5G時代,電子元器件行業面臨的機遇與挑戰

2020-07-21 14:05:24 admin 215

2019年6月6日,工信部發放5G牌照,標誌著中國正式進入了5G時代。而2020年也被看作新一輪產業革命關鍵要素的5G加速發展的第一年。5G新基建既是通信網絡基礎設施專案、戰略性新興產業專案,也是資訊服務專案,它不僅帶動基站建設、線路工程建設,還會帶動電子資訊製造業的發展提高電子元器件的市場需求,加快了電子元器件迭代速度,促進垂直行業數位化轉型,同時也將有力推動中國數字經濟發展。從5G需求層面來看,電子元器件市場的發展前景極為可觀。

 

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中國電子元件行業協會秘書長古群介紹了 5G 時代下電子元器件產業面臨的機遇與挑戰。古群認為,在當前不穩定的國際貿易關係局勢下,分析 2018—2019 年中國電子元件行業發展情況可以看到,被美國加征關稅的電子元件產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業影響有限。

“回顧過去一年國內電子元器件產業運行情況,上半年市場低迷、部分外資企業產線轉移、中小企業經營困難,開工不足等都是顯而易見的消極影響。但隨著電子元器件產業受到政府高度重視、下游企業與元器件產業的黏性增強、下游 5G 產業發展前景明朗等利好因素的驅使下,我國電子元器件行業下半年形勢逐漸好轉,骨幹企業發展平衡、產線轉移步伐減緩以及行業集中度提高,進一步倒逼企業轉型升級。”對於 2018—2019 年國內電子元器件產業運營情況,古群總結道。

 

一、天線量價齊升

  5G催生手機與基站天線進入MassiveMIMO時代,天線量價齊升。5G需要部署在多個頻段,因此需要使用頻譜更寬裕且帶寬更寬的毫米波波段進行通信,使用大規模天線技術。因而手機天線在5G時代數量增加,列陣天線或成主流,天線封裝材質也會發生變革,LCP天線有望成為主流,2020年其市場空間預計能達到24-30億美元以上。通訊基站方面,5G時代MIMO等天線技術開啟技術升級,不僅天線數量增加,而且輻射單元數量和性能也有更高要求。

 

 

二、驅動射頻前端加速

  5G時代通訊標準進一步升級,帶來手機射頻前端單機價值量持續快速增長,其價值量在5G時代有望成長至22美金以上。預計2022年手機射頻前端市場規模將達到227億美元,年均複合增速將達到14%。濾波器是射頻前端市場中最大的業務板塊,5G時代手機頻段支持數量將大量增長,帶動單機濾波器價值量快速增長,其市場規模將從2016年的52億美元增長至2022年的163億美元,年均複合增速達到21%。

 

三、基站升級增加,帶動PCB量價齊升

  隨著5G商用的到來,毫米波發展推進數百萬數目級別的小基站建設,通訊基站的大批量建設和升級換代將對企業通訊板形成海量的需求,PCB迎來升級替換需求。5G時代PCB量價提升具體表現在以下幾個方面:1、基站單根天線所用PCB一方面數量或有所提升,另一方面需採用低損耗及超低損耗高頻PCB,其均價也將有較大提升2、RRU所用PCB板的尺寸會更大,且材料為高速材料,其價值量也更高3、BBU使用PCB的面積和層數都會提高,且要求低損耗或者超低損耗,對PCB性能有一定的要求,附加值提升。

 

四、高頻高速基材需求大 

  高頻信號相較於低頻信號來說其頻段更為寬廣,5G時代通信傳輸的頻率更高,因而對高頻PCB板與高速PCB板的需求更高,從而覆銅板高頻基材與高速基材需求量增加。5G基站中DU與AAU中的天線反射板、背板、TPX&PA電路均採用高頻基材,且對高頻基材的性能要求更高,需要高頻基材在保持介電損耗最小化的狀態下維持介電常數穩定,因而 5G時代高頻覆銅板的需求與附加值都將得以擴張。

 

 

打鐵還需自身硬 

面對 5G 大規模商用中高頻器件即應用於 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、低雜訊放大器(LNA)、射頻開關、射頻收發器等器件。隨著 5G 通信的發展,5G 基站、載波聚合、Sub-6GHz 以及毫米波頻段的發展和成熟,將大幅度拉動功率放大器(PA)、濾波器、低雜訊放大器(LNA)、開關、天線等中高頻器件的市場需求。“當前國內晶片行業發展迅速,我國 5G 產業發展已走在世界前列,但在整體產業鏈佈局方面,我國企業主要處於產業鏈的中下游。在產業鏈上游,尤其是中高頻晶片和器件等核心環節,技術和產業發展水準遠遠落後於國外。尤其是射頻晶片、模組仍嚴重依賴進口,射頻前端市場被 Qorvo、Skyworks、博通等企業壟斷。”廣東省未來通信高端器件創新中心首席架構師樊永輝在論壇上表示。

 

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從上圖可以看到,通信射頻前端市場規模不斷擴大,發展趨勢良好,但此類器件技術和市場目前被國外大廠掌控和壟斷。中高頻核心器件是實現 5G 通信網絡的核心與關鍵之一,面對我國 5G 產業發展的制約瓶頸,實現國產射頻器件技術與市場的突破成為 5G 時代下的重要任務和目標。

 

據工信部調研數據顯示,濾波器和天線具有國產化供應鏈基本能力,但功率放大器供應鏈弱小,中高頻核心器件是我國 5G 領域主要短板。因此,面對“關鍵核心技術缺失”、“產業上下游協同不足”的行業現狀以及“sub-6G 中材料和工藝不足”、“毫米波領域設計能力分散、製造產能稀缺”的技術現狀,緊扣 5G 中高頻核心器件設計、製造、測試和應用等各環節關鍵k技術,以器件設計為核心,垂直應用為引擎,整合產業鏈優勢資源,彌補通信產業鏈缺失環節,實現中高頻核心器件前沿和共性技術研發供給、轉移擴散和首次商用化等眾多舉措成為我國爭奪未來通信技術國際制高點提供有力支撐,也為打破國外技術壁壘提供了新的可能和機遇。

 

5G 時代,中高頻器件總的趨勢是小型化、模組化、更高的頻率與集成化。 

 

2019 年 4 月,韓國 KT、SKT、LGU+宣佈 5G 網路正式商用;2019 年 4 月,美國 Verizon 宣佈 5G 網路正式商用;2019 年 6 月 6 日中國發放 5G 牌照、2020 年規模商用。可以預見,5G 將於 2020 年—2021 年步入規模商用,每年新增上百萬個 5G 基站,進入 5G 建設高峰期。5G 的發展和成熟為光模組市場帶來發展驅動力。 

 

青島海信寬頻多媒體技術有限公司技術合作總監張華在論壇上介紹,光模組由光電子器件、功能電路和光介面等組成,光電子器件包括發射和接收兩部分。其中,光電子晶片是光模組的核心部件,成本占比大概在 50%—60%。但是,高端光電子晶片是我國光模組企業的技術短板,當前的國際形勢為國產化發展提供了契機,加大研發投入和促進自產自用是有效措施。 

 

目前處於 5G 建網的初期階段,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。隨著網路深入部署,小基站需求會進一步擴大。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 正迎來新一輪升級換代的需求。 

 

國內仍在攻關 25G 晶片,國際已經準備量產 50G 晶片,我們仍需盡力追趕一個“代際”的差距。 


綜上所述,可以看到我國電子元器件產業較國外先進水準還存在一定差距,面臨著諸多挑戰。隨著國際貿易的緊張局勢和 5G 時代的到來,給了國產廠商一個機會,去追趕或被進一步拉大。 

 

從另一方面看,5G網路基礎設施的建設過程將進一步刺激晶片模組、射頻器件、基站、傳輸設備、主設備等上游生產製造環節及操作系統、雲平臺、系統集成等軟體資訊服務環節,其完善也會帶動下游個人資訊消費和5G與垂直行業融合應用快速發展。我們有理由相信中國的5G將變得更加普及並取得全面的優勢。 

 

5G促使電子元器件行業競爭的不斷加劇,國內優秀的行業企業愈來愈重視對市場的研究,特別是對企業發展環境和客戶需求趨勢變化的深入研究。正因為如此,一大批國內優秀的行業企業迅速崛起,逐漸成為電子元器件行業中的翹楚!

 

還需任重道遠,砥礪前行!