5G基站引入大規(guī)模陣列天線

5G基站引入大規(guī)模陣列天線。

MassiveMIMO，即大規(guī)模MIMO(Multiple-inputMultiple-output，多輸入多輸出)技術(shù)，旨在通過更多的天線大幅提高網(wǎng)絡(luò)容量和信號(hào)質(zhì)量，原理上可類比高速公路拓展馬路道數(shù)來提高車流量。

采用MassiveMIMO的5G基站不但可以通過復(fù)用更多的無線信號(hào)流提升網(wǎng)絡(luò)容量，還可通過波束賦形大幅提升網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力。

波束賦形技術(shù)通過調(diào)整天線增益空間分布，使信號(hào)能量在發(fā)送時(shí)更集中指向目標(biāo)終端，以彌補(bǔ)信號(hào)發(fā)送后在空間傳輸?shù)膿p耗，大幅提升網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力。

相比較4G基站，采用支持大規(guī)模陣列天線技術(shù)的AAU是5G基站成本大幅增加的主要原因。

天線尺寸與頻率相關(guān)，5G天線或以64通道為主。

根據(jù)無線通信原理，為了保證天線發(fā)射和接收轉(zhuǎn)換效率最高，一般天線振子的間距必須要大于半個(gè)無線信號(hào)波長(zhǎng)，而無線信號(hào)波長(zhǎng)與無線信號(hào)頻率成反比(λ=c/f，其中c為光速，f即無線信號(hào)頻率)，即當(dāng)信號(hào)頻率越高，信號(hào)波長(zhǎng)越小。

未來國(guó)內(nèi)5G頻段或以3.5GHz和2.6GHz為主，根據(jù)此頻段得出半個(gè)波長(zhǎng)大概是4.3cm/5.8cm。

根據(jù)目前的5G測(cè)試來看，目前采用64通道的MassiveMIMO技術(shù)是各個(gè)設(shè)備商的主流測(cè)試選擇。

雖然通道數(shù)越多，網(wǎng)絡(luò)的性能越高，但綜合考慮天線尺寸大小/重量、天線性能以及成本因素，目前運(yùn)營(yíng)商也在考慮低成本的MassiveMIMO方案—16通道。

我們認(rèn)為，5G前期如果64通道天線成本未下降到運(yùn)營(yíng)商接受的范圍內(nèi)，可能運(yùn)營(yíng)商在滿足部署和容量的情況下優(yōu)先考慮16通道方案。

5G 基站架構(gòu)發(fā)生較大變化，天線有源化趨勢(shì)明顯。

4G 宏基站主要分三個(gè)部分:天線、射 頻單元 RRU 和部署在機(jī)房?jī)?nèi)的基帶處理單元 BBU。

5G 網(wǎng)絡(luò)傾向于采用 AAU+CU+DU 的 全新無線接入網(wǎng)構(gòu)架，如下圖所示。

天線和射頻單元 RRU 將合二為一，成為全新的單元 AAU(Active Antenna Unit，有源天線單元)，AAU 除含有 RRU 射頻功能外，還將包含部 分物理層的處理功能。

5G時(shí)代，天線通道數(shù)增加以及天線有源化對(duì)天線設(shè)計(jì)提出更高要求，小型化及輕量化是基礎(chǔ)。

4G時(shí)代，天線形態(tài)基本是4T4R(FDD)或者8T8R(TDD)，根據(jù)目前測(cè)驗(yàn)的情況來看，5G時(shí)代可能以64T64R大規(guī)模陣列天線為主。

通道數(shù)同比增加了7-15倍，意味著天線對(duì)射頻器件需求量同比增加了7-15倍，同時(shí)天線無源部分將與RRU合為AAU，都對(duì)5G時(shí)代天線的體積及重量提出了更高的設(shè)計(jì)要求。

4G時(shí)代，無源天線+RRU重量大概在24-34kg，目前測(cè)試中的5GAAU重量大概在45kg左右，重量同比增加了32%~88%。所以在5G天線集成化的趨勢(shì)下，小型化及輕量化成為天線設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。

大規(guī)模陣列天線帶動(dòng)射頻組件需求量大幅增加。

如上文所述，我們預(yù)計(jì)5G商用宏基站將以64通道的大規(guī)模陣列天線為主。天線單元主要包括天線罩、輻射單元和校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)綜合板三個(gè)部分。

從當(dāng)前5G產(chǎn)品的研發(fā)現(xiàn)狀來看，為實(shí)現(xiàn)波束賦形等新技術(shù)，我們預(yù)計(jì)未來64通道的天線陣列將容納64個(gè)功率放大器、64個(gè)開關(guān)、64個(gè)鎖相環(huán)、64個(gè)低噪聲放大器和64個(gè)濾波器等器件。

我們認(rèn)為，射頻組件需求的提升將大幅提升基站射頻行業(yè)的市場(chǎng)空間，高度的集成化需求，也將推動(dòng)濾波器、功率放大器等射頻組件工藝進(jìn)一步升級(jí)，產(chǎn)品將更加的小型化。

大規(guī)模陣列天線驅(qū)動(dòng)5G天線價(jià)值量提升

采用MassiveMIMO的5G大規(guī)模天線不僅僅是數(shù)量的增加，天線的形式也將由無源轉(zhuǎn)向有源，可實(shí)現(xiàn)各個(gè)天線振子相位和功率的自適應(yīng)調(diào)整，顯著提高M(jìn)IMO系統(tǒng)的空間分辨率，提高頻譜效率，從而提升網(wǎng)絡(luò)容量。

另外，多天線振子的動(dòng)態(tài)組合也可適用于波束賦形技術(shù)，從而讓能量較小的波束集中在一塊小型區(qū)域，將信號(hào)強(qiáng)度集中于特定方向和特定用戶，提高覆蓋范圍的同時(shí)提升用戶體驗(yàn)。

因此，由于MassiveMIMO技術(shù)的采用，導(dǎo)致5G規(guī)模陣列天線復(fù)雜度的大幅提升，產(chǎn)品的價(jià)格也因此而大幅上漲。

與4G相比，大規(guī)模陣列天線的價(jià)格預(yù)計(jì)將大幅上升。與市場(chǎng)的普遍認(rèn)知不同，天線的價(jià)格與天線單元數(shù)目的多少并非簡(jiǎn)單的線性關(guān)系。

以4G天線為例，近期常用的4通道FDD電調(diào)天線售價(jià)約在1400元每副，8通道TDD電調(diào)天線的售價(jià)約為每副2000元，而到了5G時(shí)代，據(jù)當(dāng)前實(shí)驗(yàn)用5G基站的成本分析，初期64T64R規(guī)格的大規(guī)模陣列天線的天線單元(上游天線廠商制造部分)每扇區(qū)售價(jià)較貴，我們預(yù)計(jì)商用初期天線(AAU中無源天線+濾波器)采購(gòu)價(jià)將達(dá)到8000元左右，隨著規(guī)模量產(chǎn)，我們預(yù)計(jì)未來每扇區(qū)的平均價(jià)格有望下降至3500元左右，但相較4G時(shí)期的平均天線價(jià)格仍然有較大幅度的提升。

5G天線市場(chǎng)空間同比增長(zhǎng)124%~324%。假設(shè)5G建設(shè)周期為2020-2025年，預(yù)計(jì)建設(shè)高峰期(2020-2023年)宏基站天線市場(chǎng)每年空間可達(dá)114.2-184.4億元;相較4G建設(shè)高峰期國(guó)內(nèi)平均每年約50多億元(高峰期4G基站一年建設(shè)數(shù)為100萬站，單幅天線平均價(jià)格1700元)的宏基站天線市場(chǎng)，5G市場(chǎng)空間同比增長(zhǎng)124%~324%。

與基站設(shè)備商深度合作的天線制造商或?qū)⒊浞质芤妗?/p>

4G時(shí)代，華為躋身全球天線廠商第一。

根據(jù)全球權(quán)威第三方研究機(jī)構(gòu)ABIResearch發(fā)布的2017年全球基站天線研究報(bào)告--《天饋現(xiàn)代化，引領(lǐng)移動(dòng)寬帶網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)》，2012-2013年，華為天線市場(chǎng)份額排名第二/第三，經(jīng)歷中國(guó)4G建設(shè)大潮，從2015年開始華為天線連續(xù)兩年蟬聯(lián)市場(chǎng)份額和技術(shù)創(chuàng)新及成果轉(zhuǎn)化能力第一，引領(lǐng)全球天線產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

其中2016年各大廠商占比分比是華為31.6%、凱瑟琳21.0%、康普15.2%、安費(fèi)諾7.3%、RFS5.2%，華為市場(chǎng)占有率比2013年有10.9pct的提升。

天線市場(chǎng)商業(yè)模式轉(zhuǎn)變，市場(chǎng)份額向龍頭公司集中。

由于5G基站天線將與RRU融合形成新的單元AAU，天線公司的下游客戶將由以往的運(yùn)營(yíng)商轉(zhuǎn)變?yōu)樵O(shè)備商。

考慮到通信設(shè)備商的數(shù)量較少，目前市場(chǎng)的前四名(華為、諾基亞、愛立信、中興)幾乎壟斷全球運(yùn)營(yíng)商無線通信市場(chǎng)份額(基站設(shè)備市場(chǎng)占比在90%以上)，對(duì)于天線供應(yīng)商來說下游將更為集中。

因此，與設(shè)備商有深度合作，并且在大規(guī)模陣列天線有較多技術(shù)儲(chǔ)備的龍頭天線廠商將有望獲得更多的市場(chǎng)份額。

天線方面建議關(guān)注與設(shè)備商深度合作的上游企業(yè)。

隨著5G時(shí)代來臨，天線與基站設(shè)備實(shí)現(xiàn)更深層次的綁定，我們建議關(guān)注通宇通訊、世嘉科技、京信通信以及為華為公司天線產(chǎn)品提供精密加工服務(wù)的企業(yè)東山精密、鴻博股份(發(fā)布預(yù)案收購(gòu)弗蘭德30%股權(quán))、立訊精密。

輕量化需求推動(dòng)天線振子升級(jí)

天線振子是天線的核心部件。天線振子作為天線的主要組成部分，主要負(fù)責(zé)將信號(hào)放大和控制信號(hào)輻射方向，同樣可以使天線接收到的電磁信號(hào)更強(qiáng)。

根據(jù)天線的形態(tài)，天線振子形態(tài)也包括多種多樣，有桿狀、面狀等;根據(jù)加工工藝，主要有鈑金、PCB、塑料等。傳統(tǒng)4G天線振子多以金屬鈑金為主。

MassiveMIMO需要更多的天線振子。

從設(shè)備商測(cè)試情況來看，在熱點(diǎn)高容量地區(qū)優(yōu)先選擇64通道的天線設(shè)備，同時(shí)因?yàn)?92振子天線設(shè)備相比128振子在覆蓋能力上能提升1.7dB，目前設(shè)備商測(cè)試64通道天線大都采用96個(gè)雙極化天線振子，即192個(gè)天線振子。

相較于現(xiàn)有4G網(wǎng)絡(luò)(視天線通道數(shù)的不同，一般為10-40個(gè)天線振子)，5G天線含有的振子數(shù)將大幅增加。

雖然在高頻段更容易降低天線振子間的間距，實(shí)現(xiàn)多天線的設(shè)計(jì)以及產(chǎn)品的小型化，但其復(fù)雜度相較于現(xiàn)網(wǎng)天線產(chǎn)品依然會(huì)大幅提升。如下圖所示為5G大規(guī)模天線陣列原型機(jī)樣圖。

塑料天線振子或成為首選方案。

天線振子加工方式主要有金屬壓鑄/鈑金、PCB貼片和塑料振子，4G時(shí)代更多以金屬壓鑄/鈑金方式加工，組裝更多的靠人工，效率低下。

5G時(shí)代由于頻段更高且采用Massive-MIMO技術(shù)，天線振子尺寸變小且數(shù)量大幅增長(zhǎng)，綜合考慮天線性能及AAU安裝問題，塑料天線振子方案具有一定的綜合優(yōu)勢(shì)。

天線振子市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)可達(dá)64.1億元。

一個(gè)基站需要三面天線，假設(shè)未來單面天線主流方案采用192振子，對(duì)應(yīng)需要一個(gè)基站需要3*192=576個(gè)振子。

考慮當(dāng)前塑料天線振子還未大規(guī)模量產(chǎn)，根據(jù)調(diào)研，初始期一對(duì)振子大約7元，進(jìn)入成熟期價(jià)格可能下降到3元/對(duì)。

天線振子作為5G天線主要組成部分，可關(guān)注銀寶山新、碩貝德、飛榮達(dá)。

小型化及輕量化推動(dòng)陶瓷介質(zhì)濾波器或成為主流方案

濾波器是射頻單元核心器件之一。

隨著移動(dòng)基站支持的網(wǎng)絡(luò)頻段越來越多，濾波器成為射頻模塊中不可獲取的一部分，天線會(huì)將所有能接受到的頻段信號(hào)都送往射頻前端模塊，但我們只希望選擇特定頻段的信號(hào)進(jìn)行處理，這時(shí)候就需要濾波器來消除干擾雜波，讓有用信號(hào)盡可能無衰減的通過，對(duì)無用信號(hào)盡可能的衰減。

5G時(shí)代，天線通道數(shù)增加以及天線有源化對(duì)天線設(shè)計(jì)提出更高要求，小型化及輕量化是基礎(chǔ)。

4G時(shí)代，天線形態(tài)基本是4T4R(FDD)或者8T8R(TDD)，根據(jù)目前測(cè)驗(yàn)的情況來看，5G時(shí)代可能以64T64R大規(guī)模陣列天線為主。

通道數(shù)同比增加了7-15倍，意味著天線對(duì)射頻器件需求量同比增加了7-15倍，同時(shí)天線無源部分將與RRU合為AAU，都對(duì)5G時(shí)代天線的體積及重量提出了更高的設(shè)計(jì)要求。

根據(jù)圖表30，4G時(shí)代，無源天線+RRU重量大概在24-34kg，目前測(cè)試中的5GAAU重量大概在45kg左右，重量同比增加了32%~88%。

所以在5G天線集成化的趨勢(shì)下，小型化及輕量化成為天線設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。

5G或以陶瓷介質(zhì)濾波器為主。

3/4G時(shí)期，金屬濾波器憑借成熟的技術(shù)以及良好的性能成為那個(gè)時(shí)代的主流技術(shù)方案，進(jìn)入5G時(shí)代設(shè)備商以及天線廠商也在研發(fā)小型化金屬腔體濾波器來滿足5G需求。

根據(jù)草根調(diào)研，按照單通道計(jì)算，小型化金屬腔體濾波器的重量平均比介質(zhì)濾波器重20%左右。

正如上文所說，未來5G基站對(duì)器件的小型化及輕量化越來越重視，陶瓷介質(zhì)濾波器在滿足性能的前提條件下，憑借輕量化、抗溫漂性能好以及小型化優(yōu)勢(shì)成為主設(shè)備商主要選擇方案之一。

考慮中國(guó)移動(dòng)未來5G建設(shè)會(huì)基于2.6GHz頻段，2.6GHz16T16R天線單通道功率要求相比3.5GHz頻段64T64R天線更高，此時(shí)小型金屬腔體濾波器更占優(yōu)，因此2.6GHz頻段下天線可能會(huì)選擇小型金屬化腔體濾波器。

介質(zhì)波導(dǎo)相比介質(zhì)腔體性能更好。

陶瓷介質(zhì)濾波器技術(shù)方案主要有介質(zhì)腔體(Monoblock)和介質(zhì)波導(dǎo)(Waveguide)。因?yàn)榻橘|(zhì)腔體方案承受功率較小，性能相比介質(zhì)波導(dǎo)差，目前陶瓷介質(zhì)濾波器主流技術(shù)方案為介質(zhì)波導(dǎo)。

陶瓷介質(zhì)濾波器性能由粉體配方及生產(chǎn)工藝決定。陶瓷介質(zhì)濾波器性能主要由以下幾個(gè)因素決定:

1) 品質(zhì)因素Q:Q越大，則濾波器插入損耗越小，意味著選頻特性越好，成本越低;當(dāng)插入損耗為1dB，則信號(hào)功率被衰減20%，當(dāng)插入損耗為3dB，則信號(hào)功率被衰減50%;

2) 介電常數(shù)εr:介電常數(shù)越高，有利于器件的小型化、集成化;

3) 諧振頻率溫度系數(shù)tf:通信器件的工作溫度是不斷變化的，溫度變化同樣會(huì)引起諧振頻率變化，該系數(shù)越小則溫漂引起的諧振頻率變化越小;

陶瓷介質(zhì)濾波器上游材料主要有二氧鈦(TIO2)、氧化鋯(ZrO2)、氧化鋁(AIO3)、碳酸鋇(BaCO3)等，陶瓷介濾波器所需原材料量占整體上游原料比例較小，因此這些原材料采購(gòu)方便。

根據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈調(diào)研，原料合成即陶瓷介質(zhì)粉體材料配方是決定濾波器性能好壞的關(guān)鍵因素之一，同時(shí)介質(zhì)濾波器生產(chǎn)過程中需盡力控制工藝以制出雜質(zhì)少、缺陷少、晶粒均勻分布的陶瓷，因此陶瓷介質(zhì)濾波器性能由粉體配方及生產(chǎn)工藝決定。

目前國(guó)內(nèi)濾波器廠商在3/4G都是以生產(chǎn)金屬濾波器為主，未來升級(jí)生產(chǎn)小型金屬腔體濾波器難度較小。

陶瓷濾波器產(chǎn)業(yè)鏈目前以華為為主導(dǎo)，國(guó)內(nèi)能夠生產(chǎn)陶瓷介質(zhì)濾波器的公司主要有未上市的燦勤科技，上市公司中主要有東山精密(艾福電子)，武漢凡谷，風(fēng)華高科(國(guó)華新材料)，通宇通訊(江佳電子)以及北斗星通(佳利電子)，港股上市公司京信通信表示也已經(jīng)有介質(zhì)波導(dǎo)濾波器生產(chǎn)能力。

海外能夠提供陶瓷介質(zhì)濾波器主要有美國(guó)的CTS和日本的村田公司，其中美國(guó)CTS為介質(zhì)濾波器鼻祖。

根據(jù)上文描述，運(yùn)營(yíng)商在5G實(shí)際建設(shè)中，可能根據(jù)覆蓋場(chǎng)景及容量要求選擇不同多天線方案(64T64R或者16T16R)。

我們分別假設(shè)兩種場(chǎng)景來測(cè)算濾波器市場(chǎng)彈性，假設(shè)方案一:16T16R和64T64R建設(shè)比例各占一半，對(duì)應(yīng)小型金屬腔體濾波器和陶瓷介質(zhì)濾波器數(shù)量各占一半;假設(shè)方案二:64T64R建設(shè)比例為75%，16T16R為25%，根據(jù)上文，16T16R會(huì)選用小型金屬腔體濾波器，對(duì)應(yīng)小型金屬腔體濾波器比例為25%，陶瓷介質(zhì)濾波器比例為75%。

假設(shè)64T64R占比75%，市場(chǎng)空間同比增長(zhǎng)89%~277%。

在4G規(guī)模建設(shè)期間，根據(jù)濾波器的出廠價(jià)格進(jìn)行測(cè)算，預(yù)計(jì)國(guó)內(nèi)基站濾波器市場(chǎng)規(guī)模每年在27億元左右，假設(shè)64T64R建設(shè)比例為75%，預(yù)計(jì)建設(shè)高峰期(2020-2023)宏基站濾波器市場(chǎng)空間每年可達(dá)約50.9-101.7億元，相較4G規(guī)模建設(shè)期，市場(chǎng)空間同比增長(zhǎng)89%~277%。

假設(shè)64T64R占比50%，市場(chǎng)空間同比增長(zhǎng)54%~205%。

假設(shè)64T64R建設(shè)比例為50%，5G建設(shè)周期為2020-2025年，預(yù)計(jì)建設(shè)高峰期(2020-2023)宏基站濾波器市場(chǎng)空間每年可達(dá)約41.5-82.3億元，相較4G規(guī)模建設(shè)期每年27億，市場(chǎng)空間同比增長(zhǎng)54%~205%。

基站濾波器市場(chǎng)空間大幅增加，建議關(guān)注*st凡谷、東山精密(已完成收購(gòu)蘇州艾福電子70%股權(quán)，艾福主要生產(chǎn)包括陶瓷介質(zhì)濾波器等)，風(fēng)華高科(國(guó)華新材料)。

PCB板高頻高速化，單基站PCB價(jià)值量提升7倍以上

電路板是組裝電子器件的關(guān)鍵互連件。

印制電路板(PCB)，是指通用基材上按預(yù)定設(shè)計(jì)形成點(diǎn)間連接及印制元件的印制板，其主要功能是使各種電子零組件形成預(yù)定電路的連接，起中繼傳輸作用。不僅為電子元器件提供電氣連接，也承載著電子設(shè)備數(shù)字及模擬信號(hào)傳輸、電源供給和射頻微波信號(hào)發(fā)射與接收等業(yè)務(wù)功能，下游應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，因而被稱為“電子產(chǎn)品之母”。PCB種類較多，排除封裝基板，一般按照材質(zhì)物理性質(zhì)將PCB分為剛性版(單面板、雙面板、多層板)、撓性板、剛繞結(jié)合板等。

從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來看，當(dāng)前PCB市場(chǎng)中多層板仍占主流地位。

通信領(lǐng)域PCB板主要集中在無線、傳輸、數(shù)據(jù)通信等應(yīng)用領(lǐng)域，產(chǎn)品涵蓋了背板、高速多層板、高頻微波板等。不同于消費(fèi)電子類PCB產(chǎn)品多為撓性板(FPC)和高密度互聯(lián)印刷電路板(HDI)，通信用PCB多為剛性多層板。

4G基站僅RRU+BBU有PCB需求。4G基站架構(gòu)主要包括無源天線、射頻拉遠(yuǎn)單元(RRU)和基帶單元(BBU)，其中無源天線內(nèi)部主要采用射頻線纜連接，RRU內(nèi)PCB板主要包括射頻板，BBU內(nèi)PCB板主要包括基帶板和背板。

5G基站新架構(gòu)及新技術(shù)提升PCB需求量。

如前文所述，5G基站架構(gòu)中無源天線將和RRU合成新的單元-AAU，AAU將包含部分物理層功能;而BBU將可能拆分為CU和DU。

參考當(dāng)前5G實(shí)驗(yàn)網(wǎng)AAU設(shè)備的設(shè)計(jì)，預(yù)計(jì)每個(gè)AAU將包含2塊電路板:1個(gè)功分板，1個(gè)TRX板。功分板主要集成了功分網(wǎng)絡(luò)和校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)，一般為一個(gè)雙層板+一個(gè)四層板，或者集成在一個(gè)六層板;TRX板主要集成功率放大器(PA)+濾波器+64通道的收發(fā)信機(jī)、電源管理等器件集成在同一電路板上，一般為12-16層復(fù)合板。

由于AAU設(shè)備的內(nèi)部連接更多采用PCB形式，5G時(shí)期單站PCB的數(shù)量相較4G時(shí)期會(huì)大幅提升。

高頻及高速要求推升單板價(jià)格，5GAAUPCB價(jià)值量提升7倍以上。

考慮到5G對(duì)天線系統(tǒng)的集成度提出了更高的要求。AAU射頻板需要在更小的尺寸內(nèi)集成更多的組件。在這種情況下，為滿足隔離的需求，需要采用更多層的印刷電路板技術(shù)。

另外，AAU射頻電路板相較于4G時(shí)期的尺寸也會(huì)更大，考慮到5G基站發(fā)射功率的提升，工作頻段也更高，因此5G的射頻電路板對(duì)于材料的高速性能以及高頻性能也提出了更高的要求。

因此綜合來看，層數(shù)增加，尺寸增大，材料要求提升，5GAAUPCB板的價(jià)值量相較4GRRUPCB大幅提升。

國(guó)內(nèi)天線射頻側(cè)PCB市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)可達(dá)470.3億元。

經(jīng)過測(cè)算，5G單基站射頻側(cè)PCB價(jià)值量約9120元，4G單基站射頻側(cè)PCB價(jià)值量約1080元，可以發(fā)現(xiàn)，單基站價(jià)值量提升7倍以上。

如上文所述，我們預(yù)計(jì)國(guó)內(nèi)5G宏基站規(guī)?？蛇_(dá)506.4萬站，考慮到近幾年P(guān)CB價(jià)格穩(wěn)定且略有上漲，假設(shè)PCB價(jià)格不變，對(duì)應(yīng)5G時(shí)期射頻側(cè)PCB規(guī)模可達(dá)461.8億元。

綜合以上，我們認(rèn)為5G基站電路板市場(chǎng)將有望量增價(jià)漲。

傳統(tǒng)與創(chuàng)新并進(jìn)，國(guó)資收購(gòu)功放標(biāo)的有望填補(bǔ)A股空白3/4G時(shí)期以橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體(LDMOS)工藝為主。

射頻功率放大器是無線發(fā)射機(jī)的核心部件，用以使無線信號(hào)具備足夠的發(fā)射功率向外輻射。

目前基站用功率放大器主要采用基于硅的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體(LDMOS)技術(shù)。

LDMOS有局限性，氮化鎵(GaN)成為中高頻段主要技術(shù)方向。未來5G商用頻段主要在3.5GHz附近，LDMOS技術(shù)在高頻應(yīng)用領(lǐng)域存在局限性:LDMOS功率放大器的帶寬會(huì)隨著頻率的增加而大幅減少，LDMOS僅在不超過約3.5GHz的頻率范圍內(nèi)有效，因此在3.5GHz頻段LDMOS的性能已開始出現(xiàn)明顯下滑。

除此之外，5G基站AAU功率大幅提升，單扇區(qū)功率從4G時(shí)期的50W左右提升到5G時(shí)期的200W左右，傳統(tǒng)的LDMOS制程將很難滿足性能要求。

隨著半導(dǎo)體材料工藝的進(jìn)步，氮化鎵(GaN)正成為中高頻頻段PA主要技術(shù)路線，GaN技術(shù)優(yōu)勢(shì)包括能源效率提高、帶寬更寬、功率密度更大、體積更小，使之成為L(zhǎng)DMOS的天然繼承者。

Massive-MIMO天線要求器件小型化，GaN尺寸為L(zhǎng)DMOS尺寸1/6至1/4。

GaN相比LDMOS每單位面積可將功率提高4到6倍。

也就是說，相同發(fā)射功率規(guī)格下，GaN裸片尺寸為L(zhǎng)DMOS裸片尺寸的1/6至1/4。

受基站內(nèi)功率放大器尺寸要求和材料能量密度的限制，LDMOS在3.5GHz附近最大發(fā)射功率會(huì)大幅度下降，導(dǎo)致需要更多LDMOS器件，基于此，GaN具有更高功率密度特性，能夠?qū)崿F(xiàn)更小器件封裝，因而非常適用于5G的Massive-MIMO天線系統(tǒng)。

參考目前實(shí)驗(yàn)5G基站的上游采購(gòu)價(jià)格，目前用于3.5GHz頻段的5G基站，采用LDMOS工藝的功率放大器單扇區(qū)的價(jià)格大約超過了400美金，采用GaN工藝的功率放大器價(jià)格更是超過了700美金。

而當(dāng)前4G功放單扇區(qū)的價(jià)格200美金左右，5G功率放大器的價(jià)格達(dá)到了4G時(shí)期的2~3.5倍。

GaN技術(shù)雖然性能出眾，但考慮到GaN昂貴的成本，預(yù)計(jì)初期5G功率放大器可能會(huì)以LDMOS與GaN混合為主，隨著成本的不斷下降，后續(xù)逐漸被GaN完全取代。

考慮到功率放大器行業(yè)的壟斷性，我們預(yù)計(jì)5G規(guī)模建網(wǎng)期間降價(jià)空間比較有限。

預(yù)計(jì)功率放大器市場(chǎng)空間大幅增加。

在4G建設(shè)高峰期，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)平均每年功率放大器的市場(chǎng)空間約在42億元。考慮到單站功率放大器價(jià)格的大幅提升，到了5G時(shí)代，單站價(jià)格的大幅上漲將推動(dòng)功率放大器的總市場(chǎng)空間大幅提升，假設(shè)5G建設(shè)周期為2020-2025年，預(yù)計(jì)建設(shè)高峰期(2020-2023)宏基站功率放大器市場(chǎng)空間每年可達(dá)約108.2-188.9億元，相較4G規(guī)模建設(shè)期，市場(chǎng)空間同比增長(zhǎng)158%-350%。

國(guó)內(nèi)稀缺功率器件標(biāo)的正尋找A股上市。

傳統(tǒng)基站功率放大器領(lǐng)域，主要由恩智浦(NXP)、飛思卡爾(Freescale)和英飛凌(Infineon)三家公司壟斷，2015年NXP完成收購(gòu)Freescale，為了規(guī)避反壟斷調(diào)查，NXP便將自己的RFPower部門以18億美元的價(jià)格出售給國(guó)內(nèi)的北京建廣資本，收購(gòu)的恩智浦RFPower部門現(xiàn)改組為Ampleon公司，截止到2016年底，Ampleon在全球基站功率放大器領(lǐng)域的市場(chǎng)占有率達(dá)到了約38%，排名世界第二。

2018年6月，國(guó)內(nèi)A股上市公司旋極信息發(fā)布公告，與合肥瑞成股東之一北京嘉廣資產(chǎn)管理中心簽訂《合作意向書》，擬購(gòu)買其持有的合肥瑞成股權(quán)，從而間接收購(gòu)Ampleon股權(quán)。

未來，隨著毫米波等高頻段技術(shù)的成熟，GaN作為主流技術(shù)將成為必然，化合物半導(dǎo)體相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈公司將深度受益。

5GAAU內(nèi)射頻連接以板對(duì)板盲叉連接器為主

3/4G時(shí)期以饋電網(wǎng)絡(luò)方式存在，通過饋線連接。

3/4G時(shí)期，天線與RRU之間、天線內(nèi)部天線振子與射頻器件相連都是通過饋線連接。

天線與RRU之間的射頻饋線主要包括主饋線和跳線，跳線為基站天線和主饋線、主饋線和BTS之間提供連接，一般為1/2”電纜;主饋線為機(jī)房到天線平臺(tái)之間連接，一般采用7/8”電纜。

天線內(nèi)部饋線主要為半柔電纜。

5G時(shí)代通道數(shù)變多以及集成化，射頻連接以板對(duì)板盲叉連接器為主。

5G時(shí)代天線有源化，AAU內(nèi)功分網(wǎng)絡(luò)和基帶處理板將以PCB形式存在，傳統(tǒng)饋線連接方式已不能滿足需求，此時(shí)板對(duì)板之間需要由射頻連接器進(jìn)行連接。

盲插型連接器分別電連接在天線射頻通道的輸入端和收發(fā)組件的輸出端口，盲插型連接器的種類和形式較多，可以自由選型。

SMP板對(duì)板連接器組件是一個(gè)浮動(dòng)的結(jié)構(gòu)，由一個(gè)與PCB焊接連接的snap座子，另一個(gè)與PCB焊接連接的slide座子以及中間的轉(zhuǎn)接器bullet構(gòu)成。

兩個(gè)座子分別焊接在兩塊PCB板上，三個(gè)連接器與兩塊PCB板組成一個(gè)連接器電路板組件。

國(guó)內(nèi)連接器的主要廠商:西安華達(dá)、金信諾、中航光電(電連接器產(chǎn)品在航空領(lǐng)域市場(chǎng)占有率達(dá)60%)、通茂電子(6908廠子公司)、中電科55所等。

海外連接器主要廠商:TEConnectivity泰科電子(美國(guó))、Amphenol安費(fèi)諾(美國(guó))、Rosenberger羅森伯格(德國(guó))、RADIALL雷迪埃(法國(guó))等。

射頻連接器市場(chǎng)可達(dá)94.4億元。一個(gè)基站需要三面天線，假設(shè)未來單面天線主流方案采用64T64R，對(duì)應(yīng)一個(gè)基站需要盲叉連接器的數(shù)量為66*3=198個(gè)。

根據(jù)草根調(diào)研目前SMP盲插連接器國(guó)內(nèi)廠商價(jià)格大概15元/個(gè)，未來成熟期有望下降到6元/個(gè)。假設(shè)5G建設(shè)周期為2020-2025年，預(yù)計(jì)建設(shè)高峰期(2020-2023)宏基站連接器市場(chǎng)空間每年可達(dá)約14.1-26.8億元。

責(zé)任編輯：xj

原文標(biāo)題：5G基站端射頻產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展新機(jī)遇（天線、PA、PCB、天線振子、濾波器、連接器）

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