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1.1. 介质谐振天线是 5G 高频小尺寸优势天线方案

介质谐振天线是什么？在毫米波等高频段更高带宽的要求下，介质谐振天线是 5G 高频段 下的小尺寸增益天线方案。介质谐振器天线（Dielectric Resonator Antennas， DRA）是由 由低损耗、高介电常数的介质材料构成的谐振式天线，一般通过微带线、微带缝隙或探针 等馈电结构对其馈电，其谐振频率取决于谐振器尺寸、形状和材料的介电常数。性能角度 分析，介质谐振器天线 DRA 除馈线以外无导体损耗和表面波损耗、具有较高的辐射效率、 公差要求较低，且可以通过选择不同介电常数材料，灵活控制天线尺寸和带宽，实现小型 化设计，与微带天线相比在 5G 高频段下具有特殊的优势。目前的介质谐振天线方案主要 有宽带／超宽带介质谐振器天线、圆／双极化介质谐振器天线、毫米波介质谐振器天线、 高阶模／高增益介质谐振器天线等，从形态上则有矩形、圆柱、多片、阵列等天线结构形 态。

在高频段中，介质谐振天线用作小尺寸的增益天线具有特殊优势：

1. 通过选择不同介电常数材料，灵活控制天线尺寸和带宽：与一般天线相比，介质谐振天 线相对介电常数越大，介质尺寸越小。谐振频率率取决于谐振器尺寸、形状和材料的介电 常数，可选择高介电常数实现天线小型化设计。

2. 辐射频率高，介质损耗小：不存在表面波损耗，且处于谐振状态，所以 DRA 的辐射效 率很高（可达 95％）。

3. 具有多种馈电机制：一般有口径耦合馈电，微带线耦合馈电，同轴探针馈电, 共面波导 馈电等方式。

4. 谐振模式丰富：每种形状的介质谐振天线都具有不同的谐振模式，可以利用不同的谐振 模式提高天线性能；

5. 具有更宽的阻抗带宽：通过除地面以外的整个谐振器表面辐射，且没有导体和表面波损 耗，因而具有较宽的阻抗带宽且介质谐振天线品质因数(Q 值)比较高，在微波波段可达 103-104，且振荡频率的稳定性好。

6. 更易实现多频特性：相比传统天线，多频介质谐振器天线可以通过引入多个谐振单元、 优化馈电方式和利用谐振器本身多模谐振特性等方式实现。

1.2. 陶瓷作为谐振天线微波介质的优势

陶瓷介质谐振天线：为什么选取陶瓷材料？微波介质陶瓷是指应用于微波频率(主要是 300MHz〜30GHz 频段)电路中作为介质材料并完成一种或多种功能的陶瓷材料，是制造谐 振器、滤波器、介质基片、介质天线等的关键材料。它具有高介电常数、低介电损耗、温 度系数小等优良性能，适于制造多种微波元器件，能满足微波电路小型化、集成化、高可 靠性和低成本的要求。按照其介电性能大小的不同，微波介质陶瓷可分为低介、中介和高 介电常数类 3 大类。从应用来看，以更高 Q 值(品质因数)的陶瓷作微波介质，按照一定的 要求进行馈电和空间排列构成天线阵列的介质谐振天线叫做陶瓷介质谐振阵列天线，可在 手机中作内置天线，也可以广泛用于局域网系统等其它领域。

微波介质陶瓷优势：

高介电系数有利于实现小型化：谐振器的尺寸和电介质材料的介电常数的平方根成反 比，微波介质陶瓷材料的高介电常数有利于微波介质滤波器的小型化。

高稳定性：微波介质材料的谐振频率随温度变化较小，频率温度系数 τf 较小稳定性高。

低损耗：微波介质材料 Q 值与介质损耗 tanδ 成反比关系 Q(=1/tanδ)。Q 值越大，滤 波器的插入损耗就越低。

2.1. 功能陶瓷：原料和加工门槛高，应用广阔国产化空间大

功能陶瓷为多特性、能实现相互转化的高性能材料，电子陶瓷在功能陶瓷中占比最大。陶 瓷与金属材料、高分子材料并列为当代三大固体材料，陶瓷分为普通陶瓷与先进陶瓷两大 类。其中先进陶瓷是采用高度精选或合成的原料，按照便于控制的制造技术加工生成的具 有精确控制的化学组成、便于进行结构设计的特性优异陶瓷，因其具备高硬、耐磨、耐腐 蚀、耐高温、导电、绝缘、磁性、透光、半导体以及压电、铁电、声光、超导、生物相容 等一系列优良性能，被广泛应用于国防、化工、电子、机械、航天、生物医学等各个领域。

按其特性和用途，先进陶瓷可分为结构陶瓷与功能陶瓷两大类，结构陶瓷具有机械/热/部 分化学功能；功能陶瓷具有电/磁/光/声/滑雪/生物等特性，具有相互转化功能，在先进陶 瓷中约占 70%的市场份额。从行业来看，电子工业是功能陶瓷产业最大的终端应用市场， 因此电子陶瓷是功能陶瓷的最大的细分分支，市场份额达到 80%。

以电子陶瓷为例看产业链的情况：工序长门槛高，原材料成本占比大、进口依赖严重，成 品供应商同样集中在日美欧。电子陶瓷产业的上游包括电子陶瓷基础粉、配方粉、中游包 括电子陶瓷材料及其元器件、下游包括 3C/通讯/汽车等； 工艺环节主要包括：前端粉体 →浆料→成型→烧结→后加工等，从成本占比来看，原材料、成型与烧结、后期加工分别 占比约 30%、20%、35%。具体分析，上游：陶瓷原材料包括氧化铝、氧化锆等，陶瓷粉产 能主要集中在欧美和日本，国内进口依赖严重，电子陶瓷粉 CR3=51%（日本 Sakai、NCI、 FujiTi）， 纳米氧化锆 CR3=31%(法国圣戈班、日本第一稀元素、日本东曹)。从下游供应商 格局来看，全球电子陶瓷供应商集中在日美欧，日本、美国及欧洲市场份额分别为 50%、 30%、10%。国内看，粉体环节主要厂商有国瓷材料、东方锆业等，陶瓷产品供应商主要有 三环集团、比亚迪电子等，两家均能实现粉体自制。

2.2. 5G 高频要求下，高 Q 低损耗特性陶瓷市场空间打开

应用广泛，陶瓷下游领域涵盖七大新兴领域；高 Q 低损耗特性陶瓷市场空间打开，有望持 续受益 5G 全周期建设。凭借硬度高、耐磨损、断裂韧性高等优点，陶瓷材料下游应用范 围广阔，涵盖 3C 电子、机械、光通讯、化工、医疗、航空、汽车七大领域。展望未来， 我们认为 5G 高频要求下，高 Q 低损耗特性陶瓷市场空间打开，看好陶瓷天线、LTCC、陶 瓷滤波器等持续受益 5G 全周期建设，下游行业有望迎来多维度成长，2014-2018 年，我 国电子陶瓷行业市场规模由 346.6 亿元增长至 576.9 亿元，预计 2023 年中国电子陶瓷行业 市场规模达到 1145.4 亿元。

陶瓷天线满足小型化需求：与 PCB 天线等相比，陶瓷天线介电常数高，同时可以 有效缩小天线尺寸，提升手机内部空间利用效率，同时能助力手机实现轻薄化。 具体可分为块状陶瓷天线和多层陶瓷天线。块状天线是使用高温将整块陶瓷体一 次烧结完成后再将天线的金属部分印在陶瓷块的表面上。多层陶瓷基板(LTCC 天 线)采用低温共烧的方式讲多层陶瓷迭压对位后再以高温烧结，天线金属导体可以 印在每一层陶瓷介质层上，从而有效缩小天线尺寸。

LTCC 技术从单器件到集成模块应用广泛，5G 高频化、小型化、一体化有望驱动 LTCC 产品成长。低温共烧陶瓷技术（LTCC）是一种多层陶瓷微波材料技术，可 以将无源元件内埋置到基板内部同时将有源元件贴装在基板表面、实现三维结构， 在制成无源/有源器件、功能模块集成等方面有灵活性，具有操作简单、技术成熟、 低损耗、优良的高频 Q 值、小型化等优势，可用于制作基板、器件及功能模块。

基于其性能优势，未来我们持续看好 5G 高频化、小型化、一体化下 LTCC 产品的 成长——LTCC 优良的介电特性决定其将是 5G 高频天线的最佳方案。随着频率提 高，电磁波传播过程中的衰减也会增大，毫米波频段下金属天线的导体损耗重、 天线辐射效率大幅下降。相比看，LTCC 制造高频通讯模组具备高 Q、允许大电流 及耐高温、热传导性更好、可将被动元器件埋入多层电路中增加电路密度、小 CTE 等优点，更适于 5G 高频天线的应用。

2) 通讯：基站建设：预计 5G 基站数目将是 4G 基站的 1.5 倍；光纤铺设稳定增长： 2010-2018 年，我国光纤布设长度复合年增速在 20%以上，2018 年，我国光纤接入用 户达 3.68 亿，占全部互联网宽带用户的比例同比增加 6.1%，光纤铺设长度达 4358 公 里，同比增加 16.31%；IDC 市场随流量增加而扩大：2012-2018 年，我国 IDC 市场规 模已由 210.8 亿元增长至 1277.2 亿元，CAGR 达 35.02%。上述三个细分领域将直接拉 动相关陶瓷产品如光纤陶瓷插芯、陶瓷介质滤波器需求。

光通讯：光纤陶瓷插芯将直接受益于 5G 建设。陶瓷在光通讯领域中的应用有套 管、插芯等，其中陶瓷插芯将在 5G 时代需求提升。陶瓷插芯的主要应用领域为 光纤连接器（72%）、其他光无源器件（25%）、光有源器件（3%）。与其他光纤插 芯材质如氧化铝、玻璃、模塑等相比，光纤陶瓷插芯与石英光纤热匹配性更好， 理化性能更稳定，因此成为主流材质。光纤陶瓷插芯主要应用领域包括基站建设、 光纤到户、IDC 搭建等，将直接受益于 5G 建设。

基站：微波介质陶瓷滤波器有望成为未来 5G 基站主流解决方案。5G 时代，与传 统金属腔体滤波器相比，微波陶瓷粉体较金属腔体具有更高 Q 值的材料特性，大 幅减小了插损，具有高带外抑制、温度漂移特性好、温度适用范围宽泛、多种形 式的封装结构和输出接口形式的特点，满足了基站滤波器小型化的发展趋势，判 断微波介质陶瓷滤波器有望成为未来 5G 基站主流解决方案。中国 5G 建设的推进 微波介质陶瓷滤波器技术的成熟，微波介质陶瓷滤波器空间持续提高，预计 2019-2023 年中国 5G 基站介质滤波器市场容量超过 336 亿元， CAGR 为 80.32%。

3.2. 从京瓷看陶瓷厂商成长：全球第二大电子陶瓷厂商，一体化 下游拓展

全球第二大电子陶瓷生厂商，覆盖原材料到系统整机的全球综合性企业。1959 年，日本 京瓷成立，公司成立至今，以陶瓷技术为核心，通过外延内生、垂直一体化、技术纵向深 入及下游拓展等战略，成功从单一材料供应商转变为覆盖原材料到系统整机的综合性厂商， 产品全方位覆盖零部件、终端产品、机器设备、系统产品、服务贸易五大领域，下游涵盖 材料、半导体零部件、电子元器件、通信设备、信息设备、环境能源、医疗健康七大领域， 成长为全球第二大电子陶瓷生产厂商。目前，公司旗下六大业务板块分别为汽车等工业零 部件、半导体零部件、电子设备、信息通信、办公文档解决方案、生活与环保，主要产品 包括 LED 蓝宝石基板、液晶显示屏、ICT 业务、人工关节等。

贯彻垂直一体化 市场横向扩张战略，六大板块持续驱动公司成长。垂直一体化：公司一 方面利用先进的技术工艺，不断深入研发实现技术纵向深入，从而将产业链逐步由精细陶 瓷、单机能零部件等延拓至系统整机、服务解决方案，完成由单一材料供应商到综合性厂 商的转变；市场横向扩张：产品多元化且优质化催化公司业务领域拓宽，1970s 进军电子、 工业行业、90 年代进军有机材料、信息通讯领域、21 世纪开发液晶、生活环保、机械等 业务，目前已基本实现全领域业务布局，产品下游涵盖材料、半导体零部件、电子元器件、 通信设备、信息设备、环境能源、医疗健康七大领域。公司基于垂直整合战略真正实现产 品下游及销售网络的全领域、全方位覆盖，持续驱动板块发展成长。

营收能力稳健，各业务板块占比均衡。2015-2019 年，公司销售净额由 1,526,536 百万日 元波动增长至 1,623,710 百万日元，CAGR 15.55%，归母净利润由 115,875 百万日元下滑至 81,789 百万日元，主要原因是公司并购活动较为频繁对当年营收及利润影响较大。从营收 结构看，公司营收结构稳定，2019 年，办公文档解决方案收入占比最高，为 23.1%；其次 是电子设备（22.5%），汽车等工业零部件（19.4%），信息通信（15.5%）、半导体零部件（15.3%）， 最后是生活与环保（5.0%）。

3.3. 08 年金融危机后的国内企业发展

复盘过去的每一轮危机，都是中国企业向高端进发的机会。疫情的短期影响终将过去，但 是在日韩美欧全面需求经济受影响的情况下，中国企业过去借助海外并购及技术引进等多 方面手段快速发展，预计这次也将是中国企业弯道超车的机会。5G 的技术升级恰好又给了进口替代的机会，预计从“云管端”全面国产化将在近几年大举向上游材料端演进。

复盘危机后中国海外并购扩张之路：寻求新技术的引入以及产业链的补充成为并收购主线。 08 年爆发的金融危机以及 09-12 年席卷欧洲的主权债务危机给予中国企业出海收购扩张 的时间窗口，持续蔓延的金融危机导致 1) 海外经济持续不景气，企业债务加重、现金流 收紧、急需开拓中国市场；2) 货币贬值、资产价格下行，海外企业估值下降，在此背景时 间窗口叠加政策“十一五”“十二五”的支持，中国企业积极寻求海外并购，寻求新技术 的引入以及产业链的补充成为并收购主线，且可以以优惠合理的价格进行并购扩张，典型 案例包括：10 年吉利收购福特旗下沃尔沃、11 年联想收购德国消费电子制造企业 Medion AG 约 37%的股权、12 年三一重工并购全球混凝土机械领域龙头德国普茨迈斯特等。整体 来看，中国大陆企业海外并购数量从 08 年的 126 起上升至 12 年的 191 起，金额从 103 亿美元上升至 652 亿美元。

4.1. 国瓷材料：国内领先新材料平台型企业

内生 外延式发展，多维度成长的国内领先新材料平台型企业。公司成立于 2005 年，是从 事新材料领域，集研发、生产、销售为一体的领先创新企业，2012 年于深圳证券交易所创 业板上市。通过内生 外延式发展，国瓷材料掌握了功能陶瓷材料、电子浆料、纳米粉体 材料、催化材料等关键基础材料的制备技术，生产出众多电子信息设备、通讯基站、高导 热基板等领域产品的关键原材料，通过内生和外延式发展形成了特色鲜明的新材料产业集 群。公司股权较为分散，截至 2019 年 12 月 9 日，公司股权结构第一、二大股东分别为张 曦、香港中央结算有限公司(陆股通持股)，持股分别为 19.96%、7.98%。

产品结构丰富，下游应用领域广泛。公司四大产品类别分布如下：1. 电子材料类：MLCC 配方粉类、纳米级复合氧化锆、电子浆料、氧化铝。2. 生物医疗类：义齿氧化锆瓷块及其 他氧化锆齿科材料等。3. 催化材料类：蜂窝陶瓷系列、汽车尾气净化材料、分子筛、 MTO/MTP。4. 其他材料类：陶瓷球、陶瓷结构件、伯陶墨水、色料系列等。公司下游为 MLCC 行业，与韩国三星、风华高科、比亚迪、蓝思科技、威孚高科、潍柴动力等国内外 知名厂商建立了稳定的合作关系。

历年业绩高增长，盈利能力强。公司14-18年营收CAGR 47.98%，归母净利润CAGR 71.34%， 19 年业绩预告营收 21.53 亿元，YoY 19.76%，归母净利润 5.01 亿元，YoY-7.77%；收入结 构方面，18 年主营业务板块为电子材料板块、生物医疗材料板块、催化材料板块和其他主 营业务板块，占比分别为 37.17%、18.66%、10.9%、33.26%；盈利方面，14-18 年净利率均 值为 22.25%，毛利率均值为 39.59%。

4.2 三环集团：垂直一体化的国内电子陶瓷龙头

垂直一体化的国内电子陶瓷龙头。 三环集团成立于 1970 年，于 14 年在深交所创业板挂 牌上市，是从事电子陶瓷类电子元件及其基础材料的研发、生产、与制造销售为一体的企 业。经过五十几年深耕发展，公司始终坚持技术创新道路，具备广泛的技术积累和产品 解决方案，产品结构由单一的电阻拓展到形成以先进材料为依托的多门类产业，多项产 品(如光纤陶瓷插芯、PKG 陶瓷封装基座、固体氧化物燃料电池隔膜板、陶瓷外观件等产品) 已做到全球领先；此外公司坚持垂直一体化战略，掌握了上游陶瓷粉体从粉体到浆料、成 型、烧结、加工垂直一体化的制备工艺，持续搭建全产业链平台。公司股权结构较为集中， 截至 2019 年三季报，第一、二股东为潮州市三江投资有限公司、香港中央结算有限公司(陆 股通持股)，持股比例分别为 37.02%、4.42%。

多元化产品结构，优质客户资源。公司主要产品类别如下：1. 电子元件及材料类：电子元 件材料如氧化铝陶瓷基板、氮化铝陶瓷基板等，应用于片式电阻器、厚膜电路；电子元件 如电阻器产品(陶瓷保险丝、线绕电阻等)、多层片式陶瓷电容器(MLCC)。2. 通信部件类： 移动终端部件产品如陶瓷手机后盖板、指纹识别模组用陶瓷盖板、智能穿戴外观件；光通 信产品如陶瓷插芯、光纤快速连接器等。3.半导体部件类：指纹识别系统用功能陶瓷片、 陶瓷封装基座(PKG)。4.新能源陶瓷：电堆、阳极支撑 SOFC 单电池、固体氧化物燃料电池 (SOFC)电解质隔膜片。公司下游客户集中在手机、电子、通讯、机械、电气、新能源等应 用领域，各系列产品均拥有众多优质客户，如日本松下部品、韩国三星、美国泰科、台湾 国巨、中航光电、格力电器、风华高科、美的、长虹、TCL 等。

业绩稳步增长，盈利能力行业领先。公司 14-18 年营收 CAGR 14.26%，归母净利润 CAGR 19.44%， 19 年业绩预告营收 27.29 亿元，YoY-27.23%，归母净利润 8.72 亿元，YoY-33.89%； 收入结构方面，18 年主营业务板块为电子元件及材料、光通信部件、半导体部件、接线端 子和其他主营业务，占比分别为 36.39%、36.15%、15.48%、3.27%和和 8.71%；盈利方面， 14-18 年净利率均值为 34.28%，毛利率均值为 49.61%。

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（报告来源：天风证券）

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