新闻资讯 更多+
(1)基站射频系统需求量呈上升趋势:通信技术的更迭带来信息传输速率和频率的提升,同等环境下的信号传输距离则相应降低,从2G到5G,单个基站的信号覆盖半径不断缩小,使得基站部署密度不断提升,而基站数量的增加直接推动基站射频系统需求量的上升。
(2)单个基站射频系统价值呈上升趋势:5G采用的大规模天线(MassiveMIMO)技术将主要采用64通道方案,一个通信基站的3个扇区将需要192个滤波器,相比4G时代的2-8通道方案,单个基站的滤波器使用量将大幅增加,5G基站采用的陶瓷介质滤波器和小型化金属滤波器因材料成本相比传统金属滤波器的下降,导致单价将下降,综合使用量和单价的变动因素,单个5G基站的滤波器投入将有所提升;同时5G基站射频系统(滤波器模块)和天线将呈现一体化趋势,通信主设备商倾向于向基站射频系统厂商直接采购集成产品,因包含天线,基站射频系统厂商在单个基站投入中所占的份额将有所提升。
(3)基站射频系统市场空间:综合前文所述,5G将带来射频系统需求量和价值的提升,从而使基站射频系统市场空间有较大增长。以基站射频系统中的核心产品滤波器为例,5G带来的市场空间测算如下:
据中金企信国际咨询公布的《2021-2027年中国基站射频系统市场研究及投资建议预测报告》统计数据显示:2019-2025年,5G基站建设为滤波器带来的全球市场空间约600亿元,中国市场空间约300亿元。
市场研究机构通常认为,5G基站建设规模将是4G基站的1.2-1.5倍,而中国5G基站建设规模占全球基站数量的一半。国内5G滤波器市场规模约351.10亿元;国内5G滤波器市场规模约372.21亿元,全球5G滤波器市场规模约735.50亿元;信达证券认为国内5G滤波器市场规模约332.5亿元,全球5G滤波器市场规模约665亿元。
(4)基站射频系统行业新技术近三年发展情况及未来发展趋势:5G的用户体验速率、联接密度、峰值速率、时延、频谱效率等关键性能指标相比前几代移动通信技术出现巨大的提升,面对多样化的需求,5G在核心网、无线接入网和承载网等方面均涌现出大量创新。
1、5G无线接入网新技术驱动基站及射频系统技术变革:增强移动宽带(eMBB)、大规模机器类通信(mMTC)和低时延高可靠通信(uRLLC)等应用场景对5G网络的系统容量提出了极高的要求,而系统容量主要由频谱效率、基站数量和频谱带宽决定,与之对应的大规模天线(MassiveMIMO)技术、超密集组网技术和全频谱接入技术成为5G无线接入网领域的关键技术,进而确立了基站及射频系统产业链的技术发展方向,具体如下表所示:
基站射频系统是通信基站的核心模块之一,2G至4G时代一般由滤波器模块、合路器、放大器、数字收发信模块等组成,即射频拉远单元(RRU);5G时代,RRU与天线集成为有源天线单元(AAU),其中滤波器和天线组成天线滤波器一体化单元(AFU)。5G技术对基站射频系统的影响主要体现在其对滤波器和天线新技术的影响,以及射频系统和天线一体化的趋势。
2、5G驱动滤波器的小型化和轻量化:3G和4G时代,金属同轴腔体是滤波器的主流方案,主要利用金属腔体振荡来消除不需要的频率,工艺成熟、性能较好,但体积和重量较大。5G时代,大规模天线(MassiveMIMO)技术的普遍应用,使得单个天线通道数由4G时代的2-8通道,增长到64通道,通道数的大幅增加对射频系统小型化提出了更高的要求,否则将导致射频系统体积和重量暴涨;以传统的金属腔体滤波器实现多通道将会大幅增加铁塔负荷,也为基站的安装调试带来不便,因此对滤波器的材质和设计提出了小型化和轻量化的要求。目前,行业主流的解决方案包括小型化金属滤波器和陶瓷介质滤波器两类,小型化金属滤波器作为传统金属腔体滤波器的改进产品,工艺相对成熟,在体积和重量上亦能符合5G基站的要求,是部分通信主设备商在5G商用初期的重要方案。而陶瓷介质滤波器具有体积小、重量轻、损耗小、Q值高的优势,同时由于其主要原材料为陶瓷粉末,加工环节不需要大量数控机床,因此在工艺逐渐成熟后整体成本将大幅下降,将成为未来5G建设的主流方案。以典型的5G频段2.6GHz和3.5GHz为例,目前5G通信主设备商中华为的技术方向以陶瓷介质滤波器为主,爱立信、中兴通讯和诺基亚等设备商则大量采用小型化金属滤波器,具体如下:
同时,考虑到郊区、公路、铁路等人口密度较小的区域对移动流量的需求较低,该类区域的5G基站一般采用16通道天线,其单通道功率高于32通道及64通道天线方案,小型化金属滤波器可承受功率更高的特点使其在该类应用场景更具优势,因此未来该产品仍将保持一定的市场份额。
3、5G驱动射频系统和天线一体化:目前,4G基站主流的形态是“BBU+RRU+天线”的形式,而5G基站采用的大规模天线(MassiveMIMO)技术导致基站射频器件和天线数量及复杂程度大幅上升,通过滤波器与天线集成可以达到简化基站构成、节约空间和降低运营商维护成本等效果。因此,5G基站将“RRU+天线”的组合形式改进为有源天线单元(AAU)形式,主流形态为“BBU+AAU”形式。4G时代天线与滤波器互相独立,一般由运营商直接采购天线,由通信主设备商采购滤波器。5G时代,通信主设备商倾向于直接采购滤波器和天线的集成产品,从而要求上游射频系统供应商同时具备滤波器和天线的生产能力,以及对两者进行整合的能力。