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2017年中國5G行業(yè)市場發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢分析
2018/1/3 13:56:51 來源:中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究網(wǎng) 【字體:大 中 小】【收藏本頁】【打印】【關(guān)閉】
核心提示:國際電信聯(lián)盟ITU在2015年定義了5G三個主要應(yīng)用場景:增強(qiáng)型移動寬帶(eMBB)、大連接物聯(lián)網(wǎng)(mMTC)及低時延高可靠通信(uRLLC)。根據(jù)未來移動通信論壇發(fā)布的《5G白皮書》,從信息交互對象不同的角度劃分,其中eMBB場景是指在現(xiàn)國際電信聯(lián)盟ITU在2015年定義了5G三個主要應(yīng)用場景:增強(qiáng)型移動寬帶(eMBB)、大連接物聯(lián)網(wǎng)(mMTC)及低時延高可靠通信(uRLLC)。根據(jù)未來移動通信論壇發(fā)布的《5G白皮書》,從信息交互對象不同的角度劃分,其中eMBB場景是指在現(xiàn)有移動寬帶業(yè)務(wù)場景的基礎(chǔ)上,對于用戶體驗等性能的進(jìn)一步提升,主要還是追求人與人之間極致的通信體驗,對應(yīng)的是3D/超高清視頻等大流量移動寬帶業(yè)務(wù);mMTC和uRLLC則是物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場景,但各自側(cè)重點不同:eMTC主要體現(xiàn)物與物之間的通信需求,面向智慧城市、環(huán)境監(jiān)測、智能農(nóng)業(yè)、森林防火等以傳感和數(shù)據(jù)采集為目標(biāo)的應(yīng)用場景;uRLLC應(yīng)用對時延和可靠性具有極高的指標(biāo)要求,面向如車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)控制等垂直行業(yè)的特殊應(yīng)用需求。
我國IMT-2020(5G)推進(jìn)組定義了5G的主要技術(shù)場景:連續(xù)廣域覆蓋、熱點高容量、低功耗大連接和低時延高可靠。與國際電信聯(lián)盟ITU定義的三個場景基本相同,只是我國將移動寬帶進(jìn)一步劃分為廣域大覆蓋和熱點高速兩個場景。其中,連續(xù)廣域覆蓋和熱點高容量場景主要滿足2020年及未來的移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)需求,也是傳統(tǒng)的4G主要技術(shù)場景,該場景的主要挑戰(zhàn)在于隨時隨地(包括小區(qū)邊緣、高速移動等惡劣環(huán)境)為用戶提供100Mbps以上的用戶體驗速率;而熱點高容量場景主要面向局部熱點區(qū)域,為用戶提供極高的數(shù)據(jù)傳輸速率,該場景的主要挑戰(zhàn)在于1Gbps用戶體驗速率、數(shù)十Gbps峰值速率和數(shù)十Tbps/km2的流量密度需求。
低功耗大連接和低時延高可靠場景主要面向物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù),是5G新拓展的場景。低功耗大連接場景主要面向智慧城市、環(huán)境監(jiān)測、智能農(nóng)業(yè)、森林防火等以傳感和數(shù)據(jù)采集為目標(biāo)的應(yīng)用場景,具有小數(shù)據(jù)包、低功耗、海量連接等特點,該場景的主要挑戰(zhàn)在于滿足100萬/km2連接數(shù)密度指標(biāo)要求,保證終端的超低功耗和超低成本。低時延高可靠場景主要面向車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)控制等垂直行業(yè)的特殊應(yīng)用需求,該場景的主要挑戰(zhàn)在于需要為用戶提供毫秒級的端到端時延和接近100%的業(yè)務(wù)可靠性保證。
5G主要技術(shù)場景及關(guān)鍵挑戰(zhàn)
場景簡介關(guān)鍵挑戰(zhàn)連續(xù)廣域覆蓋移動通信最基本的覆蓋方式隨時隨地提供100Mbps以上用戶體驗速率熱點高容量面向局部熱點區(qū)域1Gbps用戶體驗速率;數(shù)十Gbps峰值速率;數(shù)十Tbps/km2的流量密度低功耗大連接物聯(lián)網(wǎng)(智慧城市、環(huán)境監(jiān)測等應(yīng)用場景)滿足100萬/km2連接數(shù)密度;超低功耗和超低成本低時延高可靠物聯(lián)網(wǎng)(車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)控制等特殊應(yīng)用需求)毫秒級的端到端時延;接近100%的業(yè)務(wù)可靠性資料來源:公開資料整理
5G定義:Gbps用戶體驗速率+一組關(guān)鍵技術(shù)。每一代移動通信系統(tǒng)都可以通過標(biāo)志性能力指標(biāo)和核心關(guān)鍵技術(shù)來定義,如4G以正交頻分多址(OFDMA)技術(shù)為核心,用戶峰值速率可達(dá)100Mbps至1Gbps,能夠支持各種移動寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。而5G關(guān)鍵能力則更加豐富,同時,面對多樣化場景的極端差異化性能需求,5G很難像以往一樣以某種單一技術(shù)為基礎(chǔ)形成針對所有場景的解決方案。因此綜合5G關(guān)鍵能力與核心技術(shù),5G概念可由“標(biāo)志性能力指標(biāo)”和“一組關(guān)鍵技術(shù)”來共同定義。其中,標(biāo)志性能力指標(biāo)為“Gbps用戶體驗速率”;一組關(guān)鍵技術(shù)包括大規(guī)模天線陣列、超密集組網(wǎng)、新型多址、全頻譜接入和新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。
可以說5G是4G的延伸,但與4G不同的是,5G并不是一個單一的無線接入技術(shù),而是一個真正意義上的融合網(wǎng)絡(luò)。5G網(wǎng)絡(luò)并不會獨(dú)立存在,它將會是多種技術(shù)的結(jié)合,包括2G、3G、LTE、LTE-A、Wi-Fi、M2M等等。相比3G/4G技術(shù),5G技術(shù)傳輸速率高、網(wǎng)絡(luò)容量大、延時短,能將網(wǎng)絡(luò)能效提升超過百倍,真正開啟萬物互聯(lián)網(wǎng)時代。
5G應(yīng)用全景
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5G時間表:到2018年底完成標(biāo)準(zhǔn)化工作,非獨(dú)立組網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化時間提前半年。在全球業(yè)界的共同努力下,5G愿景與關(guān)鍵能力需求已基本明確,3GPP作為國際移動通信行業(yè)的主要標(biāo)準(zhǔn)組織,將承擔(dān)5G國際標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容的制定工作。3GPP R14階段被認(rèn)為是啟動5G標(biāo)準(zhǔn)研究的最佳時機(jī)。從全球進(jìn)程計劃上,到2018年底完成標(biāo)準(zhǔn)化工作,2019年開始進(jìn)行試商用,其中亞太區(qū)的參與活躍程度比較高,這得益于政府的強(qiáng)力推動。在2017年2月,28家通信巨頭集體宣布,支持加速5G NR標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)度,同意將5G NRNon-Standalone(非獨(dú)立組網(wǎng))從原計劃的標(biāo)準(zhǔn)完成時間2018年6月提前到2017年12月,以滿足部分運(yùn)營商在2019年實現(xiàn)5G商用的強(qiáng)烈需求。
5G時間工作計劃
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我國5G進(jìn)程:中國移動2017年開始5G外場試驗。我國5G試驗分為兩步實施:技術(shù)研發(fā)試驗,起止時間為2015年至2018年;產(chǎn)品研發(fā)試驗,起止時間為2018年至2020年。我國5G商用推進(jìn)進(jìn)程幾乎與ITU、3GPP的5G標(biāo)準(zhǔn)化時間表保持一致:3GPP將在2017年12月完成Rel.15非獨(dú)立組網(wǎng)5G新空口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化,以及完成5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化,滿足美韓日激進(jìn)運(yùn)營商需求;2018年6月完成獨(dú)立組網(wǎng)5G新空口和核心網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化,支持eMBB和uRLLC兩大場景,滿足2020年5G初期商用需求;2019年9月,支持eMBB、mMTC、uRLLC三大場景,滿足全部ITU技術(shù)要求。2017年3月,在MWC2017上,作為全球擁有最多4G用戶的電信運(yùn)營商,中國移動的計劃在5G全球發(fā)展路徑更為明晰時也出現(xiàn)了一些微調(diào),2017年啟動5G外場試驗,2018年將啟動5G網(wǎng)絡(luò)預(yù)商用試驗,在2019年進(jìn)行商用化規(guī)模試驗,力爭在2020年實現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)規(guī)模商用的目標(biāo)。
我國5G時間工作計劃
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5G產(chǎn)業(yè)推進(jìn)進(jìn)度的標(biāo)志性事件如下:(1)頻率資源是移動通信發(fā)展的前提條件。MWC2015(世界無線電大會)通過了一個頻率是1.4-1.5GHz的方案,其它留在2019年定。2016年7月,F(xiàn)CC(美國聯(lián)邦通訊委員會)批準(zhǔn)了5G的頻率,工作在28GHz、37GHz、39GHz,以及64GHz到71GHz頻段。2016年11月,歐盟發(fā)布了5G頻率,低頻段是3.4-3.8GHz,還有廣播及現(xiàn)在電視用的牌照給移動通信用;高頻段,有24-28GHz,31-33GHz,40-43GHz。可見,5G已經(jīng)擴(kuò)展到毫米波頻段。2016年,我國無線電管理部門批復(fù)了在3.4-3.6GHz頻段開展5G系統(tǒng)技術(shù)研發(fā)試驗,2017年6月,工信部公開征求對5G使用3300-3600MHz和4800-5000MHz頻段的意見。
(2)2016年11月18日,在國際移動通信標(biāo)準(zhǔn)化組織3GPP的RAN1(無線物理層)第87次會議上,3GPP最終確定了5G eMBB(增強(qiáng)移動寬帶)場景的信道編碼技術(shù)方案,其中,華為為核心代表、由中國主導(dǎo)推動的Polar Code碼作為控制信道的編碼方案,從側(cè)面反映出中國在5G標(biāo)準(zhǔn)制定上話語權(quán)的增強(qiáng),產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)芤婊蚋鼮閺V泛。
(3)大規(guī)模天線陣列Massive MIMO被預(yù)期為最先商用的5G關(guān)鍵技術(shù),能夠提升頻譜效率、大幅度提升基站容量。2017年6月,中國移動正式啟動4G網(wǎng)絡(luò)五期工程無線網(wǎng)主設(shè)備集中采購工作,同時提出大規(guī)模天線的商用需求并正式采購。中國移動作為全球最早啟動和推進(jìn)Massive MIMO技術(shù)的運(yùn)營商之一,目前,已經(jīng)分別在29個省50個城市進(jìn)行3D-MIMO預(yù)商用驗證,并在杭州、深圳、合肥、洛陽、石家莊等地實現(xiàn)3D MIMO多場景商用部署。目前看,Massive MIMO的產(chǎn)業(yè)成熟度和支撐能力還有一定的差距,其中突出表現(xiàn)在Massive MIMO性價比還不夠理想。中國移動研究院副院長黃宇紅指出,2017年,計劃全網(wǎng)熱點區(qū)域分階段正式商用,以三階段推進(jìn)Massive MIMO的商用,2020年,根據(jù)需要將2018-2017的Massive MIMO增強(qiáng)版本軟件升級至5G,同時,引入支持5G新空口的全新型態(tài)產(chǎn)品。
創(chuàng)新技術(shù):包括無線技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
5G技術(shù)創(chuàng)新主要來源于無線技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)兩方面。
5G無線技術(shù)創(chuàng)新
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【大規(guī)模天線陣列(MassiveMIMO)】大規(guī)模的天線是為增加天線數(shù)。在現(xiàn)有多天線基礎(chǔ)上通過增加天線數(shù)可支持?jǐn)?shù)十個獨(dú)立的空間數(shù)據(jù)流,以此來增加并行傳輸用戶數(shù)目,這將數(shù)倍提升多用戶系統(tǒng)的頻譜效率。
面臨的挑戰(zhàn):實際部署中面臨的挑戰(zhàn)在于硬件成本,主要由于大規(guī)模多天線系統(tǒng)由多個天線子陣列組成,每個子陣列共享數(shù)模轉(zhuǎn)換、混頻器等元件,而子陣列的每根天線單獨(dú)擁有移相器、功率放大器、低噪放大器等模塊,硬件的部署成本增加。同時,多天線的增益效應(yīng)使得系統(tǒng)的容錯能力提升,每個單元的模塊的功能可以進(jìn)一步減弱,軟件層面則需要復(fù)雜的算法來管理和動態(tài)地適應(yīng)與編碼和解碼用于多個并行信道的數(shù)據(jù)流,需要一個相對強(qiáng)大的處理器。
【超密集組網(wǎng)】超密集組網(wǎng)是為增加基站數(shù)。通過增加基站部署密度,可實現(xiàn)頻率復(fù)用效率的巨大提升,但考慮到頻率干擾、站址資源和部署成本,可在局部熱點區(qū)域?qū)崿F(xiàn)百倍量級的容量提升。
面臨的挑戰(zhàn):在實際部署中,站址的獲取和成本是超密集小區(qū)需要解決的首要問題。而隨著小區(qū)部署密度的增加,除了站址和成本的問題之外,超密集組網(wǎng)將面臨許多新的技術(shù)挑戰(zhàn),如干擾、移動性、傳輸資源等。
【全頻譜接入】全頻譜接入是增加帶寬。6GHz以下頻段因其較好的信道傳播特性可作為5G的優(yōu)選頻段,6~100GHz高頻段具有更加豐富的空閑頻譜資源,可作為5G的輔助頻段。
面臨的挑戰(zhàn):6GHz以下的頻段由于其較好的信道傳播特性,已經(jīng)非常擁擠;6~100GHz高頻段中,30GHz~100GHz頻率之間屬于毫米波的范疇,需要使用到毫米波技術(shù)。我國5G推進(jìn)組已完成2020年我國移動通信頻譜需求預(yù)測,屆時移動通信頻譜需求總量為1350-1810MHz,我國已為IMT規(guī)劃的687MHz頻譜資源均屬于5G可用頻譜資源,因此還需要新增663-1123MHz頻譜,我國無線電管理“十三五”規(guī)劃中明確為IMT-2020(5G)儲備不低于500MHz的頻譜資源。
【新型多址技術(shù)】新型多址接入是為增加信噪比。通過發(fā)送信號在空/時/頻/碼域的疊加傳輸來實現(xiàn)多種場景下系統(tǒng)頻譜效率和接入能力的顯著提升。此外,新型多址技術(shù)可實現(xiàn)免調(diào)度傳輸,將顯著降低信令開銷,縮短接入時延,節(jié)省終端功耗。
【網(wǎng)絡(luò)技術(shù):軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)、網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(NFV)新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)】未來的5G網(wǎng)絡(luò)與4G相比,網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)將向更加扁平化的方向發(fā)展,控制和轉(zhuǎn)發(fā)將進(jìn)一步分離,網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)業(yè)務(wù)的需求靈活動態(tài)地進(jìn)行組網(wǎng),將是基于SDN、NFV和云計算技術(shù)的更加靈活、智能、高效和開放的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。在新型開放的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)下形成“三朵云”,即接入云、控制云和轉(zhuǎn)發(fā)云三個域。其中接入云支持多種無線制式的接入;5G的網(wǎng)絡(luò)控制功能和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能將解耦,形成集中統(tǒng)一的控制云和靈活高效的轉(zhuǎn)發(fā)云,轉(zhuǎn)發(fā)云基于通用的硬件平臺,在控制云高效的網(wǎng)絡(luò)控制和資源調(diào)度下,實現(xiàn)海量業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流的高可靠、低時延、均負(fù)載的高效傳輸。5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的發(fā)展會存在局部變化到全網(wǎng)變革的中間階段,通信技術(shù)與IT技術(shù)的融合會從核心網(wǎng)向無線接入網(wǎng)逐步延伸,最終形成網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的整體演變。
5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)創(chuàng)新
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1.35G產(chǎn)業(yè)鏈:技術(shù)創(chuàng)新將帶來新一輪投資機(jī)會
5G在無線技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的創(chuàng)新技術(shù)將帶來相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的新一輪投資機(jī)會。按照產(chǎn)業(yè)鏈爆發(fā)順序,依次為上游器件、中游設(shè)備、網(wǎng)建設(shè)優(yōu)化維護(hù)、電信運(yùn)營及應(yīng)用。
5G技術(shù)變化帶來的投資機(jī)會
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【上游器件】主要為終端天線及射頻器件。手機(jī)天線及射頻器件的數(shù)量增多,同時集成封裝難度加大,相關(guān)標(biāo)的:信維通信、碩貝德等。
【中游設(shè)備】主要為基站天線及射頻器件、無線設(shè)備、光通信設(shè)備。超密集組網(wǎng)、大規(guī)模天線陣列技術(shù)帶來基站部署密度增加,所需的基站天線等數(shù)量成倍增加、射頻模塊需求大幅增加。基站天線及射頻廠商:數(shù)量增加,集成難度加大,相關(guān)標(biāo)的:通宇通訊、盛路通信。無線設(shè)備:受益基站增加及全頻譜接入技術(shù),相關(guān)標(biāo)的:中興通訊;光通信:核心網(wǎng)虛擬化,隨后向無線接入網(wǎng)逐步延伸,形成網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的整體演變,帶動網(wǎng)絡(luò)改造投資,相關(guān)標(biāo)的:中興通訊、烽火通信、光迅科技等。
【網(wǎng)建優(yōu)化維護(hù)】都將面臨新一輪建設(shè)、優(yōu)化及維護(hù)需求,且需求要求或進(jìn)一步提高。相關(guān)標(biāo)的:宜通世紀(jì)、華星創(chuàng)業(yè)、邦訊技術(shù)、三元達(dá)等。
【應(yīng)用】5G將滲透到物聯(lián)網(wǎng)及各種行業(yè)領(lǐng)域,與智慧城市、工業(yè)設(shè)施、醫(yī)療儀器、交通工具等深度融合。相關(guān)標(biāo)的:宜通世紀(jì)、榕基軟件、高新興、東軟載波、三川智慧、盛路通信等。
5G產(chǎn)業(yè)鏈
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5G技術(shù)逐步成熟及推廣將對下游智能終端射頻前端模塊(RF FEM)的元器件結(jié)構(gòu)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。數(shù)據(jù)顯示,2016年全球智能手機(jī)出貨量14.7億部,而同期國內(nèi)智能手機(jī)出貨量達(dá)5.22億部,占全球智能手機(jī)出貨量比重35.51%。隨著無線通訊制式由4G向5G發(fā)展,智能手機(jī)射頻前端模塊將有相當(dāng)顯著的變化,對國內(nèi)廠商而言是確定性的機(jī)遇。
智能手機(jī)使用的RF前端模塊與組件市場于2016年產(chǎn)值為101億美元,到了2022年,預(yù)計將會成長至227億美元。射頻前端模塊市場增長源于以下兩方面因素:(1)2015 年開始國內(nèi)4G終端出貨量持續(xù)攀升,至2017年5月,4G手機(jī)出貨量占比達(dá)到95%,但是載波聚合的應(yīng)用對射頻前端模塊,特別是PA的復(fù)雜度有更高的要求,有助于提升FEM的價值量;(2)4G 到5G 的演進(jìn)過程中,射頻器件的復(fù)雜度逐漸提升,射頻器件的單部手機(jī)價值量會得到提升。
國內(nèi)4G手機(jī)滲透率接近100%
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載波聚合示意圖
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4G向5G演進(jìn),理論上最大下載速率可提升至18Gbps,對比2012年LTE Rel-11下的峰值速率僅為1.2Gbps。為了實現(xiàn)傳輸速率的最大化提升,需要對硬件層進(jìn)行以下幾方面的重大改變:增加天線數(shù)量、提高載波聚合CA頻段的組合數(shù)量以及擴(kuò)展頻段數(shù)量。
LTE到5G演進(jìn)的主要技術(shù)參數(shù)
類別201220142020E通訊協(xié)議LTE Rel-11LTE Rel-125GMIMO(天線數(shù)量)8x88x864x8峰值下載速率1.2Gbps3Gbps18GbpsCA頻段組合數(shù)量2575300新增頻段數(shù)量-5+50資料來源:公開資料整理
天線方面,現(xiàn)在智能終端普遍使用MIMO技術(shù),即信號發(fā)射端和接收端采用多根發(fā)射天線和接收天線的通訊技術(shù)。MIMO技術(shù)使得通訊的速率及容量成倍的增長,是LTE 及未來5G 的關(guān)鍵技術(shù)之一。為提升通訊速率,預(yù)計到2020年5G商用之時,MIMO64x8 將成為標(biāo)準(zhǔn)配置,即基站采用64根天線,移動終端采用8 根天線。目前市場上多數(shù)手機(jī)采用MIMO 2x2技術(shù),如若采用MIMO64x8 技術(shù),基站天線的配置數(shù)量需要增長31倍,手機(jī)天線數(shù)量需要增長3倍。
頻段方面,根據(jù)預(yù)測,到2020年,5G應(yīng)用支持的頻段數(shù)量將實現(xiàn)翻番,新增50個以上通信頻段,全球2G/3G/4G/5G網(wǎng)絡(luò)合計支持的頻段將達(dá)到91個以上。此外,美國FCC(聯(lián)邦通信委員會)16年7月份劃定了5G頻段,包括3.85GHz、7GHz、27.5-28.35GHz、37-38.6 GHz、38.6-40GHz、64-71 GHz。從美國劃定的5G頻段來看,新增頻段集中在3.8-7GHz、27-40GHz、64-71GHz的低、中、高三大頻段,相比之下,目前4G頻段均處于3.85GHz以下。高頻率頻段對濾波器的性能要求更加苛刻,濾波器行業(yè)面臨著一場從材料到制造工藝的全新技術(shù)革命。
大量新增頻段也對載波聚合(CA)技術(shù)提出更高的要求。CA是將數(shù)個窄頻段合成一個寬頻段,實現(xiàn)傳輸速率的大幅提升。技術(shù)上,載波聚合需要有前端配合的多工器,功放PA又需要重新設(shè)計來滿足線性度的要求,頻段增加對射頻器件性能以及射頻系統(tǒng)復(fù)雜度的要求大大提高。目前市場上的射頻器件主要采用2 載波的載波聚合,而市場預(yù)計2017年國內(nèi)三大電信運(yùn)營商將正式啟動三載波的聚合,Qorvo預(yù)計2018年后多載波聚合將陸續(xù)出現(xiàn)。載波聚合技術(shù)要求射頻天線開關(guān)具有極高的線性度,以避免與其他設(shè)備發(fā)生干擾,對于濾波器及射頻開關(guān)的性能要求將更加苛刻。趨勢上,隨著制式復(fù)雜度的提高,射頻前端器件趨于集成化。
射頻前端模塊主要器件包括天線、開關(guān)、雙工器、濾波器以及功率放大器(PA)/低噪聲放大器(LNA)。隨著國內(nèi)網(wǎng)絡(luò)制式不斷升級,相關(guān)的手機(jī)終端射頻模塊的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)較大變化。以iPhone為例,對比2010年的iPhone 4以及2015年iPhone 6s可以發(fā)現(xiàn)明顯的變化。由于iPhone 4 僅支持GSM以及WCDMA,而iPhone 6s全網(wǎng)通版本不僅支持GSM/WCDMA,還支持TD-SCDMA/FDD-LTE/TDD-LTE,因此在射頻前端模塊復(fù)雜度大幅提升。
理論上,單個頻段的射頻信號處理需要2個濾波器。由于多個濾波器會集成在濾波器組中,手機(jī)配置的濾波器器件與頻段數(shù)量之間的關(guān)系并非簡單線性比例關(guān)系。但頻段增多之后,濾波器設(shè)計的難度及濾波器數(shù)量大幅增加是確定的趨勢。
射頻前端模組(FEM)架構(gòu)簡圖
資料來源:公開資料整理
iPhone4與iPhone6s射頻模塊對比
資料來源:公開資料整理
以iPhone 7 的配置來看,手機(jī)配置了3 顆PA 芯片(高、中、低頻段),2 顆濾波器組,2 顆射頻開關(guān),2 顆PA-濾波器一體化模組。根據(jù)在早期的GSM手機(jī)中,射頻器件的單部手機(jī)價值量不足1美金,進(jìn)入4G時代,單部手機(jī)射頻器件價值從3G終端的3.75美金提升至7.5美金,支持全球漫游的終端設(shè)備ASP甚至達(dá)到了12.75美金。
單部手機(jī)RF器件價值量演變(美金)
類別典型3G設(shè)備區(qū)域性LTE設(shè)備全球漫游LTE設(shè)備SAW濾波器1.2522.25TC-SAW濾波器00.51.5BAW濾波器01.53.5總濾波器含量1.2547.25PA、開關(guān)2.53.55.5RF器件總計3.757.512.75資料來源:公開資料整理
濾波器是射頻前端市場中最大的業(yè)務(wù)板塊,也是增長最快的細(xì)分行業(yè)。高通預(yù)測射頻濾波器市場將由現(xiàn)在的50 億美金的市場規(guī)模增長至2020 年的130 億美金。濾波器市場的驅(qū)動力來自于新型天線對額外濾波的需求,以及多載波聚合(CA)對更多的體聲波(BAW)濾波器的需求。
功率放大器(PA)和低噪聲放大器(LNA)是射頻前端市場中第二大的業(yè)務(wù)板塊,但是其增長乏力。高端LTE功率放大器市場的增長將被2G和3G市場的萎縮所平衡。由于新型天線的出現(xiàn)和增長,低噪聲放大器市場將穩(wěn)步前行。
開關(guān)是射頻前端市場中第三大的業(yè)務(wù)板塊,其市場規(guī)模預(yù)計從2016年的10億美元增長至2022年的20億美元。該市場將主要由天線開關(guān)業(yè)務(wù)驅(qū)動而增長。
天線調(diào)諧器是射頻前端市場中最小的業(yè)務(wù)板塊,2016年市場規(guī)模約為3600萬美元,預(yù)計2022年將達(dá)到2.72億美元。該市場的主要增長原因是調(diào)諧功能被添加到主天線和分集天線中。
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