天线行业分析报告Word文档格式.docx

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天线设计与手机外观设计联系紧密，过去几年创新紧密围绕金属机身设计。

金属合金机身由于其外形美观、富有光泽和质感、抵抗划痕能力强等优点，在过去几年成为智能手机的主流发展方向。

而天线设计成为全金属机身应用的主要瓶颈，苹果自iPhone4起应用的金属边框天线成为主流选择，多种技术方案被提出以克服天线净空、手持干扰和频段覆盖等问题。

在这个过程中，天线的价值量被集成至金属外壳中，对传统的FPC/LDS天线供应商业绩产生一定的负面影响。

5G商用将对天线单机价值量产生明显拉动效应。

5G的发展是平缓的产业升级过程，目前正处于4.5G阶段，但对天线的价值量拉动效应已有体现。

从三星S8和华为P10的天线设计看，蜂窝天线共有4至5根，支持4x4MIMO，相比以前的一主一副2根天线数量上有明显提高。

5G时代MIMO有望扩展至8x8，并且毫米波天线阵列会形成全新的价值增量。

另外，手机Wi-Fi天线也会向MIMO方向演进，单机价值量同样存在一定提升空间。

全面屏、无线充电和5G毫米波推动手机外观创新，独立天线有望长期受益。

全面屏由于力求将有效显示区域贴近手机边框，将会进一步压缩天线的净空设计空间，增大金属边框作为天线的设计难度。

同时，金属后盖不利于无线充电和毫米波的应用。

玻璃和陶瓷替代金属后盖将是未来的大趋势，从三星S8（3D玻璃后盖）和小米MIX（全陶瓷后盖）的设计看，均使用了LDS工艺制作的天线，价值量逐渐从金属边框中走出，利好传统天线厂商。

无线充电应用扩大天线整体市场空间，国内企业已进入一线巨头产业链。

三星从S6便开始推广无线充电功能，并且模组同时集成了NFC天线和MST线圈，根据知名媒体DigiTimes报道苹果在AppleWatch支持无线充电后，也有望在新一代手机产品中加入这一功能，行业处于爆发前夜。

国内企业中，信维通信和立讯精密已经在一线巨头的产业链中处于领先地位。

一、小天线里藏有大门道，技术创新驱动工业设计进步

1、小身材大作用，天线是电磁波进行传输的“灯塔”

无线电波构筑了现代通信系统的基础，虽然我们无法感受到它的存在，但它无时无刻不在影响我们的生活，而天线又是电磁波进行传输的核心元器件，它像一座“灯塔”一样，将我们和广阔的外部世界紧密联系在一起。

从微小尺度看，在我们越来越依赖的智能手机中，就有移动通信天线、Wi-Fi/BT天线、GPS天线、NFC天线和无线充电线圈等；

从宏大尺度看，刘慈欣在《三体》中用超群的想象力为我们描述了用于宇宙通信的引力波天线：

“天线是一个横放的圆柱体，有一千五百米长，直径五十多米，整体悬浮在距地面两米左右的位置。

它的表面也是光洁的镜面，一半映着天空，一半映着华北平原。

”

无论是宏观还是微观，天线的本质都是在电磁场基本原理下，通过电场和磁场的相互转换，完成电磁能量的辐射和接收。

除早已成熟的无线通信技术之外，近年来移动支付、无线充电等前沿技术，底层原理仍然是利用电磁感应现象，实现能量的相互转换，因此天线的应用领域在不断扩大。

天线的应用领域非常广泛，本报告重点关注以智能手机、平板电脑、笔记本电脑和可穿戴设备为代表的消费电子领域，其中智能手机由于出货量大、技术更新换代快，作为典型应用深入讨论。

以三星最新的旗舰智能机S8+为例，内部除了集成传统的移动通信天线（配合高通骁龙835基带，支持4X4MIMO）、无线连接天线（Wi-Fi、BT、GPS）、近场通信天线（NFC，NearFieldCommunication）以外，还集成了最先进的磁性安全传输线圈（MST，MagneticSecureTransmission）和无线充电线圈。

从移动通信的角度看，由于对数据传输速率的持续追求，载波聚合（CA）技术和多输入多输出（MIMO）技术的应用更加广泛，骁龙835最高可支持4载波聚合，并可配合MIMO技术将最高下载速率扩展到1Gbps，从天线角度，除了两根主天线和两根分集（Diversity）天线以外，额外增加了一根用于载波聚合的主天线，未来随着5G技术的发展，天线数量会继续增加。

需要注意的是，三星S8+使用玻璃背板，不存在金属背板对电磁波的屏蔽现象，因此降低了天线的设计难度。

由此可以引出移动终端天线的一个重要设计原则：

天线的设计要配合系统整体方案，背板材料选择、内部空间规划等都会对天线的设计起到决定性作用。

2、小器件大创新，分立天线工艺不断进步

犹记得模拟通信的“大哥大”时代，手机天线也以霸气的外置形式存在，直到1999年，诺基亚3210才首次做到了将天线内置。

目前主流的内置分立天线工艺主要有FPC（FlexiblePrintedCircuits，柔性电路板）、LDS（LaserDirectStructuring，激光直接成型）。

FPC是一种具有高度可靠性的可挠性印刷电路板，主要特点是轻薄、弯折性好。

在iPhone3GS和之前的产品设计中，一直使用了FPC天线搭配支架的设计。

相比更为传统的金属弹片配合塑料支架的设计，FPC天线可以缩短研发周期，具有较低的模具开发成本，同时由于FPC板上的金属图案易于修改，因此具有更好的设计灵活性，易于满足现代通信系统多模多频的需求，因此FPC天线在功能机向智能机发展的大潮中得到了广泛应用。

LDS天线是利用激光镭射技术，直接在模塑成型的塑料支架上进行化镀，形成金属天线图案。

相比FPC天线，LDS天线由于采用了高精度的激光技术，因此性能更加稳定，一致性更好，当然，这也付出了成本更高的代价。

此外，当手机使用塑料后盖时，LDS技术可以将天线整体性的镭射到后盖上面，从而大大节约手机内部空间，并且可以防止内部器件干扰。

3、金属后盖带来的天线挑战，质感提升源自技术创新

随着智能手机的渗透率不断提高，改善型的换机需求逐步替代了曾经的普及型需求，消费者对手机的品质要求越来越高，在苹果的引领下，更具质感的金属后盖成为了中高端智能手机的标配。

但是，金属后盖对天线设计却十分不友好，因而手机天线近几年的发展史同时也是工程师与金属后盖不停抗争的血泪史。

本次天线革命源自iPhone4，苹果对天线方案做了非常激进的改进，机身不锈钢边框被分成两段，分别成为Wi-Fi/BT/GPS天线和通信主天线。

不锈钢边框上焊接了性状复杂的金属片，用于在不同通信模式和频段下进行匹配调谐。

然而，如此极富创新精神的设计却由于特定条件下的缺陷，导致了著名的“天线门”事件。

苹果用户发现，当紧握手机下部时，会出现信号质量急剧下降的现象。

这是由于人体皮肤有可能导致两段天线的连接处发生短路，使天线的频率特性出现偏移。

“天线门”迫使乔布斯亲自站台做危机公关，成为人类商业史上的一次经典案例。

苹果最终的解决方案是在后续的iPhone4CDMA版以及iPhone4S中将天线改为了三段式设计方案，并且加入了接收分集功能，可以智能选择信号较好的接收天线，接收灵敏度不再受手握的影响。

“天线门”是天线设计史上的一次经典案例，它一方面体现了天线的重要性，如此经典的划时代产品险些由于天线方面的问题提前谢幕，另一方面也体现了天线领域的创新活力，持续不断的技术创新为产品升级提供了原始驱动力。

金属边框天线的成功经验使得金属后盖工艺成为可能，无论是苹果阵营还是安卓阵营，在iPhone4之后均在中高端机型中大面积使用金属后盖，而对于天线的处理方式，也产生了三种主流方案。

（1）以iPhone5S为代表的三段式后盖结构

这种结构的主要特点是后盖中部为大块金属，顶部和底部使用两条玻璃或塑料材料，为内置天线留出足够的净空。

（2）以iPhone6、iPhone7为代表的纳米注塑工艺

纳米注塑工艺（NMT，NanoMoldinGTechnology）是将金属表面纳米化处理之后，对其进行注塑成型，形成金属和塑料的一体化结构的制作工艺。

iPhone6后盖上的“白带”即为使用纳米注塑工艺加工的塑胶，它的主要作用是将顶部和底部的天线和后盖大块金属隔离，以减小手持对天线接收信号的影响。

以iPhone6为例，金属后盖经过纳米注塑工艺进行加工后将不同段的金属进行分离，顶部的A段金属和底部的E段金属作为天线使用。

其中A天线包括了Cellular副天线、双频Wi-Fi、蓝牙、GPS、NFC等功能。

上部天线虽然是一根金属，但通过在中间加入接地馈点，作为多段天线使用，包括UAT1、UAT2、UAT3三个馈电端口和NFC的两个馈电端口。

UAT3包括了Wi-Fi2.4G/BT/GPS/分集天线，UAT2为Wi-Fi5.8G天线，UAT1主要用来对UAT3进行匹配调谐。

底部的E天线主要用作蜂窝通信的主天线，并通过同轴射频线连接到主板，如下图所示。

iPhone7和iPhone6的天线设计方案类似，主要改变是iPhone7修改了纳米注塑条的设计，去掉了水平方向的横条，将“D字型”改为了“U字型”，主要目的是为了提高美观度，使得后盖更加浑然一体。

近期媒体Techweb爆出的新一代苹果智能手机产品信息显示，新一代iPhone大概率会采用金属中框+2.5D玻璃的整体外观架构，而从金属边框上的纳米注塑带来看，金属边框仍然具有天线功能，继续发挥苹果在金属边框天线上的技术优势。

（3）以三星GalaxyC9Pro和OPPOR9Plus为代表的微缝天线（MicroSlitAntenna，MSA）

微缝天线是使用高精度刀具在全金属机身上切割出微缝，以阻隔金属的导电效应，然后使用纳米注塑技术填平微缝，保证触感上的平整性。

无论哪种方案，使用各种技术的主要目的有三个：

1）增加天线周围净空；

2）减少用户手持对天线的影响；

3）支持移动通信更多频段。

最终天线设计落实到产品上面，主要的性能指标为支持移动通信的模式和频段数量，以及接收的信号强度，从目前市场上主流的旗舰手机天线设计水平上看，苹果和三星依然最为优秀，华为在国内手机中水平领先。

手机金属外壳的制作主要由CNC数控机床来完成，需要锻压成形-CNC粗铣-纳米成形-CNC精铣-阳极处理-落料几大工序，CNC数控机床的数量决定了企业的产能，目前，全球CNC数控机床产能如下图所示：

总结来说，天线在消费电子产品中虽然只是一个非常小的零部件，但其性能却决定了产品整体的用户体验，旗舰机型要求在保证全球移动通信系统全模式全频段的前提下，兼顾外观的整体性和质感。

目前来看，还没有出现一种能够完美解决所有痛点的天线技术，而未来5G毫米波、全面屏、音射频一体化和无线充电技术又会对天线设计带来全新挑战，因此天线的创新空间依然非常巨大，产业链上的相关公司正处于卡位战的关键时期，跟踪产业创新发展大势是布局下一阶段投资的基础。

二、从国内天线双雄的基本面成长看行业发展历史

1、高速成长的终端天线龙头：

信维通信

（1）回顾发展历史，把握产业周期适时外延成就全球龙头

公司在2010年上市时，主要产品为应用于手机的移动终端天线。

公司抓住智能手机的发展大潮，于2012年通过外延方式收购了当时在天线市场规