5G时代,电子元器件行业面临的机遇与挑战

2020-07-21 14:02:35 admin 393

2019年6月6日,工信部发放5G牌照,标志着中国正式进入了5G时代。而2020年也被看作新一轮产业革命关键要素的5G加速发展的第一年。5G新基建既是通信网络基础设施项目、战略性新兴产业项目,也是信息服务项目,它不仅带动基站建设、线路工程建设,还会带动电子信息制造业的发展提高电子元器件的市场需求,加快了电子元器件迭代速度,促进垂直行业数字化转型,同时也将有力推动中国数字经济发展。从5G需求层面来看,电子元器件市场的发展前景极为可观。

 

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中国电子元件行业协会秘书长古群介绍了 5G 时代下电子元器件产业面临的机遇与挑战。古群认为,在当前不稳定的国际贸易关系局势下,分析 2018—2019 年中国电子元件行业发展情况可以看到,被美国加征关税的电子元件产品的出口额占电子元件出口总额的比重仅为 10%,中美贸易对电子元件产业影响有限。

 

“回顾过去一年国内电子元器件产业运行情况,上半年市场低迷、部分外资企业产线转移、中小企业经营困难,开工不足等都是显而易见的消极影响。但随着电子元器件产业受到政府高度重视、下游企业与元器件产业的黏性增强、下游 5G 产业发展前景明朗等利好因素的驱使下,我国电子元器件行业下半年形势逐渐好转,骨干企业发展平衡、产线转移步伐减缓以及行业集中度提高,进一步倒逼企业转型升级。”对于 2018—2019 年国内电子元器件产业运营情况,古群总结道。


一、天线量价齐升

  5G催生手机与基站天线进入MassiveMIMO时代,天线量价齐升。5G需要部署在多个频段,因此需要使用频谱更宽裕且带宽更宽的毫米波波段进行通信,使用大规模天线技术。因而手机天线在5G时代数量增加,列阵天线或成主流,天线封装材质也会发生变革,LCP天线有望成为主流,2020年其市场空间预计能达到24-30亿美元以上。通讯基站方面,5G时代MIMO等天线技术开启技术升级,不仅天线数量增加,而且辐射单元数量和性能也有更高要求。


二、驱动射频前端加速

5G时代通讯标准进一步升级,带来手机射频前端单机价值量持续快速增长,其价值量在5G时代有望成长至22美金以上。预计2022年手机射频前端市场规模将达到227亿美元,年均复合增速将达到14%。滤波器是射频前端市场中最大的业务板块,5G时代手机频段支持数量将大量增长,带动单机滤波器价值量快速增长,其市场规模将从2016年的52亿美元增长至2022年的163亿美元,年均复合增速达到21%。

 

三、基站升级增加,带动PCB量价齐升

随着5G商用的到来,毫米波发展推进数百万数目级别的小基站建设,通讯基站的大批量建设和升级换代将对企业通讯板形成海量的需求,PCB迎来升级替换需求。5G时代PCB量价提升具体表现在以下几个方面:1、基站单根天线所用PCB一方面数量或有所提升,另一方面需采用低损耗及超低损耗高频PCB,其均价也将有较大提升2、RRU所用PCB板的尺寸会更大,且材料为高速材料,其价值量也更高3、BBU使用PCB的面积和层数都会提高,且要求低损耗或者超低损耗,对PCB性能有一定的要求,附加值提升。

 

四、高频高速基材需求大 

高频信号相较于低频信号来说其频段更为宽广,5G时代通信传输的频率更高,因而对高频PCB板与高速PCB板的需求更高,从而覆铜板高频基材与高速基材需求量增加。5G基站中DU与AAU中的天线反射板、背板、TPX&PA电路均采用高频基材,且对高频基材的性能要求更高,需要高频基材在保持介电损耗最小化的状态下维持介电常数稳定,因而 5G时代高频覆铜板的需求与附加值都将得以扩张。

 


打铁还需自身硬 

面对5G 大规模商用中高频器件即应用于 5G 中频(Sub-6GHz)和高频(毫米波 mmWave)频段的射频器件,包含功率放大器(PA)、滤波器、天线、低噪声放大器(LNA)、射频开关、射频收发器等器件。随着 5G 通信的发展,5G 基站、载波聚合、Sub-6GHz 以及毫米波频段的发展和成熟,将大幅度拉动功率放大器(PA)、滤波器、低噪声放大器(LNA)、开关、天线等中高频器件的市场需求。“当前国内芯片行业发展迅速,我国 5G 产业发展已走在世界前列,但在整体产业链布局方面,我国企业主要处于产业链的中下游。在产业链上游,尤其是中高频芯片和器件等核心环节,技术和产业发展水平远远落后于国外。尤其是射频芯片、模组仍严重依赖进口,射频前端市场被 Qorvo、Skyworks、博通等企业垄断。”广东省未来通信高端器件创新中心首席架构师樊永辉在论坛上表示。

 

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从上图可以看到,通信射频前端市场规模不断扩大,发展趋势良好,但此类器件技术和市场目前被国外大厂掌控和垄断。中高频核心器件是实现 5G 通信网络的核心与关键之一,面对我国 5G 产业发展的制约瓶颈,实现国产射频器件技术与市场的突破成为 5G 时代下的重要任务和目标。

 

据工信部调研数据显示,滤波器和天线具有国产化供应链基本能力,但功率放大器供应链弱小,中高频核心器件是我国 5G 领域主要短板。因此,面对“关键核心技术缺失”、“产业上下游协同不足”的行业现状以及“sub-6G 中材料和工艺不足”、“毫米波领域设计能力分散、制造产能稀缺”的技术现状,紧扣 5G 中高频核心器件设计、制造、测试和应用等各环节关键k技术,以器件设计为核心,垂直应用为引擎,整合产业链优势资源,弥补通信产业链缺失环节,实现中高频核心器件前沿和共性技术研发供给、转移扩散和首次商用化等众多举措成为我国争夺未来通信技术国际制高点提供有力支撑,也为打破国外技术壁垒提供了新的可能和机遇。

 

5G 时代,中高频器件总的趋势是小型化、模块化、更高的频率与集成化。 

2019 年 4 月,韩国 KT、SKT、LGU+宣布 5G 网络正式商用;2019 年 4 月,美国 Verizon 宣布 5G 网络正式商用;2019 年 6 月 6 日中国发放 5G 牌照、2020 年规模商用。可以预见,5G 将于 2020 年—2021 年步入规模商用,每年新增上百万个 5G 基站,进入 5G 建设高峰期。5G 的发展和成熟为光模块市场带来发展驱动力。 


青岛海信宽带多媒体技术有限公司技术合作总监张华在论坛上介绍,光模块由光电子器件、功能电路和光接口等组成,光电子器件包括发射和接收两部分。其中,光电子芯片是光模块的核心部件,成本占比大概在 50%—60%。但是,高端光电子芯片是我国光模块企业的技术短板,当前的国际形势为国产化发展提供了契机,加大研发投入和促进自产自用是有效措施。 

目前处于 5G 建网的初期阶段,基站建设主要以宏基站为主,再用微基站作为补充,加大加深覆盖区。随着网络深入部署,小基站需求会进一步扩大。通讯基站的大批量建设与升级换代对高频高速 PCB 形成海量需求,PCB 正迎来新一轮升级换代的需求。 

 

国内仍在攻关 25G 芯片,国际已经准备量产 50G 芯片,我们仍需尽力追赶一个“代际”的差距。 

 

综上所述,可以看到我国电子元器件产业较国外先进水平还存在一定差距,面临着诸多挑战。随着国际贸易的紧张局势和 5G 时代的到来,给了国产厂商一个机会,去追赶或被进一步拉大。 

 

从另一方面看,5G网络基础设施的建设过程将进一步刺激芯片模组、射频器件、基站、传输设备、主设备等上游生产制造环节及操作系统、云平台、系统集成等软件信息服务环节,其完善也会带动下游个人信息消费和5G与垂直行业融合应用快速发展。我们有理由相信中国的5G将变得更加普及并取得全面的优势。 

 

5G促使电子元器件行业竞争的不断加剧,国内优秀的行业企业愈来愈重视对市场的研究,特别是对企业发展环境和客户需求趋势变化的深入研究。正因为如此,一大批国内优秀的行业企业迅速崛起,逐渐成为电子元器件行业中的翘楚!

 

还需任重道远,砥砺前行!