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5G的影響
時(shí)間:2019-06-27 17:46:51瀏覽次數(shù):

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


一、5G通信行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈條的重要環(huán)節(jié)


主要包括以下五個(gè)重要環(huán)節(jié):


①網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)(前期技術(shù)研究及網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)劃)


②無線主設(shè)備(核心網(wǎng)、基站天線、射頻器件、光器件/光模塊、小基站等,無線配套、網(wǎng)絡(luò)覆蓋與優(yōu)化環(huán)節(jié)開始布局)


③傳輸設(shè)備(無線設(shè)備后需要有線傳輸鏈接,緊跟其后的包括光纖光纜、系統(tǒng)集成、IT支持、增值服務(wù)等)


④終端設(shè)備(芯片及終端配套)


⑤運(yùn)營(yíng)商


⑥PCB/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(dǎo)濾波器(基站射頻)


按器件種類來看,射頻前端模組可以分為放大器、濾波器、天線開關(guān)/調(diào)諧器及天線四部分。


射頻系統(tǒng)市場(chǎng)未來五年市場(chǎng)規(guī)模將迅速增長(zhǎng),其中濾波器市場(chǎng)的規(guī)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(guī)??偤瓦_(dá)到整體市場(chǎng)容量的80%~90%。射頻開關(guān)市場(chǎng)排名第三,2020年之后毫米波元器件市場(chǎng)開啟。

5G的影響(圖1)

二、濾波器


濾波器的主要作用是在雜亂的空間將目標(biāo)信號(hào)過濾出。隨著手機(jī)支持頻率的增加和MIMO技術(shù)的引入,濾波器需求指數(shù)上升。


為添加新頻段通信功能,需要提升濾波器數(shù)量。4G到5G,Skyworks預(yù)計(jì)濾波器數(shù)量平均將由40只提升至50只。高頻通信場(chǎng)景中,現(xiàn)有SAW/TC-SAW濾波器將替換為BAW/FBAR。現(xiàn)有濾波器頭部廠商因?yàn)槭袌?chǎng)規(guī)模提升直接受益。


SAW濾波器2G、3G、4G已廣泛應(yīng)用,一般工作在1.9GHz以下頻段,最新的研究將應(yīng)用上限推廣到了2.5GHz左右。而BAW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(yīng)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(dá)500MHz,以低溫共燒陶瓷(LTCC)工藝制作的濾波器的應(yīng)用將更加普遍。相比SAW或BAW濾波器,LTCC雖然可處理高頻信號(hào),但選頻能力較差。但LTCC對(duì)高功率場(chǎng)景的處理能力優(yōu)于SAW或BAW濾波器。


三、功率放大器(PA)


PA用于將信號(hào)功率放大輸出至天線以發(fā)射信號(hào)。手機(jī)PA隨著天線的數(shù)量增多而增多。PA市場(chǎng)將由2017年的50億美元增長(zhǎng)至2023年的70億美元,復(fù)合增速為6%。市場(chǎng)容量在4G時(shí)代被濾波器超過,排名第二。


5G時(shí)代,預(yù)計(jì)GaAs依然是手機(jī)功放的主流方案。為實(shí)現(xiàn)從2通道向4通道通信,PA數(shù)量預(yù)計(jì)將可能翻倍提升。長(zhǎng)期看,為支持更高頻率信號(hào)的輸出,現(xiàn)有GaAs材料也可能向GaN材料功放升級(jí)。從3G時(shí)代起由于擊穿電壓、輸出功率等優(yōu)勢(shì),GaAs材料代替CMOS材料成為PA市場(chǎng)主流材料。隨著更多廠商的加入,PA市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)進(jìn)一步加劇。因此頭部廠商將PA同基帶、開關(guān)等芯片綁定銷售,以提升競(jìng)爭(zhēng)力。


四、射頻開關(guān)和調(diào)節(jié)器(Switch&Tuner)


類似于濾波器的需求提升,5G因?yàn)轭l段的增加將帶來通道數(shù)的提升,進(jìn)而推動(dòng)開關(guān)市場(chǎng)的容量增長(zhǎng)。終端射頻開關(guān)市場(chǎng)規(guī)模將由2017年的10億美元增至2023年的30億美元,復(fù)合增速約為20%。


天線調(diào)節(jié)器Tuner市場(chǎng)也將迎來增長(zhǎng),從2017年的4.63億美元向10.00億美元發(fā)展,復(fù)合增速約為14%;LNA從2017年的2.46億美元增長(zhǎng)至2023年的6.02億美元,復(fù)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(shì),射頻行業(yè)的生態(tài)出現(xiàn)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),有源和無源器件供應(yīng)商開始通過并購等模式互相滲透。


五、天線


MIMO應(yīng)用確定,LDS和LCP天線成為趨勢(shì)天線系統(tǒng)是射頻系統(tǒng)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(jí),是射頻半導(dǎo)體領(lǐng)域的補(bǔ)充。


天線數(shù)量提升和新工藝的加入有利于天線提供商信維通信等。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(jī)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(guī)模,同手機(jī)射頻市場(chǎng)規(guī)模處在同一量級(jí)。


①5G技術(shù)對(duì)天線的形態(tài)和性能提出了新的要求。相對(duì)于4G技術(shù),5G的頻譜效率將提高5-10倍,天線技術(shù)的提升是其關(guān)鍵技術(shù)之一。基站天線屬于傳統(tǒng)天線業(yè)務(wù),將通過超密集組網(wǎng)將現(xiàn)有站點(diǎn)提升10倍以上,以此實(shí)現(xiàn)5G通信密集、異構(gòu)、分離(DHS)式的通信要求;MIMO技術(shù)以大規(guī)模MIMO為方向,通過增加天線數(shù)量提升信道容量,使頻譜利用率成倍提升,達(dá)到5G的應(yīng)用要求。


②從無源天線到有源天線系統(tǒng),天線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(shù)量,大規(guī)模天線技術(shù)需要增加基站攜帶的天線數(shù)量。


5G時(shí)代來臨帶來射頻器件單機(jī)數(shù)量和價(jià)值量的增加,全球射頻市場(chǎng)規(guī)模有望增長(zhǎng)。5G商用手機(jī)銷售將始于2020年,其銷量在2025年將超過3億部。


隨著5G網(wǎng)絡(luò)的普及,全球移動(dòng)終端射頻器件市場(chǎng)將迎來穩(wěn)健增長(zhǎng)。據(jù)美國(guó)高通公司預(yù)測(cè),移動(dòng)終端射頻前端模塊在2015-2020年間的復(fù)合增速在13%以上,到2020年市場(chǎng)規(guī)模將超過180億美元。其中,濾波器是射頻前端模塊增長(zhǎng)最快的細(xì)分方向,濾波器市場(chǎng)將由現(xiàn)在的50億美元的市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)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(jī)對(duì)于射頻前端芯片的需求增加,有專家預(yù)計(jì)射頻前端芯片占據(jù)手機(jī)成本的比例甚至有可能超過基帶處理器等其他關(guān)鍵器件。


不僅僅是5G給我們帶來了很大便利,智能酒店也不例外,所以,有情趣的話,可以看看有關(guān)智能酒店客控系統(tǒng)


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