5G 將帶來射頻器件的全面升級

射頻器件將迎來全面更新換代

在一個無線通訊系統中,需要使用三個集成電路——基頻(BB),中頻(IF),和射頻(RF),它們將接收到的訊號進行轉換和傳輸,實現通信功能。通常來說,射頻負責接收及發射高頻信號,基頻負責信號處理及儲存等,中頻則是射頻與基頻的中介橋樑,使信號能順利在高頻信號和基頻信號之間轉換。射頻器件是手機等各種無線通訊設備的關鍵部件,主要負責產生髮送及接收處理高頻電磁波的工作。與負責將模擬信號與二進制數字信號相互轉換的 AD/DA 技術不同,射頻技術負責將微弱的低頻模擬信號放大成高頻電磁波將信息傳遞出去,

並且將從外界接受到的高頻電磁波進行過濾等工序後轉化為低頻模擬信號供基帶芯片處理。射頻器件包括功率放大器(PA)、濾波器、雙工器、射頻開關、低噪放大器、天線等。

(1)功率放大器:在發射機的前級電路中,調製振盪電路所產生的射頻信號需要經過一系列的放大一緩衝級、中間放大級、末級功率放大級,獲得足夠的射頻功率以後,才能饋送到天線上輻射出去。

(2)濾波器:對電源線中特定頻率的頻點或該頻點以外的頻率進行有效濾除,得到一個特定頻率的電源信號,或消除一個特定頻率後的電源信號。

(3)雙工器:將發射和接收訊號相隔離,保證接收和發射都能同時正常工作。它是由兩組不同頻率的帶阻濾波器組成,避免本機發射信號傳輸到接收機。

(4)射頻開關:負責不同頻段以及接收、發射通道之間的切換。

(5)低噪聲放大器:主要用於放大天線感應到的微弱的射頻信號。

(6)天線:處於整個手機通信系統的最外端,是手機實現與外界通信的窗口,其作用是接收電磁波或將電磁波發射出去。

5G 將帶來射頻器件的全面升級換代,5G 手機對於功率放大器、濾波器、天線等部件既有更新換代的需求,也有量的提升。目前全球主要的射頻器件供應商主要為外國公司,包括 Avago、Qorvo、Skyworks 等,國內則有信維通信等廠商立足手機射頻器件領域,同時積極佈局無線充電、音頻業務、NFC 支付和連接器等多類產品。這些公司都將在 5G 時代獲得進一步發展,並且其中技術超前的公司將佔據較大部分市場份額。

5G 將帶來射頻器件的全面升級

5G 手機射頻前端和基站天線是射頻器件最大增量

中國工信部明確了 3300~3400MHz(原則上限室內使用)、3400~3600MHz 和4800~5000MHz 頻段作為 5G 系統的工作頻段;對應 3GPP 5G 無線規範的n77(3300~4200MHz)和 n79(4400~5000MHz)。參考 Qorvo 給出的 5G 手機參考設計,至少需要新增 n77 和 n79 兩個射頻前端模組。射頻(RF)前端模塊供應鏈中的主要廠商包括:索尼,Murata(2014 年末收購 Peregrin Semiconductor),Skyworks,Qorvo,英飛凌,Broadcom(博通)/ Avago,Cavendish Kinetics,TDK EPCOS,高通,海思等。Broadcom 通

過將中高頻融合在一起,為 5G 超高頻段的到來做好了準備。憑藉其 FBAR 體聲波(BAW)濾波器技術,Broadcom 還掌握了高頻和超高頻的主要關鍵模塊;Skyworks 定位於 5G 超高頻市場,新推出了 Sky5 平臺,這些先進的無線引擎包括高度集成的高性能發送/接收前端方案,以及分集接收(DRx)模塊;Murata主要涉足低頻段,但非常適合不斷增長的多樣化射頻模組市場;高通(Qualcomm)是行業新進入者,它帶來了從調制解調器到天線的端到端解決方案。

從目前手機射頻前端市場來看,可以說美國、日本廠商完全掌握了 PA 功放、濾波器(SAW、BAW)的市場份額。國內只有信維通信、麥捷科技等少數公司處於起步階段。

5G 將帶來射頻器件的全面升級

基站的射頻系統主要由基站天線、塔頂放大器、濾波器、合路器等組成,起到無線信號的接收、傳送及發送等功能。基站天線在 5G 時代將發生較大變化,基站的天線將演進為天線與基站設備一體化,從無源到有源。

根據 ABI Research 的數據,2016 年華為、凱瑟琳、康普佔據了 67.8%的全球天線市場份額,分別佔比為 31.6%、21.0%、15.2%,華為作為主設備及基站天線龍頭,有望繼續保持全球市場份額第一的位置,並且將持續受益於有源天線的增長。

5G 將帶來射頻器件的全面升級

關注手機射頻器件商

信維通信(300136.SZ):深耕手機射頻器件領域

$信維通信(300136)始終圍繞泛射頻為技術核心,致力於成為世界一流的音、射頻一站式解決方案的零、部件供應商。公司主營業務為射頻元器件,主要包括:移動終端天線、射頻隔離器件、射頻連接器、音/射頻模組、磁性材料、射頻前端器件等。類別包含主通信天線、WIFI天線、與材料密切相關的NFC天線、無線充電、移動支付等整體解決方案;可應用於手機、電腦及可穿戴等各類便攜式移動終端通信設備以及智能汽車、無人駕駛等新興消費領域。從業務發展看,在通信技術不斷升級以及手機功能不斷創新的快速迭代過程中,作為技術驅動型的高科技企業,公司持續加大對新材料、新工藝的研發投入、加快產品創新,在客戶端逐步成為核心的供應商並獲得了大量的新業務機會,從5G天線、無線充電、射頻前端器件、高頻高速連接器以及高性能精密零部件等。公司進一步加強了為客戶提供從設計、仿真、測試以及多元化產品實現等一站式解決方案的能力,為公司可持續的快速發展奠定了堅實的基礎。

麥捷科技(300319.SZ):耕耘已久,5G濾波器值得期待

$麥捷科技(300319)主營片式電感、片式LTCC射頻元器件等.片式LTCC射頻元器件主要包括濾波器、天線、耦合器等。LTCC濾波器起篩選信號的作用,LTCC天線是信號接收與發射設備,該兩類產品是藍牙模塊、GPS模塊、WIFI模塊的必備構件。廣泛用於通訊產品、消費類電子、計算機、互聯網應用產品、LED照明、汽車電子、工業設備、航空航天及軍工等領域。

電感業務規模,國內僅次於順絡電子,全球排名前十。近三年公司電感產品營收同比平均增速超30%,產品毛利率穩定在20%以上;2017年電感產品營收5.32億元,同比上年增長38%。

濾波器產品已經開始逐步批量出貨階段併成功Designin知名大客戶如TCL、MOTO、偉創力、天瓏、華勤、聞泰、中興、華為等,對二、三線客戶起到了良好的示範效應,實現盈利並正在積極向市場推廣期待放量;在技術儲備上,公司持續開發用於4GLTE的SAW濾波器組件並研究未來5GLTE所需的TC-SAW和FBAR等濾波器組件,有望收穫5G紅利。

通宇通訊(002792.SZ):專注於移動通信系統中的基站天線、微波天線、射頻器件等設備

$通宇通訊(002792)是國內天線廠商龍頭,公司一直專注於移動通信系統中的基站天線、微波天線以及射頻器件等設備的研發、生產和銷售,為移動通信運營商、設備集成商提供通信天線、射頻器件產品及綜合解決方案。未來 5G 天線以MassiveMIMO、64T64R(64 通道)天線為主,相關天線產業鏈迎來巨大變革。技術方面,2019 年會在運營商集採初期,5G 天線將以帶寬為 100MHz,總功率為 200 瓦的設備就為主,隨著技術的成熟以及成本的降低,未來會朝向帶寬為 160 MHz,總功率 320W 設備演化;運營商集採未來也會採用“整包”模式,擁有豐富的聯合技術開發能力的天線廠商將會受益。公司作為國內天線廠商龍頭,隨著 5G 產品研發投入以及在前期 5G 實驗網絡的產品輸出,我們認為公司將會在 5G 的基站建設浪潮中顯著受益。

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