5G引领射频滤波器市场爆发,技术发展趋势看这一篇就够了

分享到:

本文来自君鉴科技
 
移动通信技术,作为网络的基础和数字技术的支柱,其发展一定程度上引导了互联网和经济增长的发展方向。这一点从4G带动“应用经济”(APP Economy)就可见一斑。4G作为“应用经济”的发展基石,不仅改变了人们使用互联网的方式,还创造了新的经济机会和产业,带来了互联网经济。5G 采用无线电频谱,使其能用以比以往技术更高的速度和更高的可靠性传输大量数据。正是这种速度和可靠性的结合,将连接更多的设备,渗入我们生活的方方面面。5G将在医疗保健、汽车、机器人、娱乐以及我们尚未设想的创新领域带来新的、先进的服务。通过允许更多的设备以更高的速度、更安全的方式相互连接,5G将从根本上创造一个新的数字环境。
 
5G正在改变全球射频前端技术的发展状况,世界各大射频组件和模块供应商纷纷为5G提前布局,射频前端模块的市场需求增大,预计2023年市场规模将达到350亿美元。
  1
2017-2023年5G射频前端模块的市场规模发展趋势(来源:Yole) 
 
作为射频前端模块中的重要组成部分,随着5G时代的到来5G 产业链中上游基站的升级,滤波器的市场格局和技术特点都发生了不小的变化。在4G LTE 时代,基站大多采用 2/4/8 通道天线(FDD 制式多为 2/4 通道,TDD 制式多为 8 通道),而到了 5G时代 引入了 Massive MIMO 技术,天线升级为 64 通道,甚至 128/192/256 通道(理论上讲,天线数量越多,噪声和干扰越小)。每个天线都需要配备相应的双工器,并由相应的滤波器进行信号频率的选择和处理。假设每个基站需要 3 副天线,一副 64TR 天线需要 64 个滤波器,那么一个 5G 基站就至少需要 192 个滤波器,再以国内 400 万站的基数预测计算,滤波器需求总量将达到 7.68 亿个。肉眼可见,滤波器的需求量将大幅增加,据 Yole Development 的预测,预计滤波器的市场规模也将从2017年的80亿美元增加到2023年的225亿美元。
2
(来源:Yole) 
 
在移动通信基站中,滤波器作为射频器件重要组成部分,承担了帮助基站选频的重任。一般来讲,不同基站有属于自己的明确的工作频段,因此基站必须有选择各种频率信号来进行收发的能力。而滤波器的主要功能负责对发送和接收信号进行滤波,可以剔除不需要频段的信号,从而保证发送和接受信号的准确度。
3
4
在无线通信从4G时代飞速向5G时代过度的大背景下,滤波器市场需求不断增加,品质要求不断提升,蕴含着巨大的发展潜能。在巨大的机遇与变革的挑战面前,基站滤波器厂商市场格局也处于不断的变革与发展过程中,国内厂商积极布局,并在一系列技术领域取得突破,未来力图实现国产替代。
 
基站滤波器作为射频器件的一部分,应用于移动通信基站建设与使用,位处行业中游。产业链上游连接的是铝、银、铜等材料行业和与机械、电子相关的零部件行业,上游这些行业的特点是受原材料价格影响较大,市场格局分散,对产品的议价能力较低。处于基站滤波器下游行业则涉及通信运营和设备供应,在我国,通信运营商和设备供应商主要由国营和大型龙头等企业主导,形成寡头垄断的市场格局,厂商议价能力较高,对基站滤波器行业起决定作用。
5
国外基站侧滤波器主要生产商为康普安德鲁(美国),国内具备一定研发实力、产能规模较大的企业主要包括东山精密、春兴精工、大富科技、武汉凡谷等。
6
随着5G时代的到来,在新基站建设潮的推动下,滤波器也将迎来新一波需求高峰,在这样的背景下,国内优质滤波器厂商将有望利用自身优势实现快速扩张与发展,享受5G时代的红利。
 
通过运营商爆发式投资为滤波器行业短时间带来大量机遇并不现实。另一方面,在基站由金属腔体滤波器向陶瓷介质滤波器的转型过程中,仍有技术创新,工艺精细等诸多问题有待解决,加之近些年公司盈利能力下降,发展放缓,企业难以在短期内实现大规模高质量滤波器产出。总之,5G时代中虽然出现滤波器行业爆发式增长的可能性比较小,但在技术发展中巨大的滤波器需求量以及三大运营商在5G领域的持续投入仍会给滤波器行业带来巨大并可持续的市场空间。
7
8
现在MIMO64×8成为了标准配置,即基站端采用64根天线,移动终端采用8根天线的配置模式。目前市场多数手机仅仅支持MIMO2×2技术,若采用MIMO64×8技术,基站天线的配置数量需要增长31倍,手机天线数量需要增长3倍。
9
此外尤其在毫米波频段面临穿透力差、衰减大等问题,传统宏基站信号又存在弱覆盖或者盲点区域,无信号或质量差,同时,由于5G时代的终端设备数量或将呈爆炸增长,单位面积内的入网设备可能会增至千倍,宏基站将不能满足正常需求。因此5G通信是以宏基站为主,大量小基站为辅。运营商可以在每个城市中部署数千个小基站以形成密集网络,每个基站可以从其他基站接受信号并向任何位置的用户发送数据,从而弥补宏基站存在覆盖盲点的劣势。
10
与金属腔体滤波器相比,陶瓷介质滤波器以陶瓷为材料制作而成,没有金属腔体, 电磁波谐振发生在介质材料内部,具有高介电常数、高 Q 值、插入损耗小、体积小、重量轻、成本低、抗温漂性能好等特点,可承受功率高, 具有良好的选频作用,便于大规模集成。但陶瓷介质滤波器生产精度要求高,目前成本还没降下来,由于陶瓷粉体原料的价格低,一旦实现量产,成本可大幅降低(介质滤波器单只价格在初期为 80 元,到建设后期由于越来越多的厂商加入竞争,且良品率提高,价格将降到 20 元)。
11
随着5G时代所使用的电磁波频率提升,更加高效的毫米波将逐步开始使用。为了实现毫米波的信号覆盖与高密度连接,基站天线尺寸也将降至毫米级,逐步实现微型基站。而在此发展背景下,基站所使用的滤波器也将逐步缩小尺寸至毫米级,保持其与电磁波波长在同一级别。因此未来陶瓷介质滤波器将占据 5G 滤波器的主要市场。
继续阅读
5G或推动射频前端大变局

射频前端市场将以8%的年均复合增长率增长,从2018年的150亿美元,有望到2025年达到258亿美元。加上5G技术的助力,射频前端市场的重要性和市场红利不言而喻,因而近来射频前端领域涌现了不少重大事件。

QORVO联合其他业内领先的无线芯片组提供商和射频前端供应商联合成立OpenRF联盟

中国北京,2020 年 10 月 21 日——移动应用、基础设施与航空航天、国防应用中 RF 解决方案的领先供应商 Qorvo®, Inc.(纳斯达克代码:QRVO)日前宣布联合其他领先的无线芯片组提供商和射频前端供应商联合成立 OpenRF™ (开放式射频协会)。该联盟致力于将多模式射频前端和芯片组平台的硬件和软件功能互操作性扩展到 5G 时代,同时满足客户对开放式架构的需求。其创始成员包括 Broadcom Inc.、Intel Corporation、MediaTek Inc.、Murata Man

科普:脉冲雷达基础知识

雷达通常有两种基本类型:连续波(CW)雷达和脉冲雷达。CW雷达发射连续波,并且发射的同时可以接收反射的回波信号,即收发可同时进行。脉冲雷达间歇式发射脉冲周期信号,并且在发射间隔接收反射的回波信号,即收发间隔进行...

从基带到射频:数据在手机和基站内的奇妙旅程

说起基带和射频,相信大家都不陌生。它们是通信行业里的两个常见概念,经常出现在我们面前。不过,越是常见的概念,网上的资料就越混乱,错误也就越多。这些错误给很多初学者带来了困扰,甚至形成了长期的错误认知。所以,我觉得有必要写一篇文章,对基带和射频进行一个基础的介绍。

5G高低频组网,到底是什么意思?

目前,全球5G网络建设正处于如火如荼的阶段。根据数据统计,截止2020年8月,全球已有92个5G商用网络,覆盖38个国家和地区。这些5G网络,基本上都采用了TDD的制式。