信息化觀察網(wǎng)

4G時代，華為躋身全球天線廠商第一。

根據(jù)全球權(quán)威第三方研究機構(gòu)ABIResearch發(fā)布的2017年全球基站天線研究報告--《天饋現(xiàn)代化，引領(lǐng)移動寬帶網(wǎng)絡(luò)演進》，2012-2013年，華為天線市場份額排名第二/第三，經(jīng)歷中國4G建設(shè)大潮，從2015年開始華為天線連續(xù)兩年蟬聯(lián)市場份額和技術(shù)創(chuàng)新及成果轉(zhuǎn)化能力第一，引領(lǐng)全球天線產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

其中2016年各大廠商占比分比是華為31.6%、凱瑟琳21.0%、康普15.2%、安費諾7.3%、RFS5.2%，華為市場占有率比2013年有10.9pct的提升。

天線市場商業(yè)模式轉(zhuǎn)變，市場份額向龍頭公司集中

由于5G基站天線將與RRU融合形成新的單元AAU，天線公司的下游客戶將由以往的運營商轉(zhuǎn)變?yōu)樵O(shè)備商。

考慮到通信設(shè)備商的數(shù)量較少，目前市場的前四名（華為、諾基亞、愛立信、中興)幾乎壟斷全球運營商無線通信市場份額(基站設(shè)備市場占比在90%以上），對于天線供應(yīng)商來說下游將更為集中。

因此，與設(shè)備商有深度合作，并且在大規(guī)模陣列天線有較多技術(shù)儲備的龍頭天線廠商將有望獲得更多的市場份額。

天線方面建議關(guān)注與設(shè)備商深度合作的上游企業(yè)。

隨著5G時代來臨，天線與基站設(shè)備實現(xiàn)更深層次的綁定，我們建議關(guān)注通宇通訊、世嘉科技、京信通信以及為華為公司天線產(chǎn)品提供精密加工服務(wù)的企業(yè)東山精密、鴻博股份（發(fā)布預(yù)案收購弗蘭德30%股權(quán)）、立訊精密。

輕量化需求推動天線振子升級

天線振子是天線的核心部件。天線振子作為天線的主要組成部分，主要負責將信號放大和控制信號輻射方向，同樣可以使天線接收到的電磁信號更強。

根據(jù)天線的形態(tài)，天線振子形態(tài)也包括多種多樣，有桿狀、面狀等;根據(jù)加工工藝，主要有鈑金、PCB、塑料等。傳統(tǒng)4G天線振子多以金屬鈑金為主。

MassiveMIMO需要更多的天線振子

從設(shè)備商測試情況來看，在熱點高容量地區(qū)優(yōu)先選擇64通道的天線設(shè)備，同時因為192振子天線設(shè)備相比128振子在覆蓋能力上能提升1.7dB，目前設(shè)備商測試64通道天線大都采用96個雙極化天線振子，即192個天線振子。

相較于現(xiàn)有4G網(wǎng)絡(luò)（視天線通道數(shù)的不同，一般為10-40個天線振子），5G天線含有的振子數(shù)將大幅增加。

雖然在高頻段更容易降低天線振子間的間距，實現(xiàn)多天線的設(shè)計以及產(chǎn)品的小型化，但其復(fù)雜度相較于現(xiàn)網(wǎng)天線產(chǎn)品依然會大幅提升。如下圖所示為5G大規(guī)模天線陣列原型機樣圖。

塑料天線振子或成為首選方案

天線振子加工方式主要有金屬壓鑄/鈑金、PCB貼片和塑料振子，4G時代更多以金屬壓鑄/鈑金方式加工，組裝更多的靠人工，效率低下。

5G時代由于頻段更高且采用Massive-MIMO技術(shù)，天線振子尺寸變小且數(shù)量大幅增長，綜合考慮天線性能及AAU安裝問題，塑料天線振子方案具有一定的綜合優(yōu)勢。

天線振子市場規(guī)模預(yù)計可達64.1億元

一個基站需要三面天線，假設(shè)未來單面天線主流方案采用192振子，對應(yīng)需要一個基站需要3*192=576個振子。

考慮當前塑料天線振子還未大規(guī)模量產(chǎn)，根據(jù)調(diào)研，初始期一對振子大約7元，進入成熟期價格可能下降到3元/對。

天線振子作為5G天線主要組成部分，可關(guān)注銀寶山新、碩貝德、飛榮達。

小型化及輕量化推動陶瓷介質(zhì)濾波器或成為主流方案

濾波器是射頻單元核心器件之一。

隨著移動基站支持的網(wǎng)絡(luò)頻段越來越多，濾波器成為射頻模塊中不可獲取的一部分，天線會將所有能接受到的頻段信號都送往射頻前端模塊，但我們只希望選擇特定頻段的信號進行處理，這時候就需要濾波器來消除干擾雜波，讓有用信號盡可能無衰減的通過，對無用信號盡可能的衰減。

5G時代，天線通道數(shù)增加以及天線有源化對天線設(shè)計提出更高要求，小型化及輕量化是基礎(chǔ)。

4G時代，天線形態(tài)基本是4T4R（FDD）或者8T8R（TDD），根據(jù)目前測驗的情況來看，5G時代可能以64T64R大規(guī)模陣列天線為主。

通道數(shù)同比增加了7-15倍，意味著天線對射頻器件需求量同比增加了7-15倍，同時天線無源部分將與RRU合為AAU，都對5G時代天線的體積及重量提出了更高的設(shè)計要求。

根據(jù)圖表30，4G時代，無源天線+RRU重量大概在24-34kg，目前測試中的5GAAU重量大概在45kg左右，重量同比增加了32%~88%。

所以在5G天線集成化的趨勢下，小型化及輕量化成為天線設(shè)計基礎(chǔ)。

5G或以陶瓷介質(zhì)濾波器為主

3/4G時期，金屬濾波器憑借成熟的技術(shù)以及良好的性能成為那個時代的主流技術(shù)方案，進入5G時代設(shè)備商以及天線廠商也在研發(fā)小型化金屬腔體濾波器來滿足5G需求。

根據(jù)草根調(diào)研，按照單通道計算，小型化金屬腔體濾波器的重量平均比介質(zhì)濾波器重20%左右。

正如上文所說，未來5G基站對器件的小型化及輕量化越來越重視，陶瓷介質(zhì)濾波器在滿足性能的前提條件下，憑借輕量化、抗溫漂性能好以及小型化優(yōu)勢成為主設(shè)備商主要選擇方案之一。

考慮中國移動未來5G建設(shè)會基于2.6GHz頻段，2.6GHz16T16R天線單通道功率要求相比3.5GHz頻段64T64R天線更高，此時小型金屬腔體濾波器更占優(yōu)，因此2.6GHz頻段下天線可能會選擇小型金屬化腔體濾波器。

介質(zhì)波導(dǎo)相比介質(zhì)腔體性能更好

陶瓷介質(zhì)濾波器技術(shù)方案主要有介質(zhì)腔體（Monoblock）和介質(zhì)波導(dǎo)（Waveguide）。因為介質(zhì)腔體方案承受功率較小，性能相比介質(zhì)波導(dǎo)差，目前陶瓷介質(zhì)濾波器主流技術(shù)方案為介質(zhì)波導(dǎo)。

陶瓷介質(zhì)濾波器性能由粉體配方及生產(chǎn)工藝決定。陶瓷介質(zhì)濾波器性能主要由以下幾個因素決定：

1) 品質(zhì)因素Q：Q越大，則濾波器插入損耗越小，意味著選頻特性越好，成本越低;當插入損耗為1dB，則信號功率被衰減20%，當插入損耗為3dB，則信號功率被衰減50%；

2) 介電常數(shù)εr：介電常數(shù)越高，有利于器件的小型化、集成化；

3) 諧振頻率溫度系數(shù)tf：通信器件的工作溫度是不斷變化的，溫度變化同樣會引起諧振頻率變化，該系數(shù)越小則溫漂引起的諧振頻率變化越??；

陶瓷介質(zhì)濾波器上游材料主要有二氧鈦（TIO2）、氧化鋯（ZrO2）、氧化鋁（AIO3）、碳酸鋇（BaCO3）等，陶瓷介濾波器所需原材料量占整體上游原料比例較小，因此這些原材料采購方便。

根據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈調(diào)研，原料合成即陶瓷介質(zhì)粉體材料配方是決定濾波器性能好壞的關(guān)鍵因素之一，同時介質(zhì)濾波器生產(chǎn)過程中需盡力控制工藝以制出雜質(zhì)少、缺陷少、晶粒均勻分布的陶瓷，因此陶瓷介質(zhì)濾波器性能由粉體配方及生產(chǎn)工藝決定。

目前國內(nèi)濾波器廠商在3/4G都是以生產(chǎn)金屬濾波器為主，未來升級生產(chǎn)小型金屬腔體濾波器難度較小。

陶瓷濾波器產(chǎn)業(yè)鏈目前以華為為主導(dǎo)，國內(nèi)能夠生產(chǎn)陶瓷介質(zhì)濾波器的公司主要有未上市的燦勤科技，上市公司中主要有東山精密（艾福電子），武漢凡谷，風(fēng)華高科（國華新材料），通宇通訊（江佳電子）以及北斗星通（佳利電子），港股上市公司京信通信表示也已經(jīng)有介質(zhì)波導(dǎo)濾波器生產(chǎn)能力。

海外能夠提供陶瓷介質(zhì)濾波器主要有美國的CTS和日本的村田公司，其中美國CTS為介質(zhì)濾波器鼻祖。

根據(jù)上文描述，運營商在5G實際建設(shè)中，可能根據(jù)覆蓋場景及容量要求選擇不同多天線方案（64T64R或者16T16R）。

PCB板高頻高速化，單基站PCB價值量提升7倍以上

電路板是組裝電子器件的關(guān)鍵互連件。

印制電路板（PCB），是指通用基材上按預(yù)定設(shè)計形成點間連接及印制元件的印制板，其主要功能是使各種電子零組件形成預(yù)定電路的連接，起中繼傳輸作用。不僅為電子元器件提供電氣連接，也承載著電子設(shè)備數(shù)字及模擬信號傳輸、電源供給和射頻微波信號發(fā)射與接收等業(yè)務(wù)功能，下游應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，因而被稱為“電子產(chǎn)品之母”。PCB種類較多，排除封裝基板，一般按照材質(zhì)物理性質(zhì)將PCB分為剛性版（單面板、雙面板、多層板）、撓性板、剛繞結(jié)合板等。

從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來看，當前PCB市場中多層板仍占主流地位。

通信領(lǐng)域PCB板主要集中在無線、傳輸、數(shù)據(jù)通信等應(yīng)用領(lǐng)域，產(chǎn)品涵蓋了背板、高速多層板、高頻微波板等。不同于消費電子類PCB產(chǎn)品多為撓性板（FPC）和高密度互聯(lián)印刷電路板（HDI），通信用PCB多為剛性多層板。

4G基站僅RRU+BBU有PCB需求。4G基站架構(gòu)主要包括無源天線、射頻拉遠單元（RRU）和基帶單元（BBU），其中無源天線內(nèi)部主要采用射頻線纜連接，RRU內(nèi)PCB板主要包括射頻板，BBU內(nèi)PCB板主要包括基帶板和背板。

5G基站新架構(gòu)及新技術(shù)提升PCB需求量

如前文所述，5G基站架構(gòu)中無源天線將和RRU合成新的單元-AAU，AAU將包含部分物理層功能;而BBU將可能拆分為CU和DU。

參考當前5G實驗網(wǎng)AAU設(shè)備的設(shè)計，預(yù)計每個AAU將包含2塊電路板：1個功分板，1個TRX板。功分板主要集成了功分網(wǎng)絡(luò)和校準網(wǎng)絡(luò)，一般為一個雙層板+一個四層板，或者集成在一個六層板；TRX板主要集成功率放大器（PA）+濾波器+64通道的收發(fā)信機、電源管理等器件集成在同一電路板上，一般為12-16層復(fù)合板。

由于AAU設(shè)備的內(nèi)部連接更多采用PCB形式，5G時期單站PCB的數(shù)量相較4G時期會大幅提升。

高頻及高速要求推升單板價格，5GAAUPCB價值量提升7倍以上。

考慮到5G對天線系統(tǒng)的集成度提出了更高的要求。AAU射頻板需要在更小的尺寸內(nèi)集成更多的組件。在這種情況下，為滿足隔離的需求，需要采用更多層的印刷電路板技術(shù)。

另外，AAU射頻電路板相較于4G時期的尺寸也會更大，考慮到5G基站發(fā)射功率的提升，工作頻段也更高，因此5G的射頻電路板對于材料的高速性能以及高頻性能也提出了更高的要求。

因此綜合來看，層數(shù)增加，尺寸增大，材料要求提升，5GAAUPCB板的價值量相較4GRRUPCB大幅提升。

國內(nèi)天線射頻側(cè)PCB市場規(guī)模預(yù)計可達470.3億元。

經(jīng)過測算，5G單基站射頻側(cè)PCB價值量約9120元，4G單基站射頻側(cè)PCB價值量約1080元，可以發(fā)現(xiàn)，單基站價值量提升7倍以上。

如上文所述，我們預(yù)計國內(nèi)5G宏基站規(guī)?？蛇_506.4萬站，考慮到近幾年P(guān)CB價格穩(wěn)定且略有上漲，假設(shè)PCB價格不變，對應(yīng)5G時期射頻側(cè)PCB規(guī)模可達461.8億元。

綜合以上，我們認為5G基站電路板市場將有望量增價漲。

傳統(tǒng)與創(chuàng)新并進，國資收購功放標的有望填補A股空白3/4G時期以橫向擴散金屬氧化物半導(dǎo)體（LDMOS）工藝為主。

射頻功率放大器是無線發(fā)射機的核心部件，用以使無線信號具備足夠的發(fā)射功率向外輻射。

目前基站用功率放大器主要采用基于硅的橫向擴散金屬氧化物半導(dǎo)體（LDMOS）技術(shù)。

LDMOS有局限性，氮化鎵（GaN）成為中高頻段主要技術(shù)方向。未來5G商用頻段主要在3.5GHz附近，LDMOS技術(shù)在高頻應(yīng)用領(lǐng)域存在局限性：LDMOS功率放大器的帶寬會隨著頻率的增加而大幅減少，LDMOS僅在不超過約3.5GHz的頻率范圍內(nèi)有效，因此在3.5GHz頻段LDMOS的性能已開始出現(xiàn)明顯下滑。

除此之外，5G基站AAU功率大幅提升，單扇區(qū)功率從4G時期的50W左右提升到5G時期的200W左右，傳統(tǒng)的LDMOS制程將很難滿足性能要求。

隨著半導(dǎo)體材料工藝的進步，氮化鎵(GaN)正成為中高頻頻段PA主要技術(shù)路線，GaN技術(shù)優(yōu)勢包括能源效率提高、帶寬更寬、功率密度更大、體積更小，使之成為LDMOS的天然繼承者。

Massive-MIMO天線要求器件小型化，GaN尺寸為LDMOS尺寸1/6至1/4。

GaN相比LDMOS每單位面積可將功率提高4到6倍。

也就是說，相同發(fā)射功率規(guī)格下，GaN裸片尺寸為LDMOS裸片尺寸的1/6至1/4。

受基站內(nèi)功率放大器尺寸要求和材料能量密度的限制，LDMOS在3.5GHz附近最大發(fā)射功率會大幅度下降，導(dǎo)致需要更多LDMOS器件，基于此，GaN具有更高功率密度特性，能夠?qū)崿F(xiàn)更小器件封裝，因而非常適用于5G的Massive-MIMO天線系統(tǒng)。

參考目前實驗5G基站的上游采購價格，目前用于3.5GHz頻段的5G基站，采用LDMOS工藝的功率放大器單扇區(qū)的價格大約超過了400美金，采用GaN工藝的功率放大器價格更是超過了700美金。

而當前4G功放單扇區(qū)的價格200美金左右，5G功率放大器的價格達到了4G時期的2~3.5倍。

GaN技術(shù)雖然性能出眾，但考慮到GaN昂貴的成本，預(yù)計初期5G功率放大器可能會以LDMOS與GaN混合為主，隨著成本的不斷下降，后續(xù)逐漸被GaN完全取代。

考慮到功率放大器行業(yè)的壟斷性，我們預(yù)計5G規(guī)模建網(wǎng)期間降價空間比較有限。

預(yù)計功率放大器市場空間大幅增加

在4G建設(shè)高峰期，國內(nèi)市場平均每年功率放大器的市場空間約在42億元。考慮到單站功率放大器價格的大幅提升，到了5G時代，單站價格的大幅上漲將推動功率放大器的總市場空間大幅提升，假設(shè)5G建設(shè)周期為2020-2025年，預(yù)計建設(shè)高峰期（2020-2023）宏基站功率放大器市場空間每年可達約108.2-188.9億元，相較4G規(guī)模建設(shè)期，市場空間同比增長158%-350%。

國內(nèi)稀缺功率器件標的正尋找A股上市

傳統(tǒng)基站功率放大器領(lǐng)域，主要由恩智浦（NXP）、飛思卡爾（Freescale）和英飛凌（Infineon）三家公司壟斷，2015年NXP完成收購Freescale，為了規(guī)避反壟斷調(diào)查，NXP便將自己的RFPower部門以18億美元的價格出售給國內(nèi)的北京建廣資本，收購的恩智浦RFPower部門現(xiàn)改組為Ampleon公司，截止到2016年底，Ampleon在全球基站功率放大器領(lǐng)域的市場占有率達到了約38%，排名世界第二。

2018年6月，國內(nèi)A股上市公司旋極信息發(fā)布公告，與合肥瑞成股東之一北京嘉廣資產(chǎn)管理中心簽訂《合作意向書》，擬購買其持有的合肥瑞成股權(quán)，從而間接收購Ampleon股權(quán)。

未來，隨著毫米波等高頻段技術(shù)的成熟，GaN作為主流技術(shù)將成為必然，化合物半導(dǎo)體相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈公司將深度受益。

5GAAU內(nèi)射頻連接以板對板盲叉連接器為主

3/4G時期以饋電網(wǎng)絡(luò)方式存在，通過饋線連接。

3/4G時期，天線與RRU之間、天線內(nèi)部天線振子與射頻器件相連都是通過饋線連接。

天線與RRU之間的射頻饋線主要包括主饋線和跳線，跳線為基站天線和主饋線、主饋線和BTS之間提供連接，一般為1/2”電纜；主饋線為機房到天線平臺之間連接，一般采用7/8”電纜。

天線內(nèi)部饋線主要為半柔電纜。

5G時代通道數(shù)變多以及集成化，射頻連接以板對板盲叉連接器為主

5G時代天線有源化，AAU內(nèi)功分網(wǎng)絡(luò)和基帶處理板將以PCB形式存在，傳統(tǒng)饋線連接方式已不能滿足需求，此時板對板之間需要由射頻連接器進行連接。

盲插型連接器分別電連接在天線射頻通道的輸入端和收發(fā)組件的輸出端口，盲插型連接器的種類和形式較多，可以自由選型。

SMP板對板連接器組件是一個浮動的結(jié)構(gòu)，由一個與PCB焊接連接的snap座子，另一個與PCB焊接連接的slide座子以及中間的轉(zhuǎn)接器bullet構(gòu)成。

兩個座子分別焊接在兩塊PCB板上，三個連接器與兩塊PCB板組成一個連接器電路板組件。

國內(nèi)連接器的主要廠商:西安華達、金信諾、中航光電（電連接器產(chǎn)品在航空領(lǐng)域市場占有率達60%）、通茂電子（6908廠子公司）、中電科55所等。

海外連接器主要廠商：TEConnectivity泰科電子（美國）、Amphenol安費諾（美國）、Rosenberger羅森伯格（德國）、RADIALL雷迪埃（法國）等。

射頻連接器市場可達94.4億元。一個基站需要三面天線，假設(shè)未來單面天線主流方案采用64T64R，對應(yīng)一個基站需要盲叉連接器的數(shù)量為66*3=198個。

根據(jù)草根調(diào)研目前SMP盲插連接器國內(nèi)廠商價格大概15元/個，未來成熟期有望下降到6元/個。假設(shè)5G建設(shè)周期為2020-2025年，預(yù)計建設(shè)高峰期（2020-2023）宏基站連接器市場空間每年可達約14.1-26.8億元。