5G基建PCB行业分析报告.docx

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5G基建PCB行业分析报告

2018年5G基建PCB行业分析报告

2018年8月

5G商用化脚步渐进，对于高端通信板需求爆发式提升。

国内PCB龙头厂商积极布局5G板块，通过客户优势和技术优势提前占据市场优势地位，加速崛起。

5G基站建设是国内基础建设的重要一环，推动国家高端制造产业联动。

目前基站用各类通信研发板已经开始量产，预计5G建设期有可能提前。

通信板作为基站建设的重要材料，受5G基站结构变化及材料加工难度加大，有望量价齐升。

对比4G基站建设规模及增速，我们预期5G用板市场规模至少是4G的3倍。

通信板领域竞争壁垒高，通信板龙头厂商具备竞争优势，率先享受5G红利。

5G建设基站先行，通信板大有可为：

5G基站结构大为改观，RRU和天线合二为一，同时对于信号传输速度、接收频段、稳定性等提出更高的要求。

通信板从设计、加工、材料选择与4G相比更为复杂，根据研发板价格测算，单基站价值量几乎是4G的3倍，随着后期微基站的逐步覆盖将进一步推动通信板市场放量增长。

未来5G全面商用，将通过三大应用场景带动各类电子产品的全面升级，打开PCB产业中长期成长空间。

客户+技术优势，助力PCB龙头厂商优势尽显：

通信设备类客户比较集中，全球以华为、中兴、诺基亚、爱立信四家独大，其对于合格供应商认证程序较为严格复杂，认证周期一般长于1年。

基于产品品质和供应商变更风险的考虑，一般会和PCB供应商建立长期稳定的业务关系。

通信设备用板领域竞争壁垒高，龙头厂商竞争优势明显，基站建设前期，将充分享受5G红利。

一、5G蓄势待发，国内加速布局

“4G改变生活，5G改变社会”。

移动通信技术在过去三十多年的发展历程中完成了从模拟到数字的转变，传输速度从最初的每秒几千比特发展到4G的每秒百兆比特，拉近了人与人之间的距离。

4G推动了移动互联网的发展，让移动支付、打车、手机导航、网络购物、社交平台等与生活相关的应用能够在4G的快速通道上发挥作用，催生出更多的业务形态和服务模式。

但随着网络流量的激增、移动设备的增加，现有的无线技术已无法满足未来通信的需求。

与4G相比，5G将以一种全新的架构，通过提供峰值10Gbps以上的带宽，毫秒级超低时延、超高密度连接，实现从人与人之间的通信走向人与物、物与物之间的通信跃升。

5G将全面构筑经济社会的数字化转型，从消费到生产、从平台到生态，从线上到线下重塑传统产业的发展模式。

1、5G对国内经济拉动速度将远超4G

5G对经济的拉动随着商用进程的深化而相继转换。

在5G商用初期，运营商大规模投资网络建设，设备制造产业链将率先获益，其收入一方面自于电信运营商和互联网等其他垂直行业对网络设备的直接投资，一方面来自用户的手机/其他终端及其他行业的M2M终端支出。

相应的5G设备制造的整个产业链包括5G系统、芯片、电子元器件等高端制造业，也将迎来高速发展。

在5G商用的中期，用户和其他行业的设备支出以及电信服务支出将持续增长。

5G商用的后期，互联网企业与5G相关的信息服务收入，增长显著，这个阶段5G的网络优势也将重塑传统行业的营运模式，催生出新的消费需求。

历史数据显示通信技术的发展显著带动国内经济增长。

4G牌照于2013年12月发放，根据工信部赛迪研究院统计，2013至2015年4G直接产值达1.29万亿元。

尤其在2015年经济下行的压力加大的情况下，TDLTE的爆发式增长带动产业上下游和移动互联网等新兴行业快速发展，GDP总贡献值达到8210亿元，占GDP增长的9.6%。

5G相较4G覆盖面更广，特别是和人工智能、物联网，云计算等技术相结合，将带动智能驾驶、工业物联网、智能穿戴等新兴产业的发展，对经济和社会效益影响深远。

根据中国信通院的数据测算，从2020年5G正式商用算起，2020年5G将通过直接和间接方式拉动GDP增长超过5000亿元。

到2030年，5G将贡献GDP6.5万亿元，5G拉动GDP的年均复合增长率将达到29.24%。

5G也将新增大量就业机会：

2020年预计可直接+间接带动超过180万人就业。

到2030年，预计可带动超过800万人就业。

2、国内积极布局，加快5G进程

（1）5G标准确立，商用时间临近

ITU（国际电信联盟）在2016年开展5G技术性能需求和评估方法研究，2017年底启动5G候选方案征集，2020年底完成标准制定。

3GPP作为国际移动通信行业的主要标准组织，将承担5G国际标准技术内容的制定工作。

3GPPRel-14（2014-2016年）阶段各大运营商，科研机构等正式开始了5G标准制定准备，Rel-15（2016-2018年）阶段正式启动5G标准工作项目，Rel-16及未来将对5G标准进行完善增强。

2018年6月3GPP正式宣布5GNR（Rel-15独立组网功能）正式冻结（确定），这不仅使5GNR具备了独立部署的能力，也带来全新的端到端新架构，这意味着5G正式可以进入到商用实验阶段。

2019年Rel-16标准正式确定后，5G就可以正式推行商用。

（2）各国运营商积极推进5G进程，中国5G建设有望提前

中国移动预计在2019年正式进行5G商用，是国内最早开始运营5G的运营商。

2018年7月，诺基亚已经和T-Mobile美国签订了35亿美元合同，诺基亚将为T-Mobile美国提供下一代5G网络设备，这一合同也标志着5G网络升级的正式开始。

5G建设是国内数字化转型，寻找新的经济增长点的重要推动力。

中国为推进5G建设，2015年至今密集出台一系列政策推动和鼓励5G技术的发展。

我们预计在确保国家经济稳步增长的关键时期，5G的基站建设步伐将会加快，今年上半年基站设备用相关材料已经陆续进入测试阶段，各大运营商的试验网频率也将于近期公布。

二、5G建设基站先行，通信板大有可为

1、5G技术变革，基站结构变化明显

（1）5G应用场景更为丰富，八大通信指标显著提升。

前几代移动通信技术相比，5G的应用场景更为丰富。

多样化场景带来的差异化性能需求，使得5G难以像以往的某种单一技术为基础形成对于所有场景的解决方案。

2015年6月，国际电信联盟（ITU）正式将5G命名为IMT-2020,并把增强移动宽带（eMBB），大规模机器通信（mMTC）和高可靠低延时通信（uRLLC）定义为5G三大应用场景。

5G不在仅仅关注峰值速率的提升，而是在峰值速率、用户体验速率、频谱效率、移动性、时延、连接数密度、网络能量效率和流量密度八个指标上进行统筹规划。

与现有4G相比，5G网络将重点关注4G中尚未实现的挑战，包括容量更高、数据速率更快、端到端时延更低、开销更低、大规模设备连接和始终如一的用户质量体验。

（2）接收速度和频率提高，推动5G建站密度大幅提升。

由于信号传输速度和频率的提高，5G信号的传输距离相比于4G信号有所降低。

相同环境下，我们认为相同功率的5G基站单站覆盖半径将远低于4G基站，。

因此，通信运营商将不仅要加密5G宏基站部署，而且需要使用微站和室分进行盲点补充。

根据中国联通预测，最终实现5G在国内的完整覆盖，至少需要部署约475万个5G宏基站，并同时部署约2倍数量的微基站。

从4G基站建设的情况来看，4G和3G的基站建设基本同步，4G基站占比更高。

4G基站从14年开始建设，平均每年国内约新建88万个4G基站。

以此判断，我们认为在5G建设期内，平均每年新增5G基站数将超过100万个。

（3）RRU、天线合二为一，基站结构更为复杂

4G宏基站主要由3个部分组成：

天线、射频单元（RRU）和部署在机房内的基带处理单元（BBU）。

为了进一步提高5G移动通信系统的灵活性，5G采用3级的网络架构，DU-CU-核心网（5GC）。

DU和CU共同组成gNB，每个CU可以连接1个或多个DU。

CU和DU之间存在多种功能分割方案，可以适配不同的通信场景和不同的通信需求。

为实现5G的关键技术Massive-MIMO（大规模天线技术）技术和波束成形技术，天线和射频单元RRU需要合二为一，成为全新的单元AAU（ActiveAntennaUnit，有源天线单元），AAU除含有RRU射频功能外，还将包含部分物理层的处理功能。

AAU将主要部署在室外塔站上，采用光纤直连拉远的形式与DU（DistributedUnit，用以实现基带处理的大部分功能，以及部分L2层功能）连接，多个DU将集中部署于机房内，既可以降低运营成本和维护费用，也可以实现DU间的基带资源共享。

CU（CentralizedUnit，包括部分L2层和全部L3层协议处理功能）既可以和多个DU分离相连，降低总成本，实现对DU的统一和集中化管理。

也可以和DU整合实现协议栈全部功能，用以降低时延，满足特殊场景需求。

相比较4G基站，采用支持大规模阵列天线技术的AAU将使5G单基站成本大幅增加。

2、5G用通信类PCB产品全面升级

工信部目前已明确3.4-3.6GHz以及4.8GHz-5.0GHz作为5G工作频段，此频段显著高于现有运营商利用的频段。

同时出于易维护性和成本等因素考虑，5G基站用板集成度更高，使得在同一块PCB上需要同时实现多种性能；因此对于5G基站用PCB产品而言，其工艺和原材料需要进行全面升级，技术壁垒全面提升。

（1）通信设备用板:

加工难度大，技术壁垒高

通信设备用PCB产品包括背板，高速多层板，高频微波板等产品，广泛应用于通信基站，OTN传输设备等领域。

由于其高功率、高集成度、电性能要求较高等特点使其加工难度明显高于其他领域用板，技术壁垒较高，国内参与的厂商不多。

通信设备用PCB产品主要有：

①背板

在电子系统中用于连接或插接多块单板，承担着连接各功能板并实现信号在各功能板之间传输的功能，广泛应用于通信核心路由/交换、OTN传送、通信基站等复杂电子系统中。

背板往往具有高多层、超大尺寸、超高厚度、超大重量、高可靠性等特点，加工技术难度较大，尤其表现在层压、钻孔、电镀等工艺环节。

随着电子元器件元件集成度的提高及其I/O数量的增加、电子组装技术的进步、信号传输向高频化和高速数字化发展，背板的层数、厚度和孔数不断增加，可靠性要求亦越来越高。

②高速多层板

高速多层板由多层导电图形和低介电损耗的高速材料压制而成，主要承担芯片组间高速电路信号的传输，以实现芯片的运算及信号处理功能，广泛应用于通信和服务/存储等领域。

③高频微波板

高频微波板是指采用特殊的高频材料（如聚四氟乙烯PTFE等）进行加工制造而成的印制电路板，主要应用于高频信号传输电子产品，如通信基站、微波通信、卫星通信和雷达等领域。

高频微波板信号完整性要求较高，加工难度较大。

④多功能金属基板

金属基板系由金属基材、绝缘介质层和电路层三部分构成的复合印制电路板。

金属基板具有散热性好、机械加工性能佳等特点，主要应用于发热量较大的电子系统中，可有效减少印制电路板面积、提高产品可靠性并降低生产成本。

铜基板是应用最为广泛的金属基产品，多应用于通信无线基站、微波通信中以解决高功率系统散热的问题。

⑤刚挠结合板

刚挠结合板是刚性板和挠性板的结合，可代替刚性电路板端点与端点的电线电缆连接，相比于传统插接或表贴线缆的连接方式，其具有更高的可靠性。

同时，由于刚挠结合板既可以提供刚性板的支撑作用，又具有挠性板的弯曲特性，能够满足三维组装需求，可有效减小产品体积和重量，故大量应用于智能手机、平板电脑、数码相机、可穿戴设备等消费类电子产品，同时在通信设备、航空航天、工控医疗等工业领域的应用亦增长较快。

（2）5G高要求促使PCB用基材全面升级

5G对于基材性能提出了更高的要求。

5G用高频、高速板，与覆铜板基材性能最相关的是信号传输的延迟性和数据速率。

而5G移动通信需要缩短用户延迟（连接5G用户的最大延迟不能超过4毫秒，甚至是保持1毫秒的超低延迟通信）并实现大容量（5G容量高于4G的100倍）的高传输速率（预计要求5G系统瞬间下行