為進(jìn)一步推動(dòng)我國電子元器件的產(chǎn)業(yè)發(fā)展，促進(jìn)新型電子元器件的技術(shù)進(jìn)步與應用水平提高，在 5G 商用爆發(fā)前夕，2019 中國 5G 新型電子元器件創(chuàng )新發(fā)展論壇在展會(huì )期間如期舉辦，論壇圍繞 5G 產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)展示關(guān)鍵元器件及設備，旨在助力電子元器件行業(yè)把握發(fā)展機遇，實(shí)現跨越發(fā)展。

 

中國電子元件行業(yè)協(xié)會(huì )秘書(shū)長(cháng)古群介紹了 5G 時(shí)代下電子元器件產(chǎn)業(yè)面臨的機遇與挑戰。古群認為，在當前不穩定的國際貿易關(guān)系局勢下，分析 2018—2019 年中國電子元件行業(yè)發(fā)展情況可以看到，被美國加征關(guān)稅的電子元件產(chǎn)品的出口額占電子元件出口總額的比重僅為 10%，中美貿易對電子元件產(chǎn)業(yè)影響有限。

 

“回顧過(guò)去一年國內電子元器件產(chǎn)業(yè)運行情況，上半年市場(chǎng)低迷、部分外資企業(yè)產(chǎn)線(xiàn)轉移、中小企業(yè)經(jīng)營(yíng)困難，開(kāi)工不足等都是顯而易見(jiàn)的消極影響。但隨著(zhù)電子元器件產(chǎn)業(yè)受到政府高度重視、下游企業(yè)與元器件產(chǎn)業(yè)的黏性增強、下游 5G 產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景明朗等利好因素的驅使下，我國電子元器件行業(yè)下半年形勢逐漸好轉，骨干企業(yè)發(fā)展平衡、產(chǎn)線(xiàn)轉移步伐減緩以及行業(yè)集中度提高，進(jìn)一步倒逼企業(yè)轉型升級。”對于 2018—2019 年國內電子元器件產(chǎn)業(yè)運營(yíng)情況，古群總結道。

 

面對 5G 大規模商用，中高頻器件的國產(chǎn)化之路在何方？

 

不難理解，中高頻器件即應用于 5G 中頻（Sub-6GHz）和高頻（毫米波 mmWave）頻段的射頻器件，包含功率放大器（PA）、濾波器、天線(xiàn)、低噪聲放大器（LNA）、射頻開(kāi)關(guān)、射頻收發(fā)器等器件。

 

隨著(zhù) 5G 通信的發(fā)展，5G 基站、載波聚合、Sub-6GHz 以及毫米波頻段的發(fā)展和成熟，將大幅度拉動(dòng)功率放大器（PA）、濾波器、低噪聲放大器（LNA）、開(kāi)關(guān)、天線(xiàn)等中高頻器件的市場(chǎng)需求。

 

 

“當前國內芯片行業(yè)發(fā)展迅速，我國 5G 產(chǎn)業(yè)發(fā)展已走在世界前列，但在整體產(chǎn)業(yè)鏈布局方面，我國企業(yè)主要處于產(chǎn)業(yè)鏈的中下游。在產(chǎn)業(yè)鏈上游，尤其是中高頻芯片和器件等核心環(huán)節，技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平遠遠落后于國外。尤其是射頻芯片、模組仍嚴重依賴(lài)進(jìn)口，射頻前端市場(chǎng)被 Qorvo、Skyworks、博通等企業(yè)壟斷。”廣東省未來(lái)通信高端器件創(chuàng )新中心首席架構師樊永輝在論壇上表示。

 

 

從上圖可以看到，通信射頻前端市場(chǎng)規模不斷擴大，發(fā)展趨勢良好，但此類(lèi)器件技術(shù)和市場(chǎng)目前被國外大廠(chǎng)掌控和壟斷。中高頻核心器件是實(shí)現 5G 通信網(wǎng)絡(luò )的核心與關(guān)鍵之一，面對我國 5G 產(chǎn)業(yè)發(fā)展的制約瓶頸，實(shí)現國產(chǎn)射頻器件技術(shù)與市場(chǎng)的突破成為 5G 時(shí)代下的重要任務(wù)和目標。

 

據工信部調研數據顯示，濾波器和天線(xiàn)具有國產(chǎn)化供應鏈基本能力，但功率放大器供應鏈弱小，中高頻核心器件是我國 5G 領(lǐng)域主要短板。因此，面對“關(guān)鍵核心技術(shù)缺失”、“產(chǎn)業(yè)上下游協(xié)同不足”的行業(yè)現狀以及“sub-6G 中材料和工藝不足”、“毫米波領(lǐng)域設計能力分散、制造產(chǎn)能稀缺”的技術(shù)現狀，緊扣 5G 中高頻核心器件設計、制造、測試和應用等各環(huán)節關(guān)鍵技術(shù)，以器件設計為核心，垂直應用為引擎，整合產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢資源，彌補通信產(chǎn)業(yè)鏈缺失環(huán)節，實(shí)現中高頻核心器件前沿和共性技術(shù)研發(fā)供給、轉移擴散和首次商用化等眾多舉措成為我國爭奪未來(lái)通信技術(shù)國際制高點(diǎn)提供有力支撐，也為打破國外技術(shù)壁壘提供了新的可能和機遇。

 

此外，對于中高頻器件未來(lái)的發(fā)展與技術(shù)路線(xiàn)，樊永輝總結道：“以 SiC 為襯底的 GaN 的功率放大器將是宏基站的主要技術(shù)。Si 基 GaN 功率放大器有望被應用于微小基站以及高頻段的手機中，取決于 8 寸硅工藝能力以滿(mǎn)足大規模市場(chǎng)需求及降低成本；

 

 

基站濾波器的主要技術(shù)仍將是陶瓷介質(zhì)濾波器；在手機中，在 sub-6G 頻率范圍內將以 FBAR 為主，在更高的頻率，需要開(kāi)發(fā)基于電磁波的濾波器技術(shù)；

 

5G 時(shí)代，中高頻器件總的趨勢是小型化、模塊化、更高的頻率與集成化。”

 

5G 時(shí)代，國產(chǎn)濾波器面臨的機遇和挑戰？

 

對于濾波器部分，北京航天微電科技有限公司南京分公司副總經(jīng)理林樹(shù)超在論壇上進(jìn)行了分享。

 

林樹(shù)超表示，隨著(zhù) 5G 時(shí)代的到來(lái)，波器在通信終端中的應用方面：濾波器在單個(gè)終端的使用數量從 2007 年的 5 個(gè)到如今超過(guò) 90 個(gè)；成本從 3G 終端的 1.25 美元到如今超過(guò) 15 美元?？梢钥吹?，在 5G 時(shí)代，濾波器的使用數量和成本都有了較大提升。

 

據 Yole Development 數據顯示，預計 2023 手機射頻前端市場(chǎng)規模年將達到 352 億美元，年復合增速達 14%。其中，濾波器市場(chǎng)規模最大，2023 年 225 億美元，年復合增速達 19%。

 

在濾波器的應用方面，5G 基站中，功率超過(guò) 5W 的主要采用介質(zhì)濾波器替代腔體濾波器（功率容量高）；5G 基站中，功率 5W 以?xún)鹊闹饕捎?SAW/BAW 濾波器（選擇性好）。此外，隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)的成熟，預計到 2022 年，全球將有 1,000 億（中國 200 億）個(gè)無(wú)線(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)節點(diǎn)，每個(gè)節點(diǎn)至少用濾波器 10 顆，將達到 10,000 億顆的市場(chǎng)規模；在國防領(lǐng)域，軍用通信器材、衛星導航、電子對抗系統、雷達系統等領(lǐng)域對濾波器需求旺盛；領(lǐng)先國家限制我國進(jìn)口半導體核心器件，國內自主知識產(chǎn)權生產(chǎn)廠(chǎng)家面臨我國軍用裝備市場(chǎng)的廣闊機遇。

 

 

縱觀(guān)濾波器產(chǎn)業(yè)全球市場(chǎng)格局，可以看到 SAW/BAW 濾波器市場(chǎng)均被美日等國外大廠(chǎng)占據，國內企業(yè)占比極低，甚至為零。

 

面對差距，要加強在關(guān)鍵技術(shù)（諸如“仿真設計軟件（FEM/BEM、COM、EM）、微納米加工技術(shù)（0.25 微米工藝）、封裝技術(shù)（SMD-CSP-WLP-Film）、設備（光刻、鍍膜、濺射）、人才（聲學(xué)、射頻）等”）方面的投入和重視。除此之外，我國濾波器產(chǎn)業(yè)還面臨著(zhù)來(lái)自于交叉學(xué)科、專(zhuān)利壁壘、重資產(chǎn)投資、技術(shù)快速迭代以及人才稀缺等近乎全方面的壓力和挑戰。

 

困難依舊，仍當發(fā)展。在全方位的包圍和壟斷之下，尋找突破口才是國產(chǎn)廠(chǎng)商突圍的關(guān)鍵所在。

 

“5G 技術(shù)的發(fā)展、消費產(chǎn)品需求帶動(dòng)、供應鏈危機”成為了如今擺在國產(chǎn)企業(yè)面前，可遇不可求的機遇。

 

5G 時(shí)代，光模塊發(fā)展面臨的機遇與挑戰？

 

2019 年 4 月，韓國 KT、SKT、LGU+宣布 5G 網(wǎng)絡(luò )正式商用；2019 年 4 月，美國 Verizon 宣布 5G 網(wǎng)絡(luò )正式商用；2019 年 6 月 6 日中國發(fā)放 5G 牌照、2020 年規模商用?？梢灶A見(jiàn)，5G 將于 2020 年—2021 年步入規模商用，每年新增上百萬(wàn)個(gè) 5G 基站，進(jìn)入 5G 建設高峰期。5G 的發(fā)展和成熟為光模塊市場(chǎng)帶來(lái)發(fā)展驅動(dòng)力。

 

青島海信寬帶多媒體技術(shù)有限公司技術(shù)合作總監張華在論壇上介紹，光模塊由光電子器件、功能電路和光接口等組成，光電子器件包括發(fā)射和接收兩部分。其中，光電子芯片是光模塊的核心部件，成本占比大概在 50%—60%。但是，高端光電子芯片是我國光模塊企業(yè)的技術(shù)短板，當前的國際形勢為國產(chǎn)化發(fā)展提供了契機，加大研發(fā)投入和促進(jìn)自產(chǎn)自用是有效措施。

 

在通信網(wǎng)絡(luò )設備、基站射頻、系統集成與應用服務(wù)、光纖光纜、基站天線(xiàn)、光模塊 ... 等 5G 產(chǎn)業(yè)眾多細分領(lǐng)域中，光模塊投資占比僅為 4.6%，光通信模塊是產(chǎn)業(yè)鏈中盈利能力最差的環(huán)節。提高可持續發(fā)展的盈利能力是光模塊需要解決的重要問(wèn)題，行業(yè)整體的理性投入和企業(yè)自身的定位策略是可能的解決途徑。

 

 

對于 5G 光模塊的發(fā)展策略，張華認為，規模效應、技術(shù)創(chuàng )新、國產(chǎn)化作為 5G 光模塊發(fā)展策略是機遇也是挑戰。

 

規模效應：在滿(mǎn)足需求的前期下，減少光模塊型號，以提高單款型號的總需求量，這將有利于降低材料成本，進(jìn)而降低光模塊價(jià)格；

 

技術(shù)創(chuàng )新：通過(guò)技術(shù)創(chuàng )新降低成本；

 

 

國產(chǎn)化：國內仍在攻關(guān) 25G 芯片，國際已經(jīng)準備量產(chǎn) 50G 芯片，我們仍需盡力追趕一個(gè)“代際”的差距。

 

對于產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的挑戰，張華指出，目前國內光模塊供應商、激光器芯片供應商存在重復投入、不注重機會(huì )成本等不健康生態(tài)，同質(zhì)化和產(chǎn)能過(guò)剩也是存在的挑戰之一。

 

同時(shí)，我國光通信器件企業(yè)面臨的知識產(chǎn)權挑戰也較為嚴峻。我國企業(yè)知識產(chǎn)權實(shí)力與市場(chǎng)規模不匹配；核心光器件專(zhuān)利多數被美日企業(yè)掌握；我國光通信企業(yè)“出海”的第一門(mén)檻就是專(zhuān)利，加強知識產(chǎn)權布局是我國光模塊企業(yè)在海外做大做強的必備功課。此外，技術(shù)標準特別是數據通信光模塊標準，需要加大話(huà)語(yǔ)權。

 

當前，面臨中美貿易爭端，短期內，可能會(huì )影響光通信器件出貨量和營(yíng)收；但從長(cháng)遠角度來(lái)看，中美角力也將加速中高端國產(chǎn)化器件的普及應用。

 

與此同時(shí)，近年來(lái)國外光模塊公司向上游收斂對我國企業(yè)的追趕也許是一個(gè)新的機遇。

 

 

5G 時(shí)代，高速 PCB 面臨的機遇和挑戰？

 

目前處于 5G 建網(wǎng)的初期階段，基站建設主要以宏基站為主，再用微基站作為補充，加大加深覆蓋區。隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )深入部署，小基站需求會(huì )進(jìn)一步擴大。通訊基站的大批量建設與升級換代對高頻高速 PCB 形成海量需求，PCB 正迎來(lái)新一輪升級換代的需求。

 

重慶方正高密電子有限公司技術(shù)開(kāi)發(fā)及應用部技術(shù)專(zhuān)家唐耀表示，5G 時(shí)代下，高速 PCB 廣泛分布于企業(yè)網(wǎng)（ICT）、IT/ 數據中心（云 DC）、運營(yíng)商無(wú)線(xiàn)（基站）等多領(lǐng)域中。在 5G 下高速 PCB 的發(fā)展歷程中，高速化對 PCB 也提出了信號質(zhì)量、加工工藝、測量技術(shù)等多方面新的挑戰。

 

 

測試測量如何助力 5G 走向規模商用？

 

隨著(zhù) 5G 時(shí)代的到來(lái)，終端和流量都取得了迅猛的增長(cháng)。5G 通過(guò)其高性能、低延遲和高容量的特性帶來(lái)網(wǎng)絡(luò )的變革。

 

5G 時(shí)代網(wǎng)絡(luò )的演變，eMBB（增強型移動(dòng)寬帶）、mMTC（大規模機器通信）、uRLLC（高可靠低時(shí)延通信）等 5G 三大應用場(chǎng)景將要催生出新的應用和載體。

 

高速的物理連接作為 5G 的基礎，憑借網(wǎng)絡(luò )標準的更新和以太網(wǎng)聯(lián)盟的技術(shù)發(fā)展方向，速度和性能成為 5G 時(shí)代追求的目標。

 

 

同時(shí)，隨著(zhù)布線(xiàn)標準近幾年的更新，提供了更多的基于小基站、邊緣計算、云計算等數據線(xiàn)纜連接實(shí)施方案。并且，根據多種 IEEE 新完成的標準，滿(mǎn)足了 5G 時(shí)代物聯(lián)網(wǎng)驅動(dòng)的速度需求，利用更少光纖實(shí)現更高速度成為主題；減少支持該速度所需的通道；完成 25G 以太網(wǎng)系列標準等。

 

論壇期間，福祿克網(wǎng)絡(luò )技術(shù)專(zhuān)家潘凱恩介紹了公司的解決方案，支持多種線(xiàn)纜類(lèi)型，以及網(wǎng)線(xiàn)、單模光纖和多模光纖等多應用標準下的測試，幫助網(wǎng)絡(luò )技術(shù)人員保障網(wǎng)絡(luò )互聯(lián)的性能和可靠性。

 

結語(yǔ)

 

綜上所述，可以看到我國電子元器件產(chǎn)業(yè)較國外先進(jìn)水平還存在一定差距，面臨著(zhù)諸多挑戰。隨著(zhù)國際貿易的緊張局勢和 5G 時(shí)代的到來(lái)，給了國產(chǎn)廠(chǎng)商一個(gè)機會(huì )，去追趕或被進(jìn)一步拉大。

 

任重道遠，需砥礪前行。