5G對無(wú)線(xiàn)通訊芯片產(chǎn)業(yè)鏈的影響力

　　5G與現有移動(dòng)通信技術(shù)相比應有三個(gè)顯著(zhù)的特征：千億級別的聯(lián)接數量、1毫秒的超低時(shí)延和10Gbps的通信速率。5G不僅僅是一次技術(shù)升級，這些特征將使5G成為一個(gè)強大的平臺，進(jìn)而催生出無(wú)數新應用、新商業(yè)模式，甚至新的產(chǎn)業(yè)，5G將成為很多顛覆式創(chuàng )新的使能技術(shù)。

　　盡管現在很難預測5G將如何影響人們的生活，但技術(shù)創(chuàng )新與人類(lèi)想象力的結合無(wú)疑將為人們創(chuàng )造一個(gè)更加美好的未來(lái)。毫無(wú)疑問(wèn)，5G將幫助我們解決現有技術(shù)無(wú)法解決的諸多挑戰，特別是在聯(lián)接數量、網(wǎng)絡(luò )時(shí)延和速度方面的挑戰。
 

 

　　5G通信行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈條的重要環(huán)節

　　主要包括以下五個(gè)重要環(huán)節：

　?、倬W(wǎng)絡(luò )規劃設計(前期技術(shù)研究及網(wǎng)絡(luò )建設規劃)

　?、跓o(wú)線(xiàn)主設備(核心網(wǎng)、基站天線(xiàn)、射頻器件、光器件/光模塊、小基站等，無(wú)線(xiàn)配套、網(wǎng)絡(luò )覆蓋與優(yōu)化環(huán)節開(kāi)始布局)

　?、蹅鬏斣O備(無(wú)線(xiàn)設備后需要有線(xiàn)傳輸鏈接，緊跟其后的包括光纖光纜、系統集成、IT支持、增值服務(wù)等)

　?、芙K端設備(芯片及終端配套)

　?、葸\營(yíng)商

　?、轕CB/CCL產(chǎn)業(yè)鏈(用于基站射頻、基帶處理單元、IDC和核心網(wǎng)路由器等);⑦介質(zhì)波導濾波器(基站射頻)

　　按器件種類(lèi)來(lái)看，射頻前端模組可以分為放大器、濾波器、天線(xiàn)開(kāi)關(guān)/調諧器及天線(xiàn)四部分。

　　射頻系統市場(chǎng)未來(lái)五年市場(chǎng)規模將迅速增長(cháng)，其中濾波器市場(chǎng)的規模則占比市場(chǎng)的50%以上，濾波器產(chǎn)品和功放產(chǎn)品市場(chǎng)規?？偤瓦_到整體市場(chǎng)容量的80%～90%。射頻開(kāi)關(guān)市場(chǎng)排名第三，2020年之后毫米波元器件市場(chǎng)開(kāi)啟。
 

 

　　濾波器

　　濾波器的主要作用是在雜亂的空間將目標信號過(guò)濾出。隨著(zhù)手機支持頻率的增加和MIMO技術(shù)的引入，濾波器需求指數上升。

　　為添加新頻段通信功能，需要提升濾波器數量。4G到5G，Skyworks預計濾波器數量平均將由40只提升至50只。高頻通信場(chǎng)景中，現有SAW/TC-SAW濾波器將替換為BAW/FBAR?，F有濾波器頭部廠(chǎng)商因為市場(chǎng)規模提升直接受益。

　　SAW濾波器2G、3G、4G已廣泛應用，一般工作在1.9GHz以下頻段，最新的研究將應用上限推廣到了2.5GHz左右。而B(niǎo)AW濾波器一般工作在1.5GHz～6.0GHz，最高可以工作在10GHz以上，在高頻通信中應用更為適合，另外相比SAW溫漂較低。

　　另外，在高頻超寬帶場(chǎng)景(如3.3-4.2GHz;3.3～3.8GHz;4.4～5.0GHz)通信中，終端如果采用CPE，單通道可達500MHz，以低溫共燒陶瓷(LTCC)工藝制作的濾波器的應用將更加普遍。相比SAW或BAW濾波器，LTCC雖然可處理高頻信號，但選頻能力較差。但LTCC對高功率場(chǎng)景的處理能力優(yōu)于SAW或BAW濾波器。

　　功率放大器(PA)

　　PA用于將信號功率放大輸出至天線(xiàn)以發(fā)射信號。手機PA隨著(zhù)天線(xiàn)的數量增多而增多。PA市場(chǎng)將由2017年的50億美元增長(cháng)至2023年的70億美元，復合增速為6%。市場(chǎng)容量在4G時(shí)代被濾波器超過(guò)，排名第二。

　　5G時(shí)代，預計GaAs依然是手機功放的主流方案。為實(shí)現從2通道向4通道通信，PA數量預計將可能翻倍提升。長(cháng)期看，為支持更高頻率信號的輸出，現有GaAs材料也可能向GaN材料功放升級。從3G時(shí)代起由于擊穿電壓、輸出功率等優(yōu)勢，GaAs材料代替CMOS材料成為PA市場(chǎng)主流材料。隨著(zhù)更多廠(chǎng)商的加入，PA市場(chǎng)的競爭進(jìn)一步加劇。因此頭部廠(chǎng)商將PA同基帶、開(kāi)關(guān)等芯片綁定銷(xiāo)售，以提升競爭力。

　　射頻開(kāi)關(guān)和調節器(Switch&Tuner)

　　類(lèi)似于濾波器的需求提升，5G因為頻段的增加將帶來(lái)通道數的提升，進(jìn)而推動(dòng)開(kāi)關(guān)市場(chǎng)的容量增長(cháng)。終端射頻開(kāi)關(guān)市場(chǎng)規模將由2017年的10億美元增至2023年的30億美元，復合增速約為20%。

　　天線(xiàn)調節器Tuner市場(chǎng)也將迎來(lái)增長(cháng)，從2017年的4.63億美元向10.00億美元發(fā)展，復合增速約為14%;LNA從2017年的2.46億美元增長(cháng)至2023年的6.02億美元，復合增速約為16%。

　　由于模塊化的集成方式的商業(yè)考慮和LTE全網(wǎng)通的技術(shù)趨勢，射頻行業(yè)的生態(tài)出現了較大變化，歷史上以PA為核心的射頻行業(yè)的價(jià)值量漸漸向Filter+PA的雙重點(diǎn)方向演進(jìn)，有源和無(wú)源器件供應商開(kāi)始通過(guò)并購等模式互相滲透。
 

 

　　天線(xiàn)

　　MIMO應用確定，LDS和LCP天線(xiàn)成為趨勢天線(xiàn)系統是射頻系統中關(guān)鍵的組成部分，目前有被集成至射頻模組中的案例，但未被集成至芯片級，是射頻半導體領(lǐng)域的補充。

　　天線(xiàn)數量提升和新工藝的加入有利于天線(xiàn)提供商信維通信等。為了減小尺寸、可有若干解決方案，包括PI基材向LCP基材或LDS方向演進(jìn)。然而5G基站相比手機功能僅為連接。因此5G基站射頻市場(chǎng)基本等同于整體市場(chǎng)規模，同手機射頻市場(chǎng)規模處在同一量級。

　?、?G技術(shù)對天線(xiàn)的形態(tài)和性能提出了新的要求。相對于4G技術(shù)，5G的頻譜效率將提高5-10倍，天線(xiàn)技術(shù)的提升是其關(guān)鍵技術(shù)之一?；咎炀€(xiàn)屬于傳統天線(xiàn)業(yè)務(wù)，將通過(guò)超密集組網(wǎng)將現有站點(diǎn)提升10倍以上，以此實(shí)現5G通信密集、異構、分離(DHS)式的通信要求;MIMO技術(shù)以大規模MIMO為方向，通過(guò)增加天線(xiàn)數量提升信道容量，使頻譜利用率成倍提升，達到5G的應用要求。

　?、趶臒o(wú)源天線(xiàn)到有源天線(xiàn)系統，天線(xiàn)的功能趨向于小型化、密集化、定制化。超密集組網(wǎng)技術(shù)需要增加基站數量，大規模天線(xiàn)技術(shù)需要增加基站攜帶的天線(xiàn)數量。
 

 

　　5G時(shí)代來(lái)臨帶來(lái)射頻器件單機數量和價(jià)值量的增加，全球射頻市場(chǎng)規模有望增長(cháng)。5G商用手機銷(xiāo)售將始于2020年，其銷(xiāo)量在2025年將超過(guò)3億部。

　　隨著(zhù)5G網(wǎng)絡(luò )的普及，全球移動(dòng)終端射頻器件市場(chǎng)將迎來(lái)穩健增長(cháng)。據美國高通公司預測，移動(dòng)終端射頻前端模塊在2015-2020年間的復合增速在13%以上，到2020年市場(chǎng)規模將超過(guò)180億美元。其中，濾波器是射頻前端模塊增長(cháng)最快的細分方向，濾波器市場(chǎng)將由現在的50億美元的市場(chǎng)規模增長(cháng)至2020年的130億美元。

　　與4G相比，5G時(shí)代將有更多的通信頻段資源被投入使用，多模多頻使得5G手機對于射頻前端芯片的需求增加，有專(zhuān)家預計射頻前端芯片占據手機成本的比例甚至有可能超過(guò)基帶處理器等其他關(guān)鍵器件。
 

 

　　結尾

　　從歷史上看，每一次通信技術(shù)升級都帶來(lái)了行業(yè)格局上的變革與機遇，而5G技術(shù)的特性將推動(dòng)射頻前端芯片的變革，為無(wú)線(xiàn)通訊芯片行業(yè)的增長(cháng)帶來(lái)機遇。

　　到2020年，預計將有超過(guò)500億的互聯(lián)設備。因此，5G網(wǎng)絡(luò )必須具有更高的可擴展性、智能性和異構性。分布式小型基站、支持數百個(gè)天線(xiàn)的海量MIMO以及通過(guò)CloudRAN進(jìn)行的集中式基帶處理等技術(shù)將顯著(zhù)增大覆蓋范圍與數據吞吐量。網(wǎng)絡(luò )將需要通過(guò)回程及光前傳來(lái)進(jìn)行安全連接，以完成處理。

　　展望未來(lái)，隨著(zhù)手機出貨量及硬件規格升級的放緩，預計行業(yè)總體增速下降至2.9%左右。但由于5G需要支持新的頻段和通信制式，包括濾波器，功率放大器，開(kāi)關(guān)等射頻前端存在結構性增長(cháng)機會(huì )。