5G大幕开启，射频前端市场即将爆发！

一、掘金成长，把握射频前端布局良机

通信技术以往都是每 10 年换代，1987 年，“大哥大”首次进入中国，蜂窝移动通信系统正式启动；1995 年前后，2G 在中国落地，手机也可以上网和发短信；2009 年，中国移动、中国电信、中国联通获得 3G 牌照，用户从单一语音时代走向多元体验的时代；如今，中国拥有全球最大的 4G 移动通信网络，超过 10 亿中国消费者享受着高速、丰富的移动应用。

从 1G 到 4G，主要解决的是人与人之间的沟通，而 5G 将解决人与物、物与物之间的沟通，5G 将成为网络时代重要的基础设施。5G 具有高速率、大容量、低时延的特性，这使得 5G 技术在物联网、智慧家居、远程服务、外场支援、虚拟现实、增强现实等领域有了新的应用。更高的速率和更好的业务体验，为各行各业的数字化转型提供技术前提，5G 将真正实现移动信息化与社会各行各业的深度融合。

1、5G 商用在即，运营商紧锣密鼓

目前对于下一代 5G 通信技术，业界比较一致的目标是在 2020 年实现商用部署。世界上许多国家和地区都开始了对 5G 发展的详细规划与推进，例如欧盟的 METIS 项目、中国的 IMT-2020、韩国的5G Forum 等。这些项目和计划由众多的电信运营商、系统设备厂家、终端厂商、研究所和大学共同参与。

2018 年 6 月 14 日，3GPP 批准了第五代移动通信技术标准（5G NR）独立组网功能冻结，加上此前的非独立组网 NR 标准，5G 第一阶段标准工作已宣告完成。按照 3GPP 规划，5G 标准分为 NSA和 SA 两种。其中 5G NSA 组网是一种过渡方案，主要以提升热点区域带宽为主要目标，没有独立信令面，依托 4G 基站和核心网工作，相对标准制定进展快些。而 5G SA 组网版本的发布，意味着基于独立组网架构的 5G 系统能真正全面实现 5G 的技术指标和承诺，并为移动通信产业界创造出更新更多的发展机会。

3GPP 确定 5G 标准化分为两个阶段，在 SA 第一阶段的 5G 标准落定后，第二阶段启动 R16 为 5G标准，将于 2019 年 12 月完成，届时，整个 5G 标准也就出炉了。根据工信部2018年4 月在数字中国建设峰会透露的消息，我国的首批 5G 芯片将在 2019 年元旦前进行流片，并在春节前后完工；按照规划，2019 年 5G 将开启预商用，上半年开展商用基站建设，下半年生产出首批 5G 手机，并于 2020 年正式开始商用。

5G 频谱分配方案落定 三大运营商展开角逐：上个月，三大运营商已经获得全国范围 5G 中低频段试验频率使用许可，并且划定了相应的频谱。国内三大运营商均已制定了 2020 年启动 5G 网络商用的计划，于 2017 年展开试验网络的建设和相关测试。如果前期工作进展顺利，三大运营商将在 2019年开始投入 5G 网络建设，到 2020 年正式启动商用。

2018年12 月 1 日，韩国三大移动运营商集体推出 5G 服务，这将是全球首例 5G 商用服务，韩国成为全世界第一个进入 5G 时代的国家。目前，全球运营商正在紧锣密鼓进行 5G 商用部署，截至 2018 年 11月，全球已有 182 个运营商在 78 个国家进行了 5G 试验、部署和投资。我国宣布将在 2019 年开始试商用，2020 年推动规模商用；欧洲地区则将以产业互联网探索为主，预计个别激进运营商将在2019 年试商用。据统计，5G 首轮商用将覆盖全球 1/3 的人口。

2、通信引领终端射频变革，红利收获期渐近

过去十几年的时间，通讯行业经历了从 2G 到 3G，再由 3G 到 4G 的逐步迭代。更多频段得开发、新技术得引入令高速网络普及，手机也由当年短信电话的功能机转变为更加多元的智能终端，满足我们即时下载、社交直播、在线游戏等需求。

伴随着这种转变，通讯性能成为衡量一款手机的重要指标。这其中射频前端(RFFE)作为核心组件，其作用更是举足轻重，主要包括功率放大器(PA)、天线开关(Switch)、滤波器(Filter)、双工器(Duplexer 和 Diplexer)和低噪声放大器(LNA)等，直接影响着手机的信号收发。其中，天线开关负责不同射频通道之间的转换；滤波器负责射频信号的滤波；双工器负责 FDD 系统的双工切换和接收发射通道的射频信号滤波；PA 负责发射通道的射频信号放大；LNA 负责接收通道的射频信号放大。

手机下载（听电话）的原理是：先由天线传送过来高频类比讯号（电磁波），由传送接收器（Rx）接收进来，再经由带通滤波器（BPF）得到特定频率范围（频带）的高频类比讯号，由低杂讯放大器（LNA）将微弱的讯号放大，由混频器（Mixer）转换成所需要的频率，由解调器（Demodulator）转换成数码语音讯号，最后由基频芯片（BB）处理数码语音讯号，反之亦然。

在手机轻薄化趋势下，内部的硬件空间越来越小，通信的复杂化及手机功能的多样化使得射频元件数量越来越多。射频前端(RFFE)有朝向模块化、设计更简化的发展趋势，由于射频前端器件的材料多为 GaAs，无法于主芯片集成，所以射频前端只能做出单独的模块。目前手机厂商大多选择搭配多个射频前端小模块，但随着手机内部空间日益吃紧，射频前端器件的集成趋势也非常明显，未来射频前端可能会以单独一个模块的形式集成在手机内。

我国常见的手机中，常用的 2G 频段有四个，3G 频段有 3-5 个频段，4G 频段有 9-20 个频段（而在43 个频段中，FDD 共获得 20 个频段、TDD 共获得 11 个频段）。未来随着手机用户的不断增加以及5G 的应用，频段的使用会进一步增加。目前比较常见的有“五模十频”、“五模十三频”和“五模十七频”。

随着全网通终端的普及，未来手机终端将支持更多的频段和制式，意味着手机需要更多的射频前端器件。新增支持一个 2G 或 3G 频段需增加一个相应频段的滤波器和天线开关端口，由于 LTE 接收分集的存在，新增支持一个 LTE 频段则至少需要增加两个相应频段的滤波器和天线开关端口。全球LTE 频段众多，一颗 PA 无法支持全球所有的 LTE 频段，所以在新增支持一些特殊的频段时还可能需要增加额外的 PA。

在整个射频前端的市场中，Skyworks、Qorvo、Avogo 和 Murata 四家公司占据了大部分的市场份额，相比于手机芯片市场国产芯片的崛起，射频前端器件的领域目前还主要由国外厂家主导，国内的射频厂商的差距主要在于技术、专利和制造工艺，主要的产品为相对简单的手机天线、PA 和较低端的滤波器。

3、多模多频驱动滤波器需求倍增，国产突围可期

随着移动通信技术的飞速发展，已由最初的 2G 发展到 3G 再到如今的 4G的普及，而且在 4G 网络高速发展的同时，对应的频段也在不断地扩充。根据《第三代伙伴计划协议》，目前共有 43 个频段。频谱资源是一种非常珍贵的资源，由 2G 到 4G，使用的频段变多，且频带宽了，可以提供的容量增大了，用户可以享受更高的网络速度。以手机为例，手机每增加一个频段，大约需要增加 2 个滤波器（接收和发送），1 个功率放大器和 1 个天线开关。另外 5G 通讯为射频器件行业带来新的增长机遇，一方面射频模块需要处理的频段数量大幅增加，另一方面高频段信号处理难度增加，系统对滤波器性能的要求也大幅提高。

根据 Yole Development 的统计，2G 制式智能手机中射频前端芯片的价值为 0.9 美元，3G 制式智能手机中大幅上升到 3.4 美元，支持区域性 4G 制式的智能手机中射频前端芯片的价值已经达到 6.15美元，高端 LTE 智能手机达到 12-15 美元，是 2G 制式智能手机中射频前端芯片的 17 倍。因此，在 4G 制式智能手机不断渗透的背景下，射频前端芯片行业的市场规模将持续快速增长。

手机射频（RF）前端模块和组件市场发展迅猛，根据 yole 数据，2017 年其市场规模为 150 亿美元，预计到 2023 年将达到 350 亿美元，复合年增长率为 14%。滤波器的市场空间将从 2017 年的 80 亿美金快速成长至 2023 年的 225 亿美金，复合增速达到 19%。

滤波器类型很多，包括多层陶瓷滤波器、单体式陶瓷滤波器、声学滤波器、空腔滤波器等。在智能手机射频前端领域，主要用 SAW（声表面波）滤波器和 BAW（体声波）滤波器。滤波器市场的驱动力来自于新型天线对额外滤波的需求，以及多载波聚合（CA）对更多的体声波（BAW）滤波器的需求。

SAW（声表面波）滤波器短期内仍是主流

声表面波产品是一种利用声表面波（Surface Acoustic Wave，SAW）效应和谐振特性制成的对频率有选择作用的器件。其作用是允许某一频带的信号通过而阻止其他频率信号通过，是移动通信终端（如手机）筛选有用信号实现即时通讯并保障通话质量的核心器件。SAW 滤波器具有设计灵活性大、频率选择性优良（10MHz～3GHz）、输入输出阻抗误差小、可靠性高、制作的器件体小量轻等特点，非常符合手机终端轻薄化、高性能和高可靠等方面的要求。

但 SAW 滤波器有局限性。最大的问题在于处理频率高于 1GHz 时其选择度下降，在频率达到 2.5GHz时，性能会迅速恶化。SAW 器件易受温度变化的影响，是个老大难问题：温度升高时，其基片材料的刚度趋于变小、声速也降低。所以 SAW 滤波器只能用于 2.5GHz 以下的 GSM、CDMA 和 3G 等标准频带，以及部分 4G 频带。

BAW 滤波器在高频中使用更佳

1）温度补偿（TC-SAW）滤波器：它是在 IDT 的结构上另涂覆一层在温度升高时刚度会加强的涂层。温度未补偿 SAW 器件的频率温度系数（TCF）通常约为-45ppm/℃，而 TC-SAW 滤波器则降至-15到-25ppm/℃。但由于温度补偿工艺需要加倍的掩模层，所以，TC-SAW 滤波器更复杂、制造成本也更高，但仍比 BAW（体声波）滤波器便宜。

2）BAW 滤波器性能优质：SAW 和 TC-SAW 滤波器非常适合约 1.5GHz 以内的应用，高于 1.5GHz时，BAW 滤波器非常具有显著的性能优势。BAW 滤波器的尺寸还随频率升高而缩小，这使它非常适合要求非常苛刻的 3G 和 4G 应用。此外，还有另一个优秀的特性，那就是其边缘斜率极高和抑制能力优秀，这使得它非常适用于上行和下行链路隔离极小以及相邻频带高度拥挤但又需要衰减的情况，所以在载波聚合领域应用广泛。

国际大厂垄断，国内厂商加紧验证 

射频（RF）前端模块拥挤的供应链中的主要厂商包括：Murata，Skyworks，Qorvo，英飞凌，Broadcom（博通） / Avago，TDK EPCOS，高通，海思等。

从滤波器的全球竞争格局上看，美国和日本基本垄断了整个行业。在 SAW 滤波器领域，日本企业Murata、TDK 和 TaiyoYuden 占据市场 80%以上的份额；在 BAW 滤波器领域，Broadcom（博通）/ Avago 和 Qorvo 两家厂商占据市场 90%以上的份额。在国内，SAW 滤波器厂商有麦捷科技、中电二十六所、中电德清华莹、华远微电和无锡好达电子，BAW 滤波器领域暂时只有部分研究所处于研发阶段。其中，国内厂商麦捷科技等厂商生产的 SAW 滤波器已经开始逐步批量出货至华勤、闻泰二线厂商，并正在积极向市场推广逐步实现国产突围。

高频通信是 5G 时代的核心技术，目前射频前端器件在技术上还无法做到在手机上实现高频通信。高频通信的出现将对手机射频前端器件的性能和制作工艺提出更高的要求。目前 PA 和 LNA 主流的制作材料在高频时会受到很大的影响，未来可能需要诸如 GaN 等高频特性更好的材料制造射频前端器件，在制造技术和成本上都还需要有所突破。

4、终端产品天线升级，MIMO 蓄势待发

我们从苹果手机天线结构的演进中可以看到，在 3G 时代，iPhone 3G/3GS 采用 FPC 架构天线；穿透手机塑料外壳发射和接受信号；iPhone 4/4S 采用玻璃后盖和金属边框，边框采用分段设计，边框不仅起到了机身框架的作用，同时还是手机的无线天线（后来的 iphone6 也是采用了分段式的设计）；到 iPhone X 时苹果首次使用 LCP（液晶聚合物）天线，用于提高天线的高频高速性能并减小空间占用。

天线类别包含语音通话主天线、PC 天线、wifi 天线、NFC 天线等。在产品结构或者形态上，有传统的螺旋式外置天线，后来逐步发展成内置天线，如陶瓷天线、FPC 天线和 LDS 天线等。随着形态的改变和设计难度的提升，天线的价值量也在提升。

FPC 天线：FPC 一般指柔性电路板，是以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成的一种具有高度可靠性，绝佳的可挠性印刷电路板。具有配线密度高、重量轻、厚度薄、弯折性好的特点。

LDS 天线：主要利用激光镭射技术直接在支架上化镀形成金属天线，直接把精密的天线准确地做在一个功能性塑料原件上。LDS 天线拥有高稳定性、避免内部元器件干扰等优点。同时，LDS 天线节省出更多内部设计空间，为移动终端产品纤薄化提供更多可能。目前很多国内外众多移动终端厂商都使用了 LDS 天线，包括三星、华为、小米等

另外，LDS 应用领域广泛，除了数码产品厂商外，还包括无线充电、NFC 设备、精密医疗设备、汽车电子等。采用玻璃后盖的三星 S8 中同时使用了 LDS 和 FPC 天线，NFC 天线和 WPC 充电线圈为FPC 工艺，其余天线为 LDS 工艺。

LDS 的优势在于直接来自数控程式 3D 激光可实现精细的分辨率，制造复杂的 3D 电路图案结构，且产品具备较高的一致性。主要缺点在于需要特殊的激光改性材料，材料可选范围有限。

LCP 与 MPI 天线备受瞩目 

2017 年苹果 iPhone X 发售后，LCP 天线浮出水面，iPhone X 首次采用了多层 LCP 天线。iPhone X 中使用了 2 个 LCP 天线， iPhone 8/8Plus 亦使用 1 个局部基于 LCP 软板的天线模组。而在 2018年最新的三款 iPhone（iPhone XS/XS Max/XR）都配备了 LCP 天线。LCP 工艺复杂，成本高，大约单组 4~5 美元，iPhone X 两根合计 8-10 美元，而 iPhone 7 上所采用的 PI 天线 ASP 约为 0.4 美元，从 LCP 天线将单机价值提升了约 20 倍。

常见的绿色 PCB 电路板主要使用聚酰亚胺(PI)材料包裹铜箔制成。为了更加轻薄化，电路板上传输数据的铜箔厚度从 12 微米厚度逐渐压缩成 6~9 微米的超薄压延铜箔。由于高速传输的数据接口要求电路板必须能够承受 5G 每秒上下的传输速度。高速传输中，超薄铜箔会产生高温。由于聚酰亚胺(PI)材料的薄膜热传导系数和铜箔有差异，最终会导致 PCB 电路板基板翘曲，影响传输速度。

LCP（液晶聚合物材料）作为一种新材料：1）具有低介电常数(Dk=2.9)、低介电损耗(Df=0.001-0.002)的特质，未来手机向 5G（频率越来越高）方向发展，采用 LCP 材料介质损耗与导体损耗更小；2）可塑性高，LCP 高温时溶体的流动便会变得像水一样，这一特性使得 LCP 更容易成型薄壁小型化的一些连接器制件，较好灵活性，密封性（吸水率小于 0.004％）；3）LCP 天线还可以代替部分射频连接器，符合手机内部净空减少的趋势。

LCP 天线分为材料、FCCL、FPC、SMT 四道工艺，前道 LCP 材料和 FCCL 由 Murata 子公司 Primatec提供，LCP-FPC 由子公司 MetroCirc 以及台湾 FPC 厂嘉联益提供，天线模组由立讯精密和安费诺提供。LCP 天线代表了 5G 时代终端天线的发展方向之一，相较于传统天线，LCP 天线在加工难度和价值量上有显著提升。

LCP 与 MPI 天线的并行：在量产的各大品牌机型中，目前只有苹果手机使用这种 LCP 天线，而在上游的材料的供应商上基本还是来自于村田一家，对于下游的议价能力较高；另外，2017 年 iPhone X 上市后一度遭遇产能瓶颈，产业链多次传出由于部分零组件供应不足，iPhoneX 产能吃紧，其中苹果创新采用的“LCP 天线”即是导致 iPhone X 产能受限的因素之一，产业链公司上多次表示 LCP天线只是未来手机天线方案之一。因此，在 2019 年苹果新机的天线上，供应链上表示苹果准备将改良聚酰亚胺（MPI）技术用于苹果 2019 年新机上，这种材质的天线相比 LCP 天线有着更低廉的生产成本，它的成品率要明显高于 LCP 天线，一方面解决单一供应商的问题，引入更多的上游供应商；另一方面，提升天线产品的综合成品率。

2017 年底美国专利商标局公布了苹果公司的第一款八木天线（Yagi Antenna）专利。毫米波天线很可能会应用在苹果下一代 5G 网络设备中，如果一切顺利，毫米波 5G 网络将在 2020 年至 2021 年之间在美国推出。苹果在其专利背景中指出，未来可能需要支持毫米波频段的无线通信。毫米波通信是一种典型的视距通信，在信号传播过程当中，会衰减大量的信号。因此，苹果希望能够向电子设备提供改进的无线通信电路，例如支持毫米波通信的通信电路。

全面屏的使用减少了可用于天线的空间

智能手机的普及大大丰富了我们的生活，我们对手机的需求早已不限于通信功能，娱乐功能也已经成为了手机最主要的功能之一。目前，视觉无边框、双曲面屏幕、3D Touch、PDAF 相位对焦、USB Type-C 等诸多黑科技纷至沓来。在手机屏幕增大节奏放缓之后，全面屏崛起成为智能机的标配，市场上比较常见的有“刘海屏”、“水滴屏”“挖孔屏”等。

制造商正在转向“全屏”设计，边缘到边缘的显示屏几乎占据整个手机面的智能手机。这些更改减少了可用于天线的空间，天线必须位于屏幕占用的区域之外。天线面积缩小高达 50％，屏幕顶部和底部的边框从高度 7-8 毫米减少到 3-4 毫米，有的甚至更小。由于长宽比变化，手机也变得越来越窄，因此天线必须更短。天线面积和长度的减小都会影响天线的性能，这使得特定频段的效率优化变得更加困难。

手机功能多样化，流量增长刺激射频天线产品升级

随着智能移动终端（智能手机、平板电脑等）和移动互联网、4G 网络等应用普及，我们发现智能终端用户不断增多，同时产生的数据流量也大幅度增长；1）全球智能手机用户数预计 2020 年增长至61 亿人的规模；2）全球使用 LTE 移动用户数预计 2020 年增长至 37 亿人的规模；3）全球移动数据流量预计 2020 年增加至 30.5 MB/月。

我们明显观察到，传统天线难以满足日益增长的数据流实现快速传输，而且移动终端用户、移动终端产品对射频天线都提出更高效、更快、更稳定的性能要求。所以应用在单机上的射频天线也从过去的单一的语音天线、GPS 天线、WLAN 发展至 MIMO 主天线、NFC 天线等，甚至是更高价值的集成射频天线模组等。我们认为天线行业技术不断升级、移动终端市场的火爆成为推进射频天线行业成长的源动力。

天线的技术革新是推动无线连接向前发展的重要引擎

天线是接收和发射电磁波的元器件，是手机等终端的核心部件。

现在 4G 手机天线大多为 2×2，部分手机为 4×4。5G 作为新一代通信技术，引入了一系列新的技术和标准。这些新的技术和标准将大幅提升手机天线的设计和制造难度。天线正朝着高度集成化、复杂化的方向发展。

MIMO 技术在发射端和接收端采用多根发射天线和接收天线，通过空分复用提升速率和容量，是 4.5G及未来 5G 时代的核心技术。目前 4×4MIMO 要求在手机端采用 4 根天线进行接收，而每根天线均需要一整套的射频前端模块，射频前端器件的数量将成倍增加。未来 5G 时代的手机可能集成 8 根、16 根甚至更多的天线，射频前端器件的数目会更加庞大。

射频复杂性的提高使得天线数量有所增加，接近手机可达到的实际极限。从智能手机系统架构上也可以看出，5G 需求更高的数据速率，需要更多的天线，以使用多种方式来提供，包括多频带载波聚合、4x4LTE MIMO 与 Wi-Fi MIMO，天线的典型数量也将从 4G 手机的 4-6 根增加到 8-10 根，甚至更多，但天线可用空间在缩小。

在5G商用之前，预计 4.5G 会在移动终端逐步使用。就手机天线而言，目前普通 4G 手机天线采用2x2 MIMO，4.5G 使用 4x4 MIMO，4.5G advance 使用 8x8 MIMO，未来进入 5G 时代有望采用 64x8 MIMO 的天线，基站和手机终端天线数量分别增长 30 倍和 3 倍，同时天线设计难度上升，天线厂商受益于天线需求的增长。

二、5G 带动高频高速需求，通信 PCB 迎确定性机会

1、5G 时代数据量巨大，建站密度增加

根据 IMT-2020（5G）推进组提出的 5G 关键能力，5G 需要具备比 4G 更高的性能，支持 0.1~1Gbps的用户体验速率，1 百万/ Km2的连接数密度，毫秒级的端到端时延，数十 Tbps/ Km2的流量密度，500Km/h 以上的移动性和数十 Gbps 的峰值速率。其中，用户体验速率、连接数密度和时延为 5G最基本的三个性能指标。同时，5G 还需要大幅提高网络部署和运营的效率，相比 4G，频谱效率提升 5~15 倍，能效和成本效率提升百倍以上。

ITU 从 eMBB（增强型移动宽带）、mMTC(海量机器类通信)、uRLLC（超可靠、低时延通信）的三大应用场景上做出规划。根据香农公式：C＝B log2(1+S/N)。其中 C 是最大传输速率；B 为频谱带宽；S 为信号功率；N 则是噪声功率。提高传输速率最直接的做法就是提高频谱带宽，总的来说分为三类方法：

1）提高频谱范围，由 C= λV，为了提高频率，那么所需波长就越小。也就诞生了 5G的关键技术之一：毫米波（mm Wave）；

2）提高频谱利用率，那么这就涉及到了大幅提高频谱效率的 Massive MIMO；

3）为了提高在传输过程中的效率，减低能耗，便引出了 3D 波束赋形技术。在实现以上技术的前提下，三大应用场景基本解决。

5G 因频段较 4G 有较大提升，基站数量将大幅增长。移动通信从 2G 至 3G 和 4G，频段也从800MHz/900MHz 提高至 1.8GHz 和 2.5GHz。进入 5G 时代，在三大应用场景和高频高速的要求下，5G 将采用 3GHz 以上的更高频段，基站覆盖范围持续缩小，需要基站建设密度不断加大（低频基站覆盖 0.5-1 公里，高频 28GHz 基站覆盖不超过 350 米）。根据中国联通的预计，5G 建站密度将至少达到 4G 的 1.5 倍。

据工信部数据，截至 2018Q1 我国 4G 基站数共 338 万个，目前 4G 基站建设及投资已趋缓。由此我们预计，未来 5G 全覆盖我国宏基站数将达到 450 万个，按中国占全球 4G 基站近一半的比例计算，5G 宏基站数量或达 900 万个。

通信领域应用在 PCB 下游应用中一直占据较大的比重，通信设备的 PCB 需求主要以多层板为主（4-16 层板的占比达到 65.29%，其中 8-16 层板占比约 35.18%），包括背板、高频微波板、高频多层板等。从 5G 的建设需求来看，5G 将会采取“宏站+小站”组网覆盖的模式。毫米波高频段（以

28GHz 为例）的小站覆盖范围是 10-20m，应用于热点区域或更高容量业务场景，由于小基站主要用于高频段建设，现阶段方案仍不确定，故而不做预计。宏基站数量的大幅增加将有望拉动 PCB 需求，国内通信板厂商将持续受益 5G 推进。

2、基站架构改变，射频侧 PCB 价值量提升

4G 时代，一个标准的宏基站主要由基带处理单元（Base Band Unit，BBU）、远端射频单元( Remote Radio Unit，RRU)和天线组成。远端射频单元（RRU）通过接口与 BBU 通信，完成基带信号与射频信号转换。RRU 主要包括上、下行信号接口单元、处理单元、功放单元、低噪放单元、双工器单元等，构成下行与上行信号处理链路。其中接口单元提供与 BBU 之间的接口，发送基带 IQ 信号；下行信号处理单元完成信号上的变频、数模转换、射频调制等信号处理功能；上行信号处理单元主要完成铝箔、混频、模数转换等功能；功放及低噪放单元分别对下行和上行信号进行放大；双工器支持收发信号复用并对收发信号进行滤波。

目前较为广泛应用的基站结构为分布式基站，RRU 与 BBU 分离通过馈线与天线连接。分布式基站在目前 4G 时代看似问题不大，但在 5G 时代却不再适用。分布式基站在 5G 时代劣势主要体现在：

1）天线部署困难，管理效率低下且部署及维护成本较高。以 8T8R 的 8 端口天线为例，8T8R 天线对应需要拉出 8 根馈线，在 4G 时代还可以接受。但 5G 时代 Massive MIMO 应用后，MIMO 数量达到 64T64R 时，若仍采用分布式基站 64 根馈线将使天面部署困难，并且为之后的管理带来很大的难度；

2）传输损耗较高。基站实际部署中常会遇到需要使用长馈线的情形，由此造成信号能量的严重衰减，并且射频放大后的功率 50%~90%可能会在馈线传输中损耗。

由此，为适应 5G 核心技术之一的 Massive MIMO 及传输低损耗要求，有源天线基站应运而生。传统基站天线通常由天线阵子、反射板、馈电网络及天线罩组成。5G 基站有源天线则将 RRU 与天线组合而成有源天线单元（Active Antenna Unit，AAU）。

AAU：

有源天线结构中，每一个天线阵子的背后直接连接分布式的微型收发单元（micro-radio），包括数模/模数转换器、放大器（PA）低噪放（LNA）和双工器（duplexer），所有的微型收发单元由数字信号处理模块 (digital signal processing， DSP)控制，实现同步功能和数字波束赋形功能，Optical(common public radio interface，CPRI)接口用于连接基带处理单元(base band unit，BBU)，实现 I/Q 数据的远程传送。

采用 AAU 解决方案后，天面变得简洁、可靠、稳定，主要优势如下：

1）部署简单，占用空间小。AAU 尺寸较小，大大降低了选址和物业协调难度；

2）馈电损耗大幅降低。由于减少了馈线连接部分，馈电损耗趋于 0；

3）管理效率高。 AAU 支持多种电调模式，可以远端对天线进行调整，大大提升维护效率。

为了应对上述基站架构的改变，基站射频侧的 PCB 需求发生了显著的变化：

1）由于 RRU 与天线的集成，天线系统复杂度大大提升，AAU 的 PCB 板需要在更小的尺寸内集成更多的组件，相应线路板的层数也会提升，带来 PCB 价值量增加；

2）5G 频段更高、速度更快，对于 PCB 上游覆铜板材料的传输损耗和散热性能要求更高，而高频高速板材将会带来工艺要求、加工难度的增加，相应的 PCB 的价值量也会增加。

架构改变带来 PCB 用量变化，按照主流方案，5G 时代 RRU 与天线将集成为 AAU，频段上升到 3GHz以上将带来高频 PCB 材料应用的增加。因此，对于 PCB 企业而言，相关产品加工难度和工艺要求将大幅增加。根据产业链调研信息，我们预计单个 AAU 的 PCB 用量约为 0.64 ㎡。单价方面，目前天线部分的成本分为三部分：接头 30%，PCB50%，阵子 20%。由于 RRU 与天线集成对 PCB板的工艺和材料提出了较高的要求，相应的产品价格也会上升。根据产业链调研信息，天线部分用到的 PCB 板一般为四层板。综合公司产品的单价及向供应链了解得到的信息，我们预计 AAU 用 PCB单价约为 5000 元/㎡，由此单面天线部分给 PCB 带来的价值量约为 3200 元（单基站三面天线共 9600元），相较 4G 时代价值量提升数倍。

除了基站架构改变带来射频侧的变化以外，5G 也是物联网时代所必须的通信技术。移动和信息技术的快速发展正推动互联网从消费级向产业级演进，物联网终端设备的指数级增长以及海量数据的产生对于 BBU 的处理能力及 OTN 传输能力提出了超高的要求。以高清监控、自动驾驶等物联网设备产生的数据量来看，高清监控可产生 10GB/天的数据，自动驾驶可产生 4TB/天的数据，航空飞行和智能工厂则可分别产生 40TB/天、1PB/天的数据。

另外一方面，连接终端也将呈指数级增长，据德勤研究数据，2016 年连接终端已达 100 亿，2040年有望达到 10 万亿。数据量及接入设备的猛增将带来全球数据总量的飞速增长，据 IDC 预计，2020年全球数据总量将达到 44ZB，2035 年将达到 19267ZB，CAGR=50%。

BBU： 

基带处理单元（BBU）负责集中控制与管理整个基站系统，完成上下行基带处理功能，并提供与射频单元（RRU）及传输网络的物理接口，完成信息交互。5G 时代数据量大幅增加将对 BBU 的处理能力提出超高的要求，一方面 BBU 用主控板及基带板的工艺要求及加工难度大大提高；另一方面，相应线路板的层数也会有所增加。两相结合，BBU 用线路板也将迎来价值量的上升。（4G 时代 BBU侧 PCB 主要由主控板、基带板及电源板组成，其中主控板主要实现基带单元控制管理、数据交换及系统时钟等功能，基带板主要实现基带信号处理功能，电源板则为 BBU 提供电源转换，价值量较低。）

3、5G 时代基站射频侧 PCB 市场空间测算

按 5G 全覆盖规格，我们预计全球需要建设 900 万个宏基站，中国需要建设 450 万个宏基站。

AAU 方案：根据现有方案，RRU 与天线合并我们预计单个 AAU 使用 0.64 ㎡ PCB，并且预计价格在 5000 元左右，单个基站有 3 个 AAU，则全球 AAU 侧带来的 PCB 的市场空间就达 259.6 亿元。

RRU+天线方案： 5G 时代需要处理的数据量大幅增加，我们预计将带来 PCB 的价值量上升。5G时代天线和 PCB 预计有明显升级，受益于新材料和加工难度的提升，我们预计 ASP 将上升 50%，据此估算全球 RRU+天线方案带来的市场空间为 283.6 亿元。

因此根据我们的测算，基站端射频侧（包含 AAU 方案和 RRU+天线方案）全球 PCB 市场空间将达543 亿元，较 4G 提升 5 倍。如再考虑 OTN 相关设备所用的背板单板的量价齐升，以及小基站覆盖带来的增量，5G 给 PCB 带来的市场空间将超千亿。

4、优选赛道，国内龙头深度受益

目前，在低端硬板上因为进入门槛低，产品的价格竞争已经白热化，整体的毛利率水平相对较低；随着 5G 时代来临，PCB 的技术要求和工艺制程显著提升，将会大大提高厂商的进入门槛。国内通讯 PCB 板厂商以深南电路、沪电股份为主，内资通信板龙头与主要的通信设备商如华为、中兴合作密切，在 3G、4G 时代有良好的合作开发关系，公司相关产品技术行业领先并在供应链地位较强，我们预计龙头公司未来能共享基站建设带来的红利，助力公司业绩增长。

三、 投资建议

展望 2019 年，我国电子信息制造业依然面临外部贸易摩擦的不确定性、人力成本提升、产业转型等多方面压力。同时，随着全球市场上各类高性价比的手机不断涌现及消费者换机需求逐渐减弱，智能机市场已经逐渐饱和。上游零部件厂商依靠下游终端量的增长难以实现，供应链之间的公司竞争加剧，我们维持电子行业 2019 年“中性”评级。

我国仍是全球电子制造基地，具有最完善的产业链以及庞大的消费群体，产业界也在纷纷寻求转型升级的机会。同时，随着 5G 通信的临近，更多频段得开发、新技术得引入，满足我们即时下载、社交直播、在线游戏等需求。2019 年我们建议关注 5G 产业链公司：

1）移动端：随着移动通信技术的发展，5G 通讯为射频器件行业带来新的增长机遇，主要包括功率放大器(PA)、天线开关(Switch)、滤波器(Filter)等。一方面射频模块需要处理的频段数量大幅增加，另一方面高频段信号处理难度增加，系统对滤波器性能的要求也大幅提高。同时，5G 时代天线设计难度及数量同时增加，天线厂商受益于天线单机价值量的提升。

根据 Yole Development 的统计，2G 制式智能手机中射频前端芯片的价值为 0.9 美元，3G 制式智能手机中大幅上升到 3.4 美元，支持区域性 4G 制式的智能手机中射频前端芯片的价值已经达到 6.15美元，高端 LTE 智能手机达到 12-15 美元，是 2G 制式智能手机中射频前端芯片的 17 倍。预计到2023 年手机射频（RF）前端模块和组件将达到 350 亿美元，17-23 年复合年增长率为 14%。滤波器的市场空间将从 2017 年的 80 亿美金快速成长至 2023 年的 225 亿美金，2017-2023 年复合增速达到19%。我们推荐消费电子、基站和汽车全方位布局的立讯精密、天线与指纹模组双轮驱动的硕贝德、国产滤波器先行者信维通信和麦捷科技、国内电感龙头顺络电子。

2）基站端：按 5G 全覆盖规格，我们预计全球需要建设 900 万个宏基站，中国需要建设 450 万个宏基站。

AAU 方案：根据现有方案，RRU 与天线合并我们预计单个 AAU 使用 0.64 ㎡ PCB，并且预计价格在 5000 元左右，单个基站有 3 个 AAU，则全球 AAU 侧带来的 PCB 的市场空间就达 259.6 亿元。

RRU+天线方案： 5G 时代需要处理的数据量大幅增加，我们预计将带来 PCB 的价值量上升。5G时代天线和 PCB 预计有明显升级，受益于新材料和加工难度的提升，我们预计 ASP 将上升 50%，据此估算全球 RRU+天线方案带来的市场空间为 283.6 亿元。因此根据我们的测算，基站端射频侧（包含 AAU 方案和 RRU+天线方案）全球 PCB 市场空间将达543 亿元，较 4G 提升 5 倍。如再考虑 OTN 相关设备所用的背板单板的量价齐升，以及小基站覆盖带来的增量，5G 给 PCB 带来的市场空间将超千亿。建议关注通信板龙头深南电路和国内基站滤波器领先企业东山精密。

来源：节选自平安证券研报《5G 大幕将启，射频模块蓄势待发》

相关文章

行业交流、合作请加微信：xintiyan001
投稿请发至：[e-mail]
芯智讯官方交流：221807116