datasheet

5G基站将给供应链带来新的春天

2019-02-11来源: 华泰证券 关键字:5G基站

D),根据目前测验的情况来看,5G时代可能以64T64R大规模阵列天线为主。

 

通道数同比增加了7-15倍,意味着天线对射频器件需求量同比增加了7-15倍,同时天线无源部分将与RRU合为AAU,都对5G时代天线的体积及重量提出了更高的设计要求。

 

根据图表30,4G时代,无源天线+RRU重量大概在24-34kg,目前测试中的5GAAU重量大概在45kg左右,重量同比增加了32%~88%。

 

所以在5G天线集成化的趋势下,小型化及轻量化成为天线设计基础。

 

5G或以陶瓷介质滤波器为主。

 

3/4G时期,金属滤波器凭借成熟的技术以及良好的性能成为那个时代的主流技术方案,进入5G时代设备商以及天线厂商也在研发小型化金属腔体滤波器来满足5G需求。

 

根据草根调研,按照单通道计算,小型化金属腔体滤波器的重量平均比介质滤波器重20%左右。

 

正如上文所说,未来5G基站对器件的小型化及轻量化越来越重视,陶瓷介质滤波器在满足性能的前提条件下,凭借轻量化、抗温漂性能好以及小型化优势成为主设备商主要选择方案之一。

 

考虑中国移动未来5G建设会基于2.6GHz频段,2.6GHz16T16R天线单通道功率要求相比3.5GHz频段64T64R天线更高,此时小型金属腔体滤波器更占优,因此2.6GHz频段下天线可能会选择小型金属化腔体滤波器。

 

介质波导相比介质腔体性能更好。

 

陶瓷介质滤波器技术方案主要有介质腔体(Monoblock)和介质波导(Waveguide)。因为介质腔体方案承受功率较小,性能相比介质波导差,目前陶瓷介质滤波器主流技术方案为介质波导。

 

陶瓷介质滤波器性能由粉体配方及生产工艺决定。陶瓷介质滤波器性能主要由以下几个因素决定:

 

1) 品质因素Q:Q越大,则滤波器插入损耗越小,意味着选频特性越好,成本越低;当插入损耗为1dB,则信号功率被衰减20%,当插入损耗为3dB,则信号功率被衰减50%;

 

2) 介电常数εr:介电常数越高,有利于器件的小型化、集成化;

 

3) 谐振频率温度系数tf:通信器件的工作温度是不断变化的,温度变化同样会引起谐振频率变化,该系数越小则温漂引起的谐振频率变化越小;

 

陶瓷介质滤波器上游材料主要有二氧钛(TIO2)、氧化锆(ZrO2)、氧化铝(AIO3)、碳酸钡(BaCO3)等,陶瓷介滤波器所需原材料量占整体上游原料比例较小,因此这些原材料采购方便。

 

根据产业链调研,原料合成即陶瓷介质粉体材料配方是决定滤波器性能好坏的关键因素之一,同时介质滤波器生产过程中需尽力控制工艺以制出杂质少、缺陷少、晶粒均匀分布的陶瓷,因此陶瓷介质滤波器性能由粉体配方及生产工艺决定。

 

目前国内滤波器厂商在3/4G都是以生产金属滤波器为主,未来升级生产小型金属腔体滤波器难度较小。

 

陶瓷滤波器产业链目前以华为为主导,国内能够生产陶瓷介质滤波器的公司主要有未上市的灿勤科技,上市公司中主要有东山精密(艾福电子),武汉凡谷,风华高科(国华新材料),通宇通讯(江佳电子)以及北斗星通(佳利电子),港股上市公司京信通信表示也已经有介质波导滤波器生产能力。

 

海外能够提供陶瓷介质滤波器主要有美国的CTS和日本的村田公司,其中美国CTS为介质滤波器鼻祖。

 

根据上文描述,运营商在5G实际建设中,可能根据覆盖场景及容量要求选择不同多天线方案(64T64R或者16T16R)。

 

我们分别假设两种场景来测算滤波器市场弹性,假设方案一:16T16R和64T64R建设比例各占一半,对应小型金属腔体滤波器和陶瓷介质滤波器数量各占一半;假设方案二:64T64R建设比例为75%,16T16R为25%,根据上文,16T16R会选用小型金属腔体滤波器,对应小型金属腔体滤波器比例为25%,陶瓷介质滤波器比例为75%。

 

假设64T64R占比75%,市场空间同比增长89%~277%。

 

在4G规模建设期间,根据滤波器的出厂价格进行测算,预计国内基站滤波器市场规模每年在27亿元左右,假设64T64R建设比例为75%,预计建设高峰期(2020-2023)宏基站滤波器市场空间每年可达约50.9-101.7亿元,相较4G规模建设期,市场空间同比增长89%~277%。

 

假设64T64R占比50%,市场空间同比增长54%~205%。

 

假设64T64R建设比例为50%,5G建设周期为2020-2025年,预计建设高峰期(2020-2023)宏基站滤波器市场空间每年可达约41.5-82.3亿元,相较4G规模建设期每年27亿,市场空间同比增长54%~205%。

 

基站滤波器市场空间大幅增加,建议关注*st凡谷、东山精密(已完成收购苏州艾福电子70%股权,艾福主要生产包括陶瓷介质滤波器等),风华高科(国华新材料)。

 

PCB板高频高速化,单基站PCB价值量提升7倍以上

 

电路板是组装电子器件的关键互连件。

 

印制电路板(PCB),是指通用基材上按预定设计形成点间连接及印制元件的印制板,其主要功能是使各种电子零组件形成预定电路的连接,起中继传输作用。不仅为电子元器件提供电气连接,也承载着电子设备数字及模拟信号传输、电源供给和射频微波信号发射与接收等业务功能,下游应用领域广泛,因而被称为“电子产品之母”。PCB种类较多,排除封装基板,一般按照材质物理性质将PCB分为刚性版(单面板、双面板、多层板)、挠性板、刚绕结合板等。

 

从产品结构来看,当前PCB市场中多层板仍占主流地位。

 

 

通信领域PCB板主要集中在无线、传输、数据通信等应用领域,产品涵盖了背板、高速多层板、高频微波板等。不同于消费电子类PCB产品多为挠性板(FPC)和高密度互联印刷电路板(HDI),通信用PCB多为刚性多层板。

 

4G基站仅RRU+BBU有PCB需求。4G基站架构主要包括无源天线、射频拉远单元(RRU)和基带单元(BBU),其中无源天线内部主要采用射频线缆连接,RRU内PCB板主要包括射频板,BBU内PCB板主要包括基带板和背板。

 

5G基站新架构及新技术提升PCB需求量。

 

如前文所述,5G基站架构中无源天线将和RRU合成新的单元-AAU,AAU将包含部分物理层功能;而BBU将可能拆分为CU和DU。

 

参考当前5G实验网AAU设备的设计,预计每个AAU将包含2块电路板:1个功分板,1个TRX板。功分板主要集成了功分网络和校准网络,一般为一个双层板+一个四层板,或者集成在一个六层板;TRX板主要集成功率放大器(PA)+滤波器+64通道的收发信机、电源管理等器件集成在同一电路板上,一般为12-16层复合板。

 

由于AAU设备的内部连接更多采用PCB形式,5G时期单站PCB的数量相较4G时期会大幅提升。

 

高频及高速要求推升单板价格,5GAAUPCB价值量提升7倍以上。

 

考虑到5G对天线系统的集成度提出了更高的要求。AAU射频板需要在更小的尺寸内集成更多的组件。在这种情况下,为满足隔离的需求,需要采用更多层的印刷电路板技术。

 

另外,AAU射频电路板相较于4G时期的尺寸也会更大,考虑到5G基站发射功率的提升,工作频段也更高,因此5G的射频电路板对于材料的高速性能以及高频性能也提出了更高的要求。

 

因此综合来看,层数增加,尺寸增大,材料要求提升,5GAAUPCB板的价值量相较4GRRUPCB大幅提升。

 

国内天线射频侧PCB市场规模预计可达470.3亿元。

 

经过测算,5G单基站射频侧PCB价值量约9120元,4G单基站射频侧PCB价值量约1080元,可以发现,单基站价值量提升7倍以上。

 

如上文所述,我们预计国内5G宏基站规模可达506.4万站,考虑到近几年PCB价格稳定且略有上涨,假设PCB价格不变,对应5G时期射频侧PCB规模可达461.8亿元。

 

综合以上,我们认为5G基站电路板市场将有望量增价涨。

 

传统与创新并进,国资收购功放标的有望填补A股空白3/4G时期以横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS)工艺为主。

 

射频功率放大器是无线发射机的核心部件,用以使无线信号具备足够的发射功率向外辐射。

 

目前基站用功率放大器主要采用基于硅的横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS)技术。

 

 

LDMOS有局限性,氮化镓(GaN)成为中高频段主要技术方向。未来5G商用频段主要在3.5GHz附近,LDMOS技术在高频应用领域存在局限性:LDMOS功率放大器的带宽会随着频率的增加而大幅减少,LDMOS仅在不超过约3.5GHz的频率范围内有效,因此在3.5GHz频段LDMOS的性能已开始出现明显下滑。

 

除此之外,5G基站AAU功率大幅提升,单扇区功率从4G时期的50W左右提升到5G时期的200W左右,传统的LDMOS制程将很难满足性能要求。

 

随着半导体材料工艺的进步,氮化镓(GaN)正成为中高频频段PA主要技术路线,GaN技术优势包括能源效率提高、带宽更宽、功率密度更大、体积更小,使之成为LDMOS的天然继承者。

 

Massive-MIMO天线要求器件小型化,GaN尺寸为LDMOS尺寸1/6至1/4。

 

GaN相比LDMOS每单位面积可将功率提高4到6倍。

 

也就是说,相同发射功率规格下,GaN裸片尺寸为LDMOS裸片尺寸的1/6至1/4。

 

受基站内功率放大器尺寸要求和材料能量密度的限制,LDMOS在3.5GHz附近最大发射功率会大幅度下降,导致需要更多LDMOS器件,基于此,GaN具有更高功率密度特性,能够实

[1] [2] [3]

关键字:5G基站

编辑:muyan 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/wltx/2019/ic-news021121215_2.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

上一篇:TE Connectivity推出M8/M12 连接器系统
下一篇:最后一页

关注eeworld公众号 快捷获取更多信息
关注eeworld公众号
快捷获取更多信息
关注eeworld服务号 享受更多官方福利
关注eeworld服务号
享受更多官方福利

推荐阅读

华为“天罡”5G基站芯片发布,拥有超强算力

近期,针对5G的部署问题,使得华为一直处于“风口浪尖”。以至于一向低调的任正非,也频繁接受媒体采访,针对外界关心的问题一一回答。而就在今天,华为在5G方面又搞出了一个“大动作”!  华为发布全球首款5G 基站核心芯片“天罡” 华为在北京举办了一场发布会,正式推出了全球首款5G 基站核心芯片——华为天罡,以及支持终端产品的巴龙5000 5G调制解调器芯片,并展示了华为“极简设计”的5G基站。从产品分布来看,这是华为运营商BG和消费者BG首次联合发布,充分展现了华为在5G领域的实力。据了解,华为可提供涵盖终端、网络、数据中心的端到端5G自研芯片,支持“全制式、全频谱”网络。 华为在5G领域的布局
发表于 2019-01-25
华为“天罡”5G基站芯片发布,拥有超强算力

国内唯一光芯片制造商?

集微网消息(文/小北)近日,跃岭股份在互动平台上透露,公司参股公司中科光芯年前开始布局5G基站用光芯片,型号为25G 1310nm DFB,目前该款芯片已在多家客户小批量送样。中科光芯这家公司似乎比较低调,关于公司与其产品并没有太多的公开信息。天眼查显示,中科光芯是专业从事半导体光电器件设计、研发和生产的高科技企业,产品广泛应用于光通信、物联网等光电信息领域。是中国本土唯一的光芯片生产及研发制造商,隶属于福建中科光芯光电科技有限公司。此处要划一下重点了,“中国本土唯一的光芯片生产及研发制造商”。此外,天眼查显示,中科光芯在2017年8月完成A轮融资,投资方为华兴创投。跃岭股份其实是个IC“圈外人”,主营业务是汽车涂装轮,跟5G
发表于 2018-12-29
国内唯一光芯片制造商?

天津“一杆多用”解决5G基站问题,三年内建至少1万个基站

        集微网消息,据新华社从天津市通信基础设施建设领导小组获悉,为满足5G信号在全市的覆盖要求,天津按照相关规划将在未来3年之内,通过共建共享的方式,建设不少于1万个5G基站。天津市政府近期与多家运营商以及中国铁塔公司签约,将重点加快推进5G网络部署。        天津铁塔相关负责人介绍,由于5G基站的信号覆盖范围比4G基站小,因此必须建更多数量的基站。如果这些站点全部靠新建,不仅成本高,而且还会占用大量城市空间。而在城市中,有着公安监控杆、道路灯杆等大量现有资源,如果能利用这些资源实现“一杆多用”,问题则迎刃而解。   
发表于 2018-11-15

5G基站数将猛增,对光网络将提出更高需求

“2018世界光纤光缆大会”上,中国工程院院士邬贺铨指出:“5G将要求更密集的基站,而且5G基站的密集组网需要大量光纤,特别是5G基站数将是4G的4-5倍,带宽约10倍。因此光通信发展将面临六大机遇。” 据介绍,5G将重新定义电信网技术、推动移动网与固网技术的融合、计算与通信能力的集成,光纤通信技术将在5G时代发挥更大作用。  同时,5G将要求更密集的基站,而且5G基站的密集组网需要大量光纤。“5G基站数将是4G的4-5倍,带宽约10倍。5G核心网将从省网下沉到城域网,以达成欲望为例,5G的基站数需要12000个,开率带宽收敛比为6:1的话,初期核心层的带宽将超过6T,成熟期将超过17T。” 
发表于 2018-11-07
5G基站数将猛增,对光网络将提出更高需求

抢先在日美韩发力,三星联手NEC合作5G基站研发

        集微网消息,据日经新闻报道,韩国三星电子和日本NEC将合作进行5G基站的研发与销售。预计将在本月达成基本共识。在中美贸易战与“芯片门”的辐射影响下,各国都对中国限制产品采购,三星由此希望与NEC合作,首先打开即将进行5G实用化的美日市场,以基站更新换代为契机,进一步扩大市占率。        报道进一步指出,5G速度将是4G的百倍,目前美国部分地区已开始提供5G服务,日本部分地区将在2019年提供5G服务,2020年以后预计扩大至世界各国。由于5G使用广泛频带,三星将负责高带宽,NEC则负责低带宽的5G基站研发并互相供应产品。NEC
发表于 2018-10-23

业界最宽带宽RF收发器加速2G-5G基站和相控阵雷达的开发

中国,北京—Analog Devices, Inc. (ADI) 近日推出业界最宽带宽RF收发器ADRV9009,以扩展其屡获殊荣的RadioVerse™技术和设计生态系统。该收发器为设计人员提供单一无线电平台来加速5G部署,支持2G/3G/4G覆盖范围,并简化相控阵雷达设计。ADRV9009 RF收发器提供两倍于前代器件的带宽(200 MHz),可取代多达20个器件,功耗降低一半,封装尺寸减小60%。凭借行业领先的性能以及更小的尺寸、重量与功耗,ADRV9009收发器能够满足新兴5G无线基础设施设备以及航空航天系统严苛的天线密度和扩展网络容量要求。 ADRV9009是业界首款支持现有全部蜂窝标准的RF收发器。该器件可在
发表于 2018-06-13
业界最宽带宽RF收发器加速2G-5G基站和相控阵雷达的开发

小广播

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2018 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved