5G时代即将到来，第一批拥抱5G的企业在抓紧布局。本文从天线、滤波器、PCB、连接器等方向，深度探讨5G基站端射频产业链的发展新机遇。
一、天线
1、5G基站引入大规模阵列天线
MassiveMIMO即大规模MIMO（Multiple-inputMultiple-output，多输入多输出）技术，旨在通过更多的天线大幅提高网络容量和信号质量，原理上可类比高速公路拓展马路道数来提高车流量。
采用MassiveMIMO的5G基站不但可以通过复用更多的无线信号流提升网络容量，还可通过波束赋形大幅提升网络覆盖能力。
波束赋形技术通过调整天线增益空间分布，使信号能量在发送时更集中指向目标终端，以弥补信号发送后在空间传输的损耗，大幅提升网络覆盖能力。
相比较4G基站，采用支持大规模阵列天线技术的AAU是5G基站成本大幅增加的主要原因。
2、天线尺寸与频率相关，5G天线或以64通道为主
未来国内5G频段或以3.5GHz和2.6GHz为主，根据此频段得出半个波长大概是4.3cm/5.8cm。根据目前的5G测试来看，目前采用64通道的MassiveMIMO技术是各个设备商的主流测试选择。
虽然通道数越多，网络的性能越高，但综合考虑天线尺寸大小/重量、天线性能以及成本因素，目前运营商也在考虑低成本的MassiveMIMO方案—16通道。但5G前期如果64通道天线成本未下降到运营商接受的范围内，可能运营商在满足部署和容量的情况下优先考虑16通道方案。
3、5G基站架构发生较大变化，天线有源化趋势明显
4G宏基站主要分三个部分天线、射 频单元RRU和部署在机房内的基带处理单元 BBU。5G网络倾向于采用AAU+CU+DU的 全新无线接入网构架。
5G时代，天线通道数增加以及天线有源化对天线设计提出更高要求，小型化及轻量化是基础。4G时代，天线形态基本是4T4R（FDD）或者8T8R（TDD），根据目前测验的情况来看，5G时代可能以64T64R大规模阵列天线为主。
通道数同比增加了7~15倍，意味着天线对射频器件需求量同比增加了7-15倍，同时天线无源部分将与RRU合为AAU，都对5G时代天线的体积及重量提出了更高的设计要求。
4G时代，无源天线+RRU重量大概在24~34kg，目前测试中的5GAAU重量大概在45kg左右，重量同比增加了32%~88%。所以在5G天线集成化的趋势下，小型化及轻量化成为天线设计基础。
4、大规模阵列天线带动射频组件需求量大幅增加
如上文所述，预计5G商用宏基站将以64通道的大规模阵列天线为主。天线单元主要包括天线罩、辐射单元和校准网络综合板三个部分。
从当前5G产品的研发现状来看，为实现波束赋形等新技术，预计未来64通道的天线阵列将容纳64个功率放大器、64个开关、64个锁相环、64个低噪声放大器和64个滤波器等器件。
5、大规模阵列天线驱动5G天线价值量提升
采用MassiveMIMO的5G大规模天线不仅仅是数量的增加，天线的形式也将由无源转向有源，可实现各个天线振子相位和功率的自适应调整，显著提高MIMO系统的空间分辨率，提高频谱效率，从而提升网络容量。
因此，由于MassiveMIMO技术的采用，导致5G规模阵列天线复杂度的大幅提升，产品的价格也因此而大幅上涨。
以4G天线为例，近期常用的4通道FDD电调天线售价约在1400元每副，8通道TDD电调天线的售价约为每副2000元，而到了5G时代，据当前实验用5G基站的成本分析，初期64T64R规格的大规模阵列天线的天线单元（上游天线厂商制造部分）每扇区售价较贵，预计商用初期天线（AAU中无源天线+滤波器）采购价将达到8000元左右，随着规模量产，我们预计未来每扇区的平均价格有望下降至3500元左右，但相较4G时期的平均天线价格仍然有较大幅度的提升。
5G天线市场空间同比增长124%~324%。假设5G建设周期为2020-2025年，预计建设高峰期（2020~2023年）宏基站天线市场每年空间可达114.2-184.4亿元；相较4G建设高峰期国内平均每年约50多亿元（高峰期4G基站一年建设数为100万站，单幅天线平均价格1700元）的宏基站天线市场，5G市场空间同比增长124%~324%。
6、与基站设备商深度合作的天线制造商或将充分受益
由于5G基站天线将与RRU融合形成新的单元AAU，天线公司的下游客户将由以往的运营商转变为设备商。
考虑到通信设备商的数量较少，目前市场的前四名（华为、诺基亚、爱立信、中兴)几乎垄断全球运营商无线通信市场份额(基站设备市场占比在90%以上），对于天线供应商来说下游将更为集中。因此，与设备商有深度合作，并且在大规模阵列天线有较多技术储备的龙头天线厂商将有望获得更多的市场份额。
其中，天线振子是天线的核心部件。天线振子作为天线的主要组成部分，主要负责将信号放大和控制信号辐射方向，同样可以使天线接收到的电磁信号更强。
根据天线的形态，天线振子形态也包括多种多样，有杆状、面状等；根据加工工艺，主要有钣金、PCB、塑料等。传统4G天线振子多以金属钣金为主。
天线振子加工方式主要有金属压铸/钣金、PCB贴片和塑料振子，4G时代更多以金属压铸/钣金方式加工，组装更多的靠人工，效率低下。
5G时代由于频段更高且采用Massive-MIMO技术，天线振子尺寸变小且数量大幅增长，综合考虑天线性能及AAU安装问题，塑料天线振子方案具有一定的综合优势。
二、滤波器
滤波器是射频单元核心器件之一。5G或以陶瓷介质滤波器为主。
未来5G基站对器件的小型化及轻量化越来越重视，陶瓷介质滤波器在满足性能的前提条件下，凭借轻量化、抗温漂性能好以及小型化优势成为主设备商主要选择方案之一。
考虑中国移动未来5G建设会基于2.6GHz频段，2.6GHz16T16R天线单通道功率要求相比3.5GHz频段64T64R天线更高，此时小型金属腔体滤波器更占优，因此2.6GHz频段下天线可能会选择小型金属化腔体滤波器。
陶瓷滤波器产业链目前以华为为主导，国内能够生产陶瓷介质滤波器的公司主要有未上市的灿勤科技，上市公司中主要有东山精密（艾福电子），武汉凡谷，风华高科（国华新材料），通宇通讯（江佳电子）以及北斗星通（佳利电子），港股上市公司京信通信表示也已经有介质波导滤波器生产能力。海外能够提供陶瓷介质滤波器主要有美国的CTS和日本的村田公司，其中美国CTS为介质滤波器鼻祖。
根据上文描述，运营商在5G实际建设中，可能根据覆盖场景及容量要求选择不同多天线方案（64T64R或者16T16R）。
三、PCB
1、PCB板高频高速化，单基站PCB价值量提升7倍以上
电路板是组装电子器件的关键互连件。PCB种类较多，排除封装基板，一般按照材质物理性质将PCB分为刚性版（单面板、双面板、多层板）、挠性板、刚绕结合板等。
通信领域PCB板主要集中在无线、传输、数据通信等应用领域，产品涵盖了背板、高速多层板、高频微波板等。不同于消费电子类PCB产品多为挠性板（FPC）和高密度互联印刷电路板（HDI），通信用PCB多为刚性多层板。
2、5G基站新架构及新技术提升PCB需求量
如前文所述，5G基站架构中无源天线将和RRU合成新的单元-AAU，AAU将包含部分物理层功能；而BBU将可能拆分为CU和DU。
参考当前5G实验网AAU设备的设计，预计每个AAU将包含2块电路板：1个功分板，1个TRX板。功分板主要集成了功分网络和校准网络，一般为一个双层板+一个四层板，或者集成在一个六层板；TRX板主要集成功率放大器（PA）+滤波器+64通道的收发信机、电源管理等器件集成在同一电路板上，一般为12-16层复合板。
由于AAU设备的内部连接更多采用PCB形式，5G时期单站PCB的数量相较4G时期会大幅提升。高频及高速要求推升单板价格，5GAAUPCB价值量提升7倍以上。
考虑到5G对天线系统的集成度提出了更高的要求。AAU射频板需要在更小的尺寸内集成更多的组件。在这种情况下，为满足隔离的需求，需要采用更多层的印刷电路板技术。
另外，AAU射频电路板相较于4G时期的尺寸也会更大，考虑到5G基站发射功率的提升，工作频段也更高，因此5G的射频电路板对于材料的高速性能以及高频性能也提出了更高的要求。
因此综合来看，层数增加，尺寸增大，材料要求提升，5GAAUPCB板的价值量相较4GRRUPCB大幅提升。
3、国内天线射频侧PCB市场规模预计可达470.3亿元
经过测算，5G单基站射频侧PCB价值量约9120元，4G单基站射频侧PCB价值量约1080元，可以发现，单基站价值量提升7倍以上。
如上文所述，预计国内5G宏基站规模可达506.4万站，考虑到近几年PCB价格稳定且略有上涨，假设PCB价格不变，对应5G时期射频侧PCB规模可达461.8亿元。综合以上，5G基站电路板市场将有望量增价涨。
四、功率放大器
射频功率放大器是无线发射机的核心部件，用以使无线信号具备足够的发射功率向外辐射。
在4G建设高峰期，国内市场平均每年功率放大器的市场空间约在42亿元。考虑到单站功率放大器价格的大幅提升，到了5G时代，单站价格的大幅上涨将推动功率放大器的总市场空间大幅提升，假设5G建设周期为2020~2025年，预计建设高峰期（2020~2023）宏基站功率放大器市场空间每年可达约108.2~188.9亿元，相较4G规模建设期，市场空间同比增长158%~350%。
五、视频连接器
5G时代天线有源化，AAU内功分网络和基带处理板将以PCB形式存在，传统馈线连接方式已不能满足需求，此时板对板之间需要由射频连接器进行连接。
盲插型连接器分别电连接在天线射频通道的输入端和收发组件的输出端口，盲插型连接器的种类和形式较多，可以自由选型。
SMP板对板连接器组件是一个浮动的结构，由一个与PCB焊接连接的snap座子，另一个与PCB焊接连接的slide座子以及中间的转接器bullet构成。
两个座子分别焊接在两块PCB板上，三个连接器与两块PCB板组成一个连接器电路板组件。
国内连接器的主要厂商：西安华达、金信诺、中航光电（电连接器产品在航空领域市场占有率达60%）、通茂电子（6908厂子公司）、中电科55所等。
海外连接器主要厂商：TEConnectivity泰科电子（美国）、Amphenol安费诺（美国）、Rosenberger罗森伯格（德国）、RADIALL雷迪埃（法国）等。
射频连接器市场可达94.4亿元。一个基站需要三面天线，假设未来单面天线主流方案采用64T64R，对应一个基站需要盲叉连接器的数量为66*3=198个。
根据草根调研目前SMP盲插连接器国内厂商价格大概15元/个，未来成熟期有望下降到6元/个。假设5G建设周期为2020~2025年，预计建设高峰期（2020~2023年）宏基站连接器市场空间每年可达约14.1~26.8亿元。
来源：PCB网城整理自5G通信
