天線-濾波器一體化發展 產業鏈整合或成趨勢

楊慧明

電子信息,裝備制造,生物醫藥

  • 2019-11-08
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5G時代,基站逐漸向著小型化、輕量化方向發展。基站內部,天線-濾波器一體化發展由于能夠大幅節約基站體積、降低基站重量,成為通信產業中一個重要的發展方向。

  摘要:5G時代,基站逐漸向著小型化、輕量化方向發展。基站內部,天線-濾波器一體化發展由于能夠大幅節約基站體積、降低基站重量,成為通信產業中一個重要的發展方向。

  隨著Massive MIMO技術在5G基站的廣泛應用,射頻通道數倍增至64通道甚至128通道,由此帶來基站體積及重量的問題。天線-濾波器一體化發展,有利于在鐵塔負荷安全范圍內安裝基站并提高安裝調試的便捷性,由此也引發了通信行業內的產業鏈整合。

  5G時代天線-濾波器一體化發展 AAU產業鏈上游重新洗牌

  3G及4G時代,基站天線供應商可為基站主設備商或通信運營商直接供貨,但濾波器廠商的客戶主要是華為、中興等主設備商,經過主設備商組裝調試后,再整體供貨給運營商。隨著5G基站向小型化、輕量化方向發展以及有源天線單元AAU的出現,通信設備朝著高集成化及高性能方向發展,濾波器-天線一體化的AFU(Antenna Filter Unified)設計成為行業技術熱點。

  過去的天線與濾波器經由連接器連接,5G時代AFU設計通過將天線與濾波器集成,同時取消連接器,從而達到減少阻抗環節,縮小系統體積,降低系統成本,提高系統性能的目的。此外,將同為無源器件的天線與濾波器相集成,可以優化有源板的整體布局,進一步改善有源板的電磁兼容性。

  鑒于上述優勢,若天線與濾波器一體化設計在5G時代成為主流,天線廠商需要先采購濾波器,再與自家天線集成后,才能為主設備商供貨,由此產業鏈上下游或將出現轉變。其中,天線廠商需要把濾波器與天線集成后反復調試以實現較好融合才能夠達到主設備商在性能、體積等方面的要求。

AFU 方案帶來產業鏈上下游轉變

圖1 AFU 方案帶來產業鏈上下游轉變

(中國通信網,長江證券研究所,金智創新行研中心)

天線濾波器一體化整合有望成為趨勢

圖2 天線濾波器一體化整合有望成為趨勢

(中國通信網,長江證券研究所,金智創新行研中心)

  天線-濾波器一體化方案種,陶瓷濾波器需進行兩次過爐,對于陶瓷自身以及PCB板工藝要求高,因此爐焊接技術成熟度對于AFU制造的性能與成本有著較大影響。此外,濾波器與天線集成后的效果也取決于兩者的品質參數,因此該方案將形成濾波器與天線廠商間的博弈,并對兩者性能指標提出較高要求,前期推廣難度或將面臨挑戰。總體來看,在5G時代,天線廠商作為平臺對濾波器廠商進行垂直整合可能成為產業趨勢,產業鏈關系面臨洗牌。

  表1 天線濾波器一體化整合案例

天線濾波器一體化整合案例

  (Wind,長江證券研究所,金智創新行研中心)

  主設備商整合天線及濾波器廠商或成趨勢

  5G時代,RRU將與天線合并為有源天線單元AAU,天線將被集成至主設備商AAU中。傳統天線廠商需要與主設備商深度綁定來維持市場份額;主設備商為獲得AAU的自主設計、制造能力,也需要通過與傳統天線廠商進行深度合作來提高產品整體競爭力。

  目前,眾多主設備制造商不斷進行一體化智能天線AAU的研發、制造,傳統天線廠商也逐漸站隊主設備商,主設備商整合天線、濾波器廠商或成未來趨勢。

主設備商整合天線&濾波器廠商或成未來趨勢

  圖3 主設備商整合天線&濾波器廠商或成未來趨勢

  (中國通信網,長江證券研究所,金智創新行研中心)

  華為從1995年開始進行基站天線的自主研發及生產,經過多年發展,目前華為是全球唯一同時具備RRU以及天線生產能力的5G主設備商。2019年,愛立信收購德國凱瑟琳集團的天線和濾波器業務,從而希望加強內部天線以及濾波器的設計、研發能力,縮小與華為的技術差距。此外,中興和摩比發展、諾基亞貝爾和安弗施RFS的深度合作都屬于此類。為縮小技術差距,主設備商可能繼續加大自主研發天線、濾波器力度,也可能與天線濾波器廠商開展深度合作,甚至直接并購天線及濾波器廠商。

  表2 天線、濾波器、主設備商格局變化

天線、濾波器、主設備商格局變化

  (Wind,長江證券研究所,金智創新行研中心)

  從目前產業格局看,傳統天線及濾波器廠商的成長空間、技術路線受制于主設備商,盡管5G時代主設備商垂直整合上游射頻廠商將成為趨勢,但主設備商處于供應鏈管理(希望存在競爭者)、產品管控以及性價比(主設備商成本更高)等方面的考慮,已經在陶瓷介質方向提前布局的濾波器廠商和具備天線-濾波器一體化設計能力的天線廠商仍具備一定競爭力。此外,目前已經和主設備商進行深度綁定并積極布局一體化智能天線AAU研發的射頻企業,在未來射頻上游產業鏈關系重新洗牌中,有望享受無線主設備商垂直一體化整合的紅利。

  結語

  5G時代,天線-濾波器一體化方案有助于基站向小型化、輕量化方向發展,有望成為未來行業主流方案,由此將導致AAU產業鏈上游重新洗牌。此外,由于主設備商掌握行業話語權,未來其整合天線及濾波器廠商將成為趨勢。

 

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