5G通信射频前端器件行业市场调研分析报告.docx

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5G通信射频前端器件行业市场调研分析报告

2018年5G通信射频前端器件行业市场调研分析报告

图表目录

图表1：

射频模组构成示意图5

图表2：

射频市场规模及其预测（美金）6

图表3：

5G时代，通信越来越快7

图表4：

5G的应用场景8

图表5：

各个通信技术发展路线图10

图表6：

频谱拓宽下的毫米波11

图表7：

毫米波频率范围的大气吸收率（以dB/km为单位）11

图表8：

大规模天线充分利用频段资源13

图表9：

波束成型可以定向发送信号14

图表10：

频分复用与时分复用的差别15

图表11：

聚合载波示意图15

图表12：

SDN示意图16

图表13：

NFV示意图16

图表14：

射频器件组成18

图表15：

移动射频终端出货预测（百万台）19

图表16：

三代通信技术下，射频价值量对比20

图表17：

射频前端整体市场、细分市场的规模与变化（美金）20

图表18：

好的滤波器需要有效过滤出有效信号23

图表19：

Q值代表滤波器的选择性24

图表20：

SAW滤波器的组成结构25

图表21：

BAW滤波器的组成结构26

图表22：

射频器件产业链结构27

图表23：

2016年射频器件市场份额27

图表24：

Skyworks为华为提供多个射频组件28

图表25：

Qorvo产品列表29

图表26：

射频领域综合实力比较32

图表27：

2016年SAW滤波器市场份额34

图表28：

2016年BAW滤波器市场份额34

图表29：

信维通信2012-2016年营收及增长率36

图表30：

信维通信2012-2016年归母净利润及增长率36

图表31：

信维通信研发费用及占营收比例36

图表32：

麦捷科技2012-2016年营收及增长率38

图表33：

麦捷科技2012-2016年归母净利润及增长率38

第一节5G推动电子元器件革命

一、5G时代的通信对于电子板块来说有四个方面重要的变化：

射频器件：

射频器件需要适应高频率、高速的无线信号，需要从材料、设计架构等方面入手，比如使用BAW滤波器替代SAW滤波器，在传统GaAs制程中掺入InP等。

存储器：

越来越多的网络数据会对存储器的容量提出更多要求，相变存储等技术

会登上舞台。

电池：

5G时代高频率通信对能耗要求更高，电池管理系统与散热系统需要升级，移动通信设备的能量密度要更高更稳定。

物联网设备：

根据Navian的预测，2016年物联网移动终端是1.12亿只，到2020年移动终端数量为2.99亿只。

5G可以允许在1平方公里内，可以同接入100万个网络连接而不会出现延迟。

本文仅讨论5G对射频器件构成方面的影响，射频材料的变化、对存储器、电池、物联网的影响暂不做讨论。

射频芯片的作用是接受和发送无线信号。

根据Skyworks的预测，手机射频（RF）前端模块和组件市场发展很快，2016年其市场规模为101亿美元，预计到2022年将达到227亿美元，7年复合年增长率为14%。

但是，各种手机射频前端组件的增速不一，如天线调谐器（Antennatuners）的复合年增长率为40%，滤波器（Filters）的复合年增长率为21%，射频开关（Switches）的复合年增长率为12%，而射频功率放大器和低噪声放大器（PAs&LNAs）的复合年增长率仅为1%。

在射频前端模块中，射频滤波器起着至关重要的作用。

滤波器负责过滤掉不需要的噪声，得到有效的信号，从而供后续芯片处理。

根据Skyworks的预测，滤波器市场

2016年规模为52亿美金，到2020年将成长为163亿美金，年复合增速为21%。

图表1：

射频模组构成示意图

资料来源：

络达，北京欧立信调研中心

图表2：

射频市场规模及其预测（美金）

资料来源：

络达，北京欧立信调研中心

国家政策大力推动中国半导体产业城镇，国产射频前端器件在5G的技术更新替换中迎来了新机会。

5G通信下，滤波器与天线的价值量上升。

建议关注积极布局5G射频业务的信维通信、SAW滤波器的麦捷科技。

二、5G白皮书–核心概念解读

5G（Generation）是第五代移动通信系统，是4G的下一代，5G意味着更快、更可靠和更流畅的移动通信，是下一代通信系统的一个统称。

移动通信发展历程回顾–越来越快回顾移动通信的发展历程，

每一代移动通信系统都可以有其核心技术

第一代1G采用频分多址（FDMA），是模拟技术，仅能提供质量不怎么高的语音通话；

第二代2G主要采用时分多址（TDMA），可提供清晰的数字语音通话和极慢数据传输业务的网络；

第三代3G以码分多址（CDMA）为技术特征，以多媒体通信为特征，能同时提供语音和数据业务的通信系统；

第四代4G以正交频分多址（OFDMA）技术为核心，其通信速率大大提高，可在线流畅观看1K高清视频节目，正在大规模铺开。

而到了第五代5G移动通信时代，则能够承载更多的设备连接、拥有更快的反应、传输更大的流量。

以数据传输速率来区分

数据传输速率也叫峰值速率，以下行速度为例来区分每一代的通信速率：

1G时代通信速率为2.4Kbps；

2G时代速率为9.6Kbps–384Kbps；

3G时代速率静止时大于2Mbps，移动时大于384Kbps；

4G时代的速率静止时大于1Gbps，移动时大于100Mbps；

5G时代，技术预期将提供比现有4GLTE快100倍的速度，达到10-100Gbps（bitper

seconds,1Byte=8bits）。

因此5G网络的下载速度可达每秒1-10GByte；也就是说在5G网络下，一部4G左右的高清电影，1秒钟左右即可下载完成。

图表3：

5G时代，通信越来越快

资料来源：

Qorvo，北京欧立信调研中心

其他优点：

除了数据传输速度以外，5G时代连接数密度、端到端时延、移动性也都会有很大的改善。

5G时代连接数密度可以哒到每平方公里100万个，端到端的时延为低于1-5ms，移动性可以达到500千米/每小时。

成本方面，4G到5G时代，单位比特的传输成本降

低了1000倍。

5G的应用场景多种多样

对于通信的速率与延时的要求，4G已经满足大多数需求，如远程遥控、灾情警报、个人云端，高清视频等。

但有些场合以4G的布局不能处理的，需要5G时代的通信速度和响应速度来满足，比如超高清AR/VR、远程医疗、无人驾驶等需求。

沉浸式娱乐AR+VR

随着连接数量的不可阻挡地增长和视频流媒体越来越被高度化定义,移动运营商将需要5G提供的网络容量和性能,以满足随时随地的沉浸式娱乐需求。

例如,5G将能够传送体育赛事和音乐会的实时虚拟现实流,同时使详细的数字信息能够叠加在智能手机或VR头显（虚拟现实头戴式显示设备）捕捉到的物理世界的实时图像上。

工业应用

工业得利于对时间延迟的改进,5G可以用来控制机器人在不可预知的情况下工作,或者通过虚拟现实耳机应用在快速移动的物体,比如无人机上。

远程医疗

无延迟的通信可以方便医生远程操作手术，实时控制可以让实现病人的远程监控与及时响应。

无人驾驶

5G将在汽车安全驾驶所需的响应性和无处不在的连接方面发挥关键作用。

图表4：

5G的应用场景

资料来源：

GSMA，北京欧立信调研中心

万物互联

5G网络三大特点超高速率、极大容量、超低延时足以支撑海量的设备互联，5G

网络在1平方公里内，可以同接入100万个网络连接而不会延迟卡顿。

所以，如果说

4G改变的是人类生活，5G将会改变社会。

因为它能够真正的实现人以及设备之间的相互连接（IOT），让整个世界都能变成一种“在线”状态。

若1G代表大哥大时代、2G代表短信时代，3G代表照片时代，4G代表视频时代，那么5G将是一个虚拟现实与万物互联的时代。

三、谁在推动5G发展？

东亚、欧洲和北美的移动运营商、设备供应商和研究机构是5G发展的主要推动力。

在全球一级,GSMA（连结着全球更广泛的移动生态系统中近800家移动运营商的国际协会）正在与其成员和其他行业机构合作,以应对5G系统的战略、商业和技术等方面的要求。

国家一级和国际一级的政策制定者也在大量参与,国际电信联盟（ITU）和欧洲联盟都在试图协调所需频谱的可用性。

全球性组织3GPP在细化5G规范和确保交互操作性方面也起着关键作用。

各个通信运营商也在积极筹备应对5G时代，通信是一个有先发优势的行业，一旦某个通信运营商提前完成布局，就会拥有更多的客户，进而有能力布局更广的基础设施，因此各国的运营商都不敢懈怠。

而像高通、联发科、展讯、Skyworks等芯片设计商，会在标准确定后开始生产销售相关的芯片。

四、5G什么时候到来？

3GPP的目标是最终敲定第一阶段的5G规范,该规格将在2018年下半年满足商业需求中一个比较紧急的部分,然后在2019年年底制定出完整的标准。

国际电联ITU计划在2019下半年批准IMT-2020技术（5G）,而新的5G无线电频谱可能在同年的世界无线电通信会议（WRC-19）中分配。

然而,出于政治考虑一些5G系统初版可以在这些日期之前部署。

例如,2018年将在韩国平昌举行的冬季奥林匹克运动会、俄罗斯2018年世界杯,都很可能展示5G技术。

欧盟也渴望成为5G先锋:

在

2016年1月,欧盟委员会召集欧洲10大电信集团的首席执行官到布鲁塞尔召开会议,

讨论如何加快5G服务的部署。

六个月后,主要运营商和设备供应商的首席执行官签署了一份宣言,概述了在欧洲及时部署5G所需的步骤。

图表5：

各个通信技术发展路线图

资料来源：

ITU，北京欧立信调研中心

第二节关键技术成就5G通信

在5G时代的千倍提速要求面前，通过4G技术的演进，只有通过大幅度的加大带宽才有可能。

加大带宽是起点，由此而产生的毫米波、微基站、大规模MIMO、波束赋型等都是顺理成章的技术趋势。

5G时代对大规模天线阵列、毫米波技术、新型网络架构的关键技术核心也大都是基于4G网络技术延伸而来，大都能成倍提升性能。

一、毫米波

毫米波是指波长在毫米数量级的电磁波，其频率大约在30GHz~300GHz之间。

根据通信原理，无线通信的最大信号带宽大约是载波频率的5%左右，因此载波频

率越高，可实现的信号带宽也越大。

在毫米波频段中，28GHz频段和60GHz频段是最有希望使用在5G的两个频段。

28GHz频段的可用频谱带宽可达1GHz，而60GHz频段每个信道的可用信号带宽则到了2GHz（整个9GHz的可用频谱分成了四个信道）。

相比而言，4G-LTE频段最高频率的载波在2GHz上下，而可用频谱带宽只有100MHz。

因此，如果使用毫米波频段，频谱带宽轻轻松松就翻了10倍，传输速率也可得到巨大

提升。

5G时代，我们可以使用毫米波频段轻轻松松用手机5G在线看蓝光品质的电影。

图表6：

频谱拓宽下的毫米波

资料来源：

太平洋电脑网，北京欧立信调研中心

毫米波频段的另一个特性是在空气中衰减较大，且绕射能力较弱。

换句话说，用毫米波实现信号穿墙基本是不可能。

但是，毫米波在空气中传输衰减大也可以被我们所利用，手机使用的毫米波信号衰减确实比较大，但是同样地其他终端发射出的毫米波信号（对用户手机而言是干扰信号）的衰减也很大，所以毫米波系统在设计的时候不用特别考虑如何处理干扰信号，只要不同的终端之间不要靠得太近就可以。

选择

60GHz更是把这一点利用到了极致，因为60GHz正好是氧气的共振频率，因此60GHz

的电磁波信号在空气中衰减非常快，从而可以完全避免不同终端之间的干扰。

当然，毫米波在空气中衰减非常大这一特点也注定