额达到了45德州仪器TexasInstruments简称TI成立于1930年是世界上最大的模拟电路部德州仪器件制造商德州仪器覆盖了完整的产品线拥有处理器微控制器无线ADCDAC等1834亿美元十万余种产品资料来源臻镭科技招股说明书首创证券4相控阵雷达的市场规模和应用领域41我国有源相控阵雷达2022-2025市场规模预计超800亿元根据ForecastInternational分析2010-2019年全球有源相控阵雷达的生产总数占雷达生产总数的1416总销售额占比为2568根据产业信息网数据我国军用雷达2025年的市场规模预计达到565亿元2020-2025年复合增速为10482020年我国有源相控阵雷达的渗透率约为30预计在2025年达到50假设2020-2025年我国有源相控阵雷达渗透率每年以4的速度均匀提升可预测得到我国2022-2025年有源相控雷达的市场规模为872亿元根据国博电子招股说明书一般有源相控阵雷达天线系统成本占雷达总成本的70-80而TR组件又占据了有源相控阵雷达天线成本的绝大部分TR芯片又是TR组件的核心组成部分假设相控阵天线系统占雷达总成本的75TR组件占相控阵天线成本的50TR芯片占TR组件成本的50可测算得到2022-2025年我国军用雷达领域的TR组件和TR芯片的市场规模分别为327亿元和164亿元请务必仔细阅读本报告最后部分的重要法律声明16