第96届中国电子展

你所在的位置:  首页 > 官方新闻
5G基站:核心元器件率先爆发,加速落地成定局
2020年09月10日
来源:CEF组委会   


据央视《中国新闻》节目报道,新基建包括七大领域:5G基站建设、特高压、城际高速铁路和城市轨道交通、新能源汽车充电桩、大数据中心、人工智能、工业互联网。

5G基站建设被放到首要位置,并且三大运营商及多个地方政府都已披露了数量可观的5G建设计划。中国移动(CM)已完成第一阶段部署(5G服务部及50个城市,截至1月建设7.4万台5G基站),目前的目标是到2020年底建设超过30万5G基站,覆盖所有293个地级市。中国联通(CU)计划与中国电信(CT)共建共享,目标2020年二季度和三季度底分别达到10万和25万的5G基站(截至2月有6.4万台),比原计划提前一个季度。

3月6日,中国移动发布2020年5G二期无线网主设备集中采购公告,正式启动旗下28个省、自治区、直辖市共232143个基站的采购招标,拉开2020年5G大规模建设的序幕。

2019年通信建设支出已经恢复增长,业界普遍预期,未来五年我国都将维持5G大规模建设状态。据中国信通院预测,预计到2025年5G网络建设投资累计将达到1.2万亿元。此外,5G网络建设还将带动产业链上下游以及各行业应用投资,预计到2025年将累计带动超过3.5万亿元投资。
 


5G布局主要包含三个层面:标准层、硬件层和应用层,标准层为5G标准和核心专利,硬件层为5G网络解决方案及设备提供和应用运营,应用层为终端(手机)及应用服务(APP)。我国在硬件层和应用层的研发和部署上均领先全球,在标准层与世界巨头平分秋色,加上我国政府在5G发展态度明确,积极支持加快5G建设,推动我国在5G领域的布局处于全球领先的地位。

4G时期我国与其他国家商用进程基本保持同步,而5G我国布局较早,推进节奏处于领先水平,加之5G网络场景的多样性,技术演进路径更长,所以我国的5G网络建设的进度更加平稳,将持续5-6年以上,行业盈利能力更加平稳持续。

为了保证服务覆盖范围,5G网络必须采用更加密集的组网,预计基站数量将为4G的1.3-1.5倍。4G基站覆盖半径在1-3公里,5G频段频率提升对应信号更易衰减,单基站信号覆盖面积降低,对应所需基站数量提升。

中国联通网络技术研究院表示5G宏基站数量是4G宏基站数量的1.5-2倍。根据预测,在共建共享背景下,我国19年开启5G宏基站建设,2025年5G宏基站的数量预期为600万座。

由于5G频段相比4G更高,在传播过程中的损耗更大,因此5G对传输的速率、稳定性、低延时要求趋严。为满足5G时期不同场景对传输速率、传输质量的要求,在建设过程中将会大规模布局基站,特别是小基站和室内基站。

随着5G基站建设密集铺开,从PCB、天线、元器件、泛射频领域都将迎来重大的变革机遇。基站天线、天线振子以及滤波器等基站核心元件需求将率先迎来爆发期。

PCB:5G通信设备产业链主要受益者之一
5G时期数据量更大、发射频率更大、工作的频段也更高,需要基站用PCB板有更好的传输性能,这意味着5G基站对PCB板有着高频、高速、高数据量的技术要求。

Prismark预计到2022年全球PCB市场有望达到760亿美元,2019-2022年的复合增长率CAGR为5%。5G对于通信、计算机、消费电子的需求都将带来正面利好。对于中国大陆,其利好尤其体现在通信领域的应用。

4G宏基站单站PCB的价值约为5000元,5G时代对高频材料的需求和PCB层数的提升带动ASP增长,随着5G量产,2020年开始单个基站的价值回落,但随着建设数量的提升,5G基站PCB市场规模将从19年的24亿元人民币增长至2021年的约120亿元人民币。

PCB产业链可大致分为上游原材料,覆铜板,PCB板,以及终端应用。在CCL的上游原材料方面,主要有铜箔、玻纤和树脂。

从PCB和CCL的竞争格局来看,中国厂商已经拥有一定的市场份额,在传统的产品已经获得不错的市场地位。

PCB全球来看,中国台湾的臻鼎、日本的旗胜、美国TTM,中国台湾的欣兴、华通、健鼎占据前几位;中国大陆的深南、沪电、景旺、胜宏都属于优质标的;特别是深南、沪电以及生益电子(生益科技子公司),在全球高频PCB中占据一定的市场份额。

5G基站建设数量增加,并伴随天线数量大幅增加,将进一步提升高频覆铜板用量。与传统基站一般4-8根、最多十余根天线相比,5GMassiveMIMO可以多达128、256根甚至更多,借助大量可独立收发数据的天线单元,配合3D波束成形将信号对准期望用户并尽可能减少干扰,从而大幅提升频谱效率。预计2022年5G时期基站天线用高频CCL市场规模达76亿美元,2018-2022年CAGR达116%。


基站天线性能决定通信质量
基站天线作为射频模块的重要组成部分,其性能却直接决定了通信质量。5G时代的到来将带动天线产品不断升级,实现附加值的飞速提升。

移动基站天线经历了一体化宏基站天线、基带处理单元和射频拉远模块分离、MIMO天线、有源天线、MassiveMIMO等发展阶段,传统的TDD网络的天线基本上是2天线、4天线或8天线,而MassiveMIMO的通道数达到64/128/256个。

4G-5G时代,让用户体验从xMbp步入到xGbps的时代。支撑用户极速体验的关键技术包括MassiveCA、MassiveMIMO以及高阶信号调制等技术。其中MassiveMIMO天线是MassiveMIMO技术实现的关键技术。

随着MassiveMIMO的应用,5G基站的软件和硬件架构出现了显著变化。MassiveMIMO是一种利用大规模天线阵列(增加天线振子数量,即Massive)、分集增益(多发射多接受技术,即MIMO)、空分复用技术(波束赋形)提高信号增益的有效办法。

由于MassiveMIMO要实现波束赋型等功能,天线不再只是一个无源设备,而是需要通过有源化给不同的振子不同的波形并赋予不同的功率和相位,因此5G天线从结构上与4G天线相比发生了极大改变,5G天线将新增了PCB板,用PCB板来代替以前移相器和馈电网络的工作,同时由于通道数增加,滤波器和连接器的数量也大幅增加。


 
射频器件是通信基站中的重要组成部分
通信基站的物理结构由基带模块和射频模块两大部分组成。基带模块主要是完成基带的调制与解调、无线资源的分配、呼叫处理、功率控制与软切换等功能。射频模块主要是完成空中射频信道和基带数字信道之间的转换,以及射频信道的放大、收发等功能。

射频器件也是通信基站中的重要组成部分,射频器件包含滤波器、双工器、合路器、功分器等。其中滤波器负责发送和接受信号的滤波,是射频端的关键组成部分。在3G/4G时代,基站滤波器主要以金属同轴腔体为主,到了5G时代,具有高Q值、低损耗、低温漂的陶瓷介质滤波器将有望成为主流。

5G时代,MassiveMIMO天线用量将从过去的8/16个上升到168/256个,天线数量的大幅增加带动陶瓷介质滤波器市场大幅增长。

我国主要的通讯机用陶瓷滤波器企业有新诚氏电子,正原电气,江佳电子,灿勤电子,西迪斯(天津)电子,无锡村田公司,华普微电子,珠海爱普科斯。国际公司主要有,日本村田公司、德国EPCOS(S+M)、美国TransTech、英国MorganElectroCeramics。

从主要客户方面来看,大富科技、武汉凡谷、春兴精工和东山精密的主要客户都是华为。在滤波器行业方面,春兴精工于2015年积极开拓新市场,先后被诺基亚选定为ODM滤波器供应商和成为爱立信的滤波器供应商。东山精密的滤波器已经在华为取得突破。

4G涵盖数据的能力较强,现有频谱资源也较为丰富。5G部署将是逐渐完成的,早期部署将在LTE核心网络的基础上进行。尽管前景光明,但5G将不会在短期内完全改变或颠覆电信领域或其他行业,短期内将基本表现为4G/5G协同发展。

从过去3G和4G时代运营商的资本支出趋势可以看出,每一轮的大规模投资铺设网络有比较明显的周期性,其中以7/8年构成一个完整的上行和下行期,对应3G/4G时代的大规模投资。从投资强度上看,运营商资本开支将在2019年开始再次进入上升期,并在2020年大规模启动,整体运营商资本开支将从18年3000亿左右上升至2021年的8000亿元左右。高强度的资本开支也带动相关细分领域的景气周期。预计5G相关产业链市场爆发将持续到2023年。


第96届中国电子展
展会时间:2020年11月16日-18日
展会地点:上海新国际博览中心
展示范围:5G核心元器件、智能传感器、连接器、电子设备智能制造、5G技术应用、智联网AIOT等领域

届时,国内外知名厂商、行业大咖、专家学者将汇聚一堂,共同探讨行业发展新方向。作为万众瞩目的电子行业盛会将会呈现怎样的精彩,让我们拭目以待!