3S Market「全球智慧科技應用」市場資訊網: ．5G 對無線通訊晶片產業鏈有什麼影響？

Full-Duplex: A 5G and Beyond Communications Technology

【3S MARKET】這是一篇談5G 的 Infrastructure，全世界5G熱翻天，中美貿易戰很多關鍵也牽扯到 5G專利，這篇是很重要的報導！！！

5G與現有行動通信技術相比，應有三個顯著的特徵：千億級別的聯接數量、1毫秒的超低時延，和10Gbps的通信速率。5G不僅僅是一次技術升級，這些特徵將使5G成為一個強大的平台，進而催生出無數新應用、新商業模式，甚至新的產業，5G將成為很多顛覆式創新的使能技術。

儘管現在很難預測，5G將如何影響人們的生活，但技術創新與人類想像力的結合，無疑將為人們創造一個更加美好的未來。毫無疑問，5G將幫助我們解決現有技術，無法解決的諸多挑戰，特別是在聯接數量、網路時延和速度方面的挑戰。

5G通信行業產業鏈的重要環節

主要包括以下七個重要環節：

①網路規劃設計（前期技術研究及網路建設規劃）

②無線主設備（核心網、基地台天線、射頻器件、光器件/光模組、小基地台等，無線配套、網路覆蓋與優化環節開始佈局）

③傳輸設備（無線設備後需要有線傳輸鏈接，緊跟其後的包括光纖光纜、系統整合、IT支持、增值服務等）

④終端設備（晶片及終端配套）

⑤電信營運商

⑥PCB/CCL產業鏈（用於基地台站射頻、基頻處理單元、IDC和核心網路由器等）；

⑦媒介波導濾波器（基地台射頻）

按器件種類來看，射頻前端模組可以分為放大器、濾波器、天線開關/調諧器及天線四部分。

射頻系統市場未來五年市場規模，將迅速成長，其中濾波器市場的規模，則佔比市場的50％以上，濾波器產品和功放產品市場規模，總和達到整體市場容量的80％～90％。射頻開關市場排名第三，2020年之後毫米波元器件市場開啓。

C-band 5G Interference Solution | Norsat International Inc

濾波器

濾波器的主要作用是在雜亂的空間，將目標信號過濾出。隨著手機支持頻率的增加，和MIMO技術的引入，濾波器需求指數上升。

為添加新頻段通信功能，需要提升濾波器數量。4G到5G，Skyworks預計濾波器數量，平均將由40只提升至50只。高頻通信場景中，現有SAW/TC－SAW濾波器將替換為BAW/FBAR。現有濾波器頭部廠商，因為市場規模提升直接受益。

SAW濾波器2G、3G、4G已廣泛應用，一般工作在1．9GHz以下頻段，最新的研究將應用上限推廣到了2.5GHz左右。而BAW濾波器一般工作在1.5GHz～6.0GHz，最高可以工作在10GHz以上，在高頻通信中應用更為適合，另外相比SAW溫漂較低。

另外，在高頻超寬頻場景（如3.3－4.2GHz；3.3～3.8GHz；4.4～5.0GHz）通信中，終端如果採用CPE，單通道可達500MHz，以低溫共燒陶瓷（LTCC）工藝製作的濾波器的應用將更加普遍。相比SAW或BAW濾波器，LTCC雖然可處理高頻信號，但選頻能力較差。但LTCC對高功率場景的處理能力，優於SAW或BAW濾波器。

功率放大器（PA）

PA用於將信號功率，放大輸出至天線以發射信號。手機PA隨著天線的數量增多而增多。PA市場將由2017年的50億美元，成長至2023年的70億美元，複合增速為6％。市場容量在4G時代被濾波器超過，排名第二。

5G時代，預計GaAs依然是手機功放的主流方案。為實現從2通道向4通道通信，PA數量預計將可能翻倍提升。長期看，為支持更高頻率信號的輸出，現有GaAs材料也可能向GaN材料功放升級。

從3G時代起由於擊穿電壓、輸出功率等優勢，GaAs材料代替CMOS材料，成為PA市場主流材料。隨著更多廠商的加入，PA市場的競爭進一步加劇。因此頭部廠商將PA同基頻、開關等晶片綁定銷售，以提升競爭力。

射頻開關和調節器（Switch＆Tuner）

類似於濾波器的需求提升，5G因為頻段的增加，將帶來通道數的提升，進而推動開關市場的容量成長。終端射頻開關市場規模，將由2017年的10億美元增至2023年的30億美元，複合增速約為20％。

天線調節器Tuner市場也將迎來成長，從2017年的4.63億美元向10.00億美元發展，複合增速約為14％；LNA從2017年的2.46億美元，成長至2023年的6.02億美元，複合增速約為16％。

由於模組化的整合方式的商業考慮，和LTE全網通的技術趨勢，射頻行業的生態出現了較大變化，歷史上以PA為核心的射頻行業的價值量，漸漸向Filter＋PA的雙重點方向演進，有源和無源器件供應商，開始透過併購等模式互相滲透。

天線

MIMO應用確定，LDS和LCP天線，成為趨勢天線系統，是射頻系統中關鍵的組成部分，目前有被整合至射頻模組中的案例，但未被整合至晶片級，是射頻半導體領域的補充。

天線數量提升和新工藝技術的加入，有利於天線提供商信維通信等。為了減小尺寸、可有若干解決方案，包括PI基材向LCP基材或LDS方向演進。然而5G基地台相比手機功能僅為連接。因此5G基地台射頻市場，基本等同於整體市場規模，同手機射頻市場規模處在同一量級。

①5G技術對天線的形態和性能，提出了新的要求。相對於4G技術，5G的頻譜效率將提高5-10倍，天線技術的提升是其關鍵技術之一。

基地台天線屬於傳統天線業務，將透過超密集組網，將現有站點提升10倍以上，以此實現5G通信密集、異構、分離（DHS）式的通信要求；MIMO技術以大規模MIMO為方向，透過增加天線數量提升信道容量，使頻譜利用率成倍提升，達到5G的應用要求。

②從無源天線到有源天線系統，天線的功能趨向於小型化、密集化、客製化。超密集組網技術需要增加基地台數量，大規模天線技術需要，增加基地台攜帶的天線數量。

5G時代來臨帶來射頻器件單機數量和價值量的增加，全球射頻市場規模有望成長。5G商用手機銷售將始於2020年，其銷量在2025年將超過3億部。

隨著5G網路的普及，全球行動終端射頻器件市場，將迎來穩健成長。據美國高通公司預測，行動終端射頻前端模組，在2015-2020年間的複合增速在13％以上，到2020年市場規模將超過180億美元。其中，濾波器是射頻前端模組成長，是最快的細分方向，濾波器市場將由現在的50億美元的市場規模，成長至2020年的130億美元。

與4G相比，5G時代將有更多的通信頻段資源被投入使用，多模多頻使得5G手機，對於射頻前端晶片的需求增加，有專家預計射頻前端晶片，佔據手機成本的比例，甚至有可能超過基地台處理器等，其他關鍵器件。