新基建终端天线行业分析报告Word文件下载.docx

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LCP材质具有低介电常数、低介电损耗的特质，适用于高频信号的传输；

低吸湿率的特质保证手机的防水性。

MPI性能介于PI与LCP间，成本较LCP低廉，未来有望在中低频扩大使用。

LDS激光直接成型技术是利用激光镭射技术，将天线直接打印于手机外壳，不占用手机内部空间，增加了空间使用率。

（2）数量变化：

5G频段增加，单机天线数量提升。

5G应用支持的频段到2020年将新增50个以上通信频段，全球2G/3G/4G/5G合计支持的频段将达到91个以上。

5G天线支持全频段波束赋，5G成形波束的生成至少需要2个天线阵列。

若手机需支持全频段，至少需要4个天线，采用4T4RMIMO技术。

（3）布局变化：

设计难度提升，AiP封装加快应用。

5G手机功能增加，手机内部功能模块增多；

5G手机耗电量大幅提升，电池体积扩大。

为使5G手机设计合理化，内部天线的设计布局难度增加，制备复杂度提升，同时Aip营业趋势愈加明确，助推手机内部天线价值上升。

根据Bccresearch的预测，2021年全球天线市场规模在225亿美元，智能型天线市场规模在76亿美元。

新基建发力，基站天线享增量空间。

运营商资本开支回暖，三大运营商2020年5G资本开支计划达1803亿元，占总资本计划的54%，同比增长3.38倍。

5G时代天线投资规模相比4G时期将会有大幅提升：

首先，5G天线通道数量会比4G有所提升，4G时期多以4通道为主，而5G时期将扩至64通道；

其次，5G基站数量相比4G有望增长，预计为4G的1.2-1.3倍，截至2019年底，我国5G基站数超13万站，预计2020

年我国5G基站建设数量在70万站左右；

再次，5G基站天线需要满足高频高速大流量传输等特点，工艺难度与天线材质提升，天线单体价值提升。

一、天线：

信号收发的重要关卡

天线的应用包括基站侧与终端侧，而无论在基站还是在终端，天线都是信号发射与接收的关卡，天线性能的好坏，直接影响通信的质量。

1、终端天线概况

手机终端的通信模块主要分为天线、射频前端模块、射频收发模块、基带信号处理。

射频前端介于天线与射频收发之间，可以分为接收通道和发射通道，从线路看信号传输：

其接收通道：

信号—天线—天线开关—滤波器/双工器—LNA—射频开关—射频收发—基带；

其发射通道：

基带—射频收发—射频开关—PA—滤波器/双工器—天线开关—天线—信号。

天线用于无线电波的收发，连接射频前端，是接收通道的起点与发射通道的终点。

随着信息技术的不断发展，无线网络频段增加、频率升高，驱使手机天线的使用增加，同时，为实现高速、多频率、少损耗的传输，终端天线通过材料、结构、工艺的不断改进实现性能的提升。

天线整体经历了从金属片到FPC到LDS的演变，目前LDS在高端机上使用比较广泛。

而按功能分类，天线主要包括主天线、GPS定位天线、Wifi天线、NFC天线、FM天线等。

2、基站天线概况

基站天线的功能包括无线电波的发射与接收，信号发射时，基站调制的导行波经天线转换为电磁波信号发送；

信号接收时，终端调制后的电磁波信号经天线转换为导行波，传送到主设备。

天线的主要工作原理为控制导线的距离改变辐射的强弱。

天线导线间存在交变电流时，将辐射出电磁波，而辐射能力与导线的形状与长度相关。

导线形状变化时，当导线间距离较近时，电场被束缚在两导线之间，辐射微弱；

两导线张开时，电场散播在周围空间中，辐射增强。

导线长度变化时，当导线长度远小于辐射电磁波波长时，辐射微弱；

当导线长度与辐射的电磁波波长相似时，辐射较强。

上述能产生显著辐射的直导线称为振子，振子就是一个简单的天线。

天线按不同的分类方式有多种种类。

3、5G时代，天线迎双频段市场

5G具备三大应用场景：

增强移动宽带（eMBB）、海量物联网业务（mMTC）、超高可靠性与超低时延业务（uRLLC）。

5G技术在数据传输速率、移动性、传输时延及终端连接数量等具备优势，将进一步推动万物互联。

其8个技术指标相比4G有所跃升。

据德勤研究数据预测，2020-2035年全球5G产业链投资将达到3.5万亿美元，中国占比约30%，达1.05万亿美元。

全球行业受5G驱动将创造超12万亿美元的销售额，涵盖制造、信息通信、批发零售、基础设施等多个行业。

5G核心技术主要包括增加基站密度、采用MIMO技术与载波聚合技术、提高频段、高阶调制提高频谱效率等。

其技术变化围绕香农定理展开，

其中，C为最大信息传送速率，BW为信道宽度，S为信道内所传信号的平均功率，N为信道内部的高斯噪声功率，S/（N+1）为信噪比，m为传输和接收天线的数量，1/n为基站网络密度。

为了改善数据传输效果，可分别在以下技术改进：

1）降低n值：

提高网络密度，增加小型基站数量，减少每个基站的用户数量；

2）增加M值：

利用MIMO技术，提高MIMO阶数，增加天线发射与接收数量；

3）增加BW值：

拓宽信道宽度，可以采取增加频段与载波聚合的方式；

4）提高信噪比：

采用高阶调制提高频谱效率。

5G技术的变化促使基站天线与终端天线使用数量增加。

二、终端天线可能发生的变化

1、材料变化：

天线应用趋向LDS+LCP方向

在基材变迁上，天线经历了从金属片—PI（聚酰亚胺）—LCP（液晶聚合物）的过程，LCP材质具有低介电常数、低介电损耗的特质，适用于高频信号的传输；

LCP天线可以实现射频传输、射频传输线与天线集成，以及部分替代FPC、PCB的功能。

但LCP成本较高，目前在中高端机中使用较为常见。

另外，为改善PI的缺点，MPI（改性PI）目前使用也较为广泛，MPI性能介于PI与LCP间，成本较LCP低廉，未来有望在中低频扩大使用。

在手机天线工艺技术变迁上，天线经历了从金属弹片—FPC—LDS的变化，LDS（Laser-Direct-Structuring）激光直接成型技术是利用激光镭射技术，按数位线路烧除表面抗蚀刻阻剂，再在支架上化镀形成金属，完成将天线直接打印于手机外壳的目的。

LDS天线不占用手机内部空间，增加了空间使用率；

同时避免了内部元器件的干扰，保证手机信号；

此外，天性性能较为稳定，精确度较高。

目前除LDS技术外，还有泛友科技提出的LRP技术，它通过三维印刷工艺，将导电银浆高速精准地涂敷到工件表面，形成天线形状，然后通过三维控制激光修整，以形成高精度的电路互联结构。

2、数量变化：

5G频段增加，单机天线数量提升

5G网络的部署采用两种频段FR1和FR2，FR1是低频段Sub-6GHz（频率范围450MHz-6GHz）,特征是传输距离远、覆盖面积大；

FR2是高频段mmWave（频率范围24.25GHz-52.60GHz）,特征是传输速度快，容量大，但覆盖面积有限。

相比于4G，5GNR除了包含部分LTE频段外，同时新增部分频段。

为实现高速、海量连接与低时延的体验，5G网络无法使用3G/4G的固定广播波束，5G波束是一组有合适宽度与多方向的窄波束，而创建此种特征的波束意味着5G天线必须支持全频段，全频段则需增加大量天线阵列。

根据射频器件公司Skyworks预测，到2020年，5G应用支持的频段数量将实现翻番，新增50个以上通信频段，全球2G/3G/4G/5G合计支持的频段将达到91个以上。

5G在我国的布局大致分为三个阶段，4.5G阶段（4G向5G过渡的阶段，NSA与SA网络并存）、5G初步阶段（以Sub-6GHz频段为主的5G阶段）、5G深入阶段（mmWave商用，Sub-6GHz与mmWave共存）。

当前我国5G仍处在4GLTE到5GNR的过渡阶段，频段的利用以FR1为主。

2018年12月6日,工信部公布了运营商5G试验频率，中国移动分配得到N41、N79频段、中国联通为N78频段、中国电信为N78频段，全网通手机则涵盖N41、N78、N79频段，5G频段数量确定性增加。

5G商用初期，智能手机仍将以支持低频段为主，Sub-6GHz拥有更强的覆盖能力。

3GPPTS38.213协议中说明，5G波束需满足5个边带（SSB），其中，对于3GHz以下的频段，SSB波束的上限为4个，对于3-6GHz的频段，上限为8个。

为满足5G下不同场景高低频段需求，5G天线支持全频段波束赋，5G形成形波束的生成至少需要2个天线阵列。

若手机需支持全频段，至少需要4个天线，采用4T4RMIMO技术，频段数量增长将直接驱动天线数量大幅增长。

综合来看，典型4G手机天线数量为2-4个，包括2个通信天线，1个Wifi天线，1个GPS天线。

而5G手机天线数量预计为8-10个，包括2个4G通信天线，4个5G通信天线，2个Wifi天线，1个GPS天线等。

3、布局变化：

设计难度提升，AiP封装加快应用

5G手机功能增加，促使手机内部功能模块增多；

此外，手机应用增多使得5G手机耗电量大幅提升，为满足日常需求，电池体积扩大；

而手机整体体积提升有限，因此内部空间如何实现合理布局是5G手机的一大难题。

为配合5G手机设计合理化，内部天线的设计布局难度增加，制备复杂度提升，同时内部模块集成化的趋势愈加明确，助推手机内部天线价值上升。

尤其发展至后期，5G毫米波段使用成熟。

毫米波作为高频段，将以大带宽实现数据的高速传输，还可利用极密的空间复用度来增加容量。

传统通信利用基站与手机间单天线到单天线进行电磁波传播，5G时代为满足大容量与高速率的需求，引入波束成形技术，在基站侧采用阵列天线，自动调节各天线发射信号的相位，使手机侧可以收到叠加的电磁波增强信号强度。

毫米波手机天线有多种应用模式：

一个手机对两个基站、一个基站对一个手机、一个基站对几个手机模式等不同应用场景，影响终端手机天线布局。

高频毫米波的传输损耗大，因此毫米波手机可能会呈现以下布局特征：

一是协同化设计，天线与芯片位置靠近，将天线与射频前端集成化，即采用基于SiP封装的AiP（Antenna-in-Package），减少高频短波下的信号损耗；

二是采用两组线性相控阵，可以同时寻找新信号与识别旧信号。

这将使得手机内部设计布局难度提升，AiP封装加快应用，射频前端芯片价值提升。

据YoleDevelopment统计预测，高端LTE智能手机中射频芯片价值为15.30美元，5G制式下智能手机内射频前端芯片价值将继续上升，5G低频段单机手机射频芯片价值预计达32美元，毫米波单机手机射频芯片价值预计达38.50美元。

4、终端天线市场2022年达到30亿美元

5G手机渗透率的提升,以及5G频段增加带来的天线数量的增加,以及频率升高,空间减小带来的天线工艺的升级,天线行业有望迎来高增长。

根据Bccresearch的预测，2021年全球天线市场规模在225亿美元，智能型天线市场规模在76亿美元；

而根据YoleDevelopment的预测，终端天线市场空间将由2018年的22.3亿美元增加到2022年的30.8亿美元，复合增速达到8.4%。

随着2021年后毫米波手机放量，预计截至2025年，手机市场中将存在34%连接5GSub-6GHz网络,20%连接5G毫米波网络（数量预计为5.64亿部）。

长远来看，手机端天线行业市场空间广阔。

我国企业在天线市场的市场份额占比相比射频器件境况较好，信维通信、硕贝德、立讯精密均占据一定比例的市场份额，但