5G頻譜和投資

 

有相關(guān)媒體也提前披露，中國5G頻譜現已進(jìn)行了內部的劃分。據悉，頻譜初步分配方案為中國聯(lián)通和中國電信分別獲得3．5GHz左右各100MHz的頻譜資源，中國移動(dòng)獲得2．6GHz附近100MHz頻譜資源。當然，這些分配方案還未正式公布，未來(lái)可能還會(huì )有所變動(dòng)。

 

由于2017年工信部發(fā)布的5G頻譜規劃中沒(méi)有2.6GHz，所以大多數設備廠(chǎng)商都在布局3．3－3．6GHz、4．8－5．0GHz這兩個(gè)頻段，對比之下3．5GHz頻譜的通信設備產(chǎn)業(yè)鏈則更加完整，這對于聯(lián)通與電信來(lái)說(shuō)無(wú)疑是一個(gè)利好的消息，能夠依靠成熟的產(chǎn)業(yè)鏈，來(lái)快速建立自己的5G終端優(yōu)勢。

 

然而，對于移動(dòng)而言，這樣的選擇也并非對自己不利，2．6GHz的射頻、天饋等技術(shù)在4G時(shí)代已經(jīng)成熟，基于自身龐大的市場(chǎng)份額以及眾多的基站，依托于2．6GHz頻段可以讓移動(dòng)快速切入5G當中，利用原有大量的TD－LTE設備，能夠在5G建設中擁有速度優(yōu)勢，借助原有設備的升級改造，可以加大5G覆蓋能力。同時(shí)，把2．6GHz分配給中國移動(dòng)，也是為了避免移動(dòng)大量的設備被浪費，可以再次發(fā)揮余熱。這樣，就注定了中國移動(dòng)對5G設備的采購會(huì )大大降低，從而導致5G設備支出的縮減！

 

天線(xiàn)與射頻的關(guān)鍵性

 

由于5G的頻段遠比2G，3G，4G要高，所以引入Massive MIMO天線(xiàn)陣列是必然的選項之一。

 

因為當發(fā)射端的發(fā)射功率固定時(shí)，接收端的接收功率與波長(cháng)的平方、發(fā)射天線(xiàn)增益和接收天線(xiàn)增益成正比，與發(fā)射天線(xiàn)和接收天線(xiàn)之間的距離的平方成反比。在毫米波段，無(wú)線(xiàn)電波的波長(cháng)是毫米數量級的，所以又被稱(chēng)作毫米波。而2G/3G/4G使用的無(wú)線(xiàn)電波是分米波或厘米波。由于接收功率與波長(cháng)的平方成正比，因此與厘米波或者分米波相比，毫米波的信號衰減非常嚴重，導致接收天線(xiàn)接收到的信號功率顯著(zhù)減少。怎么辦呢？我們不可能隨意增加發(fā)射功率，因為國家對天線(xiàn)功率有上限限制；我們不可能改變發(fā)射天線(xiàn)和接收天線(xiàn)之間的距離，因為移動(dòng)用戶(hù)隨時(shí)可能改變位置；我們也不可能無(wú)限提高發(fā)射天線(xiàn)和接收天線(xiàn)的增益，因為這受制于材料和物理規律。唯一可行的解決方案是：增加發(fā)射天線(xiàn)和接收天線(xiàn)的數量，即設計一個(gè)多天線(xiàn)陣列。

 

在高頻場(chǎng)景下，穿過(guò)建筑物的穿透損耗也會(huì )大大增加。這些因素都會(huì )大大增加信號覆蓋的難度。特別是對于室內覆蓋來(lái)說(shuō)，用室外宏站覆蓋室內用戶(hù)變得越來(lái)越不可行。而使用massiveMIMO（即天線(xiàn)陣列中的許多天線(xiàn)），我們能夠生成高增益、可調節的賦形波束，從而明顯改善信號覆蓋，并且由于其波束非常窄，可以大大減少對周邊的干擾。

 

考慮到5G這個(gè)特性，5G終端最重要的設計就是非金屬后蓋（提高穿透性），以及需要更多天線(xiàn)！

 

今天主要講天線(xiàn)的射頻！

 

射頻前端芯片

 

5G應用均可歸為eMBB（增強移動(dòng)寬帶）、mMTC（5G時(shí)代的萬(wàn)物互聯(lián)）與uRLCC（高可靠性、零時(shí)延應用）三種應用場(chǎng)景，這些場(chǎng)景的延伸會(huì )促進(jìn)很多額外射頻器件的產(chǎn)生，無(wú)論是在基礎設施領(lǐng)域還是在移動(dòng)終端智能手機領(lǐng)域。

 

射頻前端模塊組成示意圖

 

射頻前端芯片市場(chǎng)大致分為兩個(gè)方向：

 

一、是移動(dòng)終端市場(chǎng)，分為兩個(gè)部分

 

1， 手機

 

盡管智能手機滲透率接近飽和，增長(cháng)率逐漸放緩，但是多天線(xiàn)陣列導致內部射頻前端芯片的數量和價(jià)值持續提高。

 

2，物聯(lián)網(wǎng)（IOT）

 

作為5G最重要的應用場(chǎng)景，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)借助5G落地，成為驅動(dòng)射頻前端芯片市場(chǎng)發(fā)展的最大引擎。市場(chǎng)預計至2019年，市場(chǎng)總規模將超過(guò)200億美元，年復合增長(cháng)率超過(guò)15%；

 

二、基站

 

相比終端市場(chǎng)，此領(lǐng)域市場(chǎng)規模較小，但5G核心技術(shù)Massive MIMO、微基站、毫米波將會(huì )首先在這一市場(chǎng)得到應用，預計先于終端市場(chǎng)進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段，率先收益。

 

根據頻譜劃分，移動(dòng)的5G基站建設可能遠少于電信和聯(lián)通。

 

移動(dòng)終端市場(chǎng)，5G射頻器件的主戰場(chǎng)！

 

對于以智能手機為代表的移動(dòng)終端設備來(lái)說(shuō)，在由4G到5G的演進(jìn)過(guò)程中，射頻模塊需要處理的頻段數量大幅增加、以及高頻段信號處理難度的增加都會(huì )進(jìn)一步提升終端內部射頻器件復雜度，各類(lèi)射頻器件將更廣泛地使用于 5G 新技術(shù)中，天線(xiàn)以及濾波器、功率放大器、開(kāi)關(guān)等射頻器件將迎來(lái)新的快速增長(cháng)期。

 

圖表：全球手機射頻器件與天線(xiàn)市場(chǎng)規模將迎來(lái)新的快速增長(cháng)期（單位：億元）

 

在5G的前端架構里面，除了PA、濾波器、LNA等傳統的射頻收發(fā)器件以外，更多的是前端天線(xiàn)的分配問(wèn)題，多工器如何支持更好的載波聚合，天線(xiàn)分工器可能需要與手機廠(chǎng)家合作，他們決定手機里用哪幾根天線(xiàn)，每根天線(xiàn)支持的頻段等等。

 

射頻前端芯片作為移動(dòng)智能終端產(chǎn)品的核心組成部分，市場(chǎng)份額擴張迅猛。

 

移動(dòng)通信基站市場(chǎng)，第二戰場(chǎng)

 

基站是提供無(wú)線(xiàn)覆蓋和信號收發(fā)的核心環(huán)節，包括基站主設備和室外天饋系統?；鞠到y包括天線(xiàn)、射頻、小微基站等部分，產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節主要涵蓋基站天線(xiàn)、射頻模塊、小微基站與室內分布等。

 

 

目前主要的基站天線(xiàn)和射頻模塊廠(chǎng)商包括華為、京信通信、通宇通訊、摩比發(fā)展、大富科技(射頻)、武漢凡谷(射頻)等，小微基站廠(chǎng)商包括邦訊技術(shù)、京信通信、佰才邦等。其中通宇通訊、摩比發(fā)展、京信通信擁有Massive MIMO 技術(shù)優(yōu)勢，且與中興、華為等主設備商進(jìn)行過(guò)天線(xiàn)射頻一體化深度合作。

 

對集成度要求不高的基站射頻器件上，我國已經(jīng)有部分廠(chǎng)商有能力提供產(chǎn)品，例如武漢凡谷、大富科技等。同時(shí)，我國也有一些濾波器研究公司進(jìn)行持續投入，諸如麥捷科技、長(cháng)盈精密等。

 

在今年的巴塞展上，武漢凡谷展示了針對5G Massive MIMO的小型化介質(zhì)濾波器產(chǎn)品，還發(fā)布了應用于不同場(chǎng)景的全新RF技術(shù)解決方案，實(shí)現更小體積、更低成本、更優(yōu)性能。雖然諸如數模轉換器、濾波器此類(lèi)器件單價(jià)不高，但在未來(lái)5G時(shí)代，隨著(zhù)基站建設數量的增多，其產(chǎn)品需求量將很大。

 

國內外射頻供應商的機會(huì )

 

一、繞不過(guò)的國外專(zhuān)利

 

國外射頻芯片和器件技術(shù)已經(jīng)非常成熟，尤其是面向高頻應用的BAW和FBAR 濾波器，博通、Qorvo 等企業(yè)已有多年技術(shù)積累，我國B(niǎo)AW和FBAR專(zhuān)利儲備十分薄弱，自主研發(fā)面臨諸多壁壘。

 

二、產(chǎn)業(yè)鏈成熟度

 

目前全球射頻前端芯片產(chǎn)業(yè)擁有較為成熟的產(chǎn)業(yè)鏈，歐美IDM大廠(chǎng)技術(shù)領(lǐng)先，規模優(yōu)勢明顯，臺灣企業(yè)則在晶圓制造、封裝測試等產(chǎn)業(yè)鏈中下游占據重要地位。

 

在天線(xiàn)方面，深圳市信維通信股份有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)“信維”）是國內小型天線(xiàn)行業(yè)發(fā)展的領(lǐng)跑者，集研發(fā)、制造、銷(xiāo)售于一體，主要研發(fā)和生產(chǎn)移動(dòng)通信設備終端各類(lèi)型天線(xiàn)，包括手機天線(xiàn)/GPS/WIFI/手機電視/無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡/AP天線(xiàn)等。迄今為止，信維客戶(hù)已經(jīng)覆蓋國內外知名手機廠(chǎng)商和方案商以及ODM/OEM廠(chǎng)商。

 

我國在射頻領(lǐng)域的落后是不爭的事實(shí)，雖然在低頻通信時(shí)代全力追趕，但和國外相比還差距甚遠，關(guān)鍵的射頻器件幾乎全部依賴(lài)進(jìn)口。到了高頻通信時(shí)代，挑戰將更大。5G對射頻前端芯片的更高要求催生出BAW濾波器、毫米波PA、GaN工藝PA 等新的技術(shù)熱點(diǎn)，形成新的產(chǎn)業(yè)驅動(dòng)力。

 

當然，國內企業(yè)在半導體產(chǎn)業(yè)轉移的大趨勢下，在射頻前端的不同環(huán)節也有取得進(jìn)步：

 

設計方面，唯捷創(chuàng )芯（Vanchip）的3G/4G射頻前端方案已實(shí)現穩定出貨，營(yíng)收逐年增長(cháng)，

 

銳迪科在與展訊合并為紫光展銳后，對PA事業(yè)部投入巨大，迅速在多條產(chǎn)品線(xiàn)推出新產(chǎn)品；

 

代工方面，三安光電與老牌砷化鎵、氮化鎵化合物半導體晶圓制造代工廠(chǎng)商GCS成立合資公司，GaAs產(chǎn)線(xiàn)實(shí)現小規模量產(chǎn)，GaN產(chǎn)線(xiàn)試產(chǎn)中；

 

封測方面，長(cháng)電科技擁有的SiP和Flip-chip封裝工藝是提高射頻前端芯片集成度的核心技術(shù)。

 

風(fēng)險提示：

 

1， 5G設備投資不及預期的可能性極大，特別是網(wǎng)絡(luò )覆蓋。

 

如何用更少的投資取得更大的收益，是各大運營(yíng)商需要考慮清楚的問(wèn)題。

 

中國移動(dòng)已經(jīng)明確表示節約投資，復用4G基礎設施。

 

在“2018 5G網(wǎng)絡(luò )創(chuàng )新研討會(huì )”上，談及5G無(wú)線(xiàn)網(wǎng)部署策略，中國移動(dòng)通信集團設計院有限公司高級工程師堯文彬表示，要統籌兼顧、因地制宜部署好5G網(wǎng)絡(luò )?；诂F網(wǎng)站址共址建設5G網(wǎng)絡(luò )，整合現網(wǎng)天面資源，最大限度降低建設費用和租金。

 

聯(lián)通和電信的合并傳聞也可能是為了減少5G的重復投資！所以移動(dòng)通信基站市場(chǎng)，很可能不及預期。

 

重點(diǎn)注意，中興通訊，烽火通信等估值偏高的個(gè)股。

 

2，如果網(wǎng)絡(luò )建設不及時(shí)，也許可能推遲換終端機潮的到來(lái)

 

網(wǎng)絡(luò )覆蓋的不及時(shí)，肯定會(huì )帶來(lái)?yè)Q機緊迫性的降低，但是一般新手機再5G商用前夕就會(huì )支持5G網(wǎng)絡(luò )。所以，科技時(shí)髦感也許會(huì )削弱網(wǎng)絡(luò )覆蓋對換機潮的影響。

 

3，物聯(lián)網(wǎng)的推進(jìn)不及時(shí)

 

物聯(lián)網(wǎng)的推動(dòng)主要靠政府推動(dòng)和場(chǎng)景落地，雖然NB-IOT不必須依賴(lài)5G，但是5G的落地肯定可以加速推動(dòng)IOT場(chǎng)景落地，形成規模共振！所以，如果5G為網(wǎng)絡(luò )覆蓋建設不及時(shí)，那么也可能拖累IOT的推進(jìn)！

 

小結

 

5G，箭在弦上，不得不發(fā)，但是也可以慢慢發(fā)！目前看來(lái)，可以關(guān)注更靠譜的終端和IOT相關(guān)企業(yè)的發(fā)展情況，而不是一哄而上瘋搶網(wǎng)絡(luò )覆蓋設備商的投資機會(huì )。也許，這里隱藏著(zhù)不小的風(fēng)險！

 

 

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