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5G核心技术基本确定,芳华时代到来?如何布局?

作者:采集侠   来源:网络整理   发布时间:2019-09-12

5G核心技术基本确定,芳华时代到来?如何布局?

5G的应用场景可划分为增强型移动宽带(eMBB)、大连接物联网(mMTC)、低时延高可靠通信(uRLLC)三类。要达到5G应用场景需要大规模天线阵列、超密集组网、新型多址、全频谱接入、新型网络结构这一组关键技术来实现,前三项是保证5G网络速率和覆盖要求,是无线接入相关的技术。

Massive MIMO技术成为5G标准技术

5G关键技术的具体方案已基本确定,大规模天线阵列(Massive MIMO)成为5G的标准技术之一。截至目前,5G标准制定组织3GPP第一个标准版本(R15)已经冻结,包括Massive MIMO在内的多项技术标准已经落地。现在多家设备商的5GMIMO原型机已经有很多公开场合出现。2018年5G视频将会有较清晰的投资机会。

Massive MIMO是实现5G网络容量需求的关键技术之一。要提高网络容量只能扩大带宽、提升频谱利用效率、增加小区数量。对于宽带来说,6GHz以下频谱资源稀缺,中国运营商的频谱资源要再利用只能通过重耕,而发达国家通过政府拍卖获得频谱使用权,小区数量则通过建设基站,但某些区域要在4G基础上增加小区数量较难。那么剩下的就是提高频谱效率来提高5G网络容量的主要途径,提高频谱效率可通过大规模天线阵列、新型多址、波形等方式实现。

Massive MIMO采用有源天线技术成为5G的标准,与4GMIMO相比,有源天线可支持3DMIMO和更大的天线阵列,大大提升了频谱的利用率,天面得到优化的同时大大降低部署成本。

Massive MIMO支持更大阵列天线

大阵列MIMO技术并不是民用通信首创,早在70年代,美军已用于相控阵雷达系统中,相控阵雷达的天线单元甚至增加到数万个。民用MIMO可以说是军用雷达“微缩版”,在3G时代,MIMO开始被真正引入无线通信领域,4G时代,实现规模化应用,R8-R10三个标准都对4GMIMO技术进行升级,成为LTE的标志性革新。在其他条件不变的情况下,增加MIMO天线数量会提高无线信道的容量。

5G Massive MIMO无论天线数量和信号覆盖维度都较4G大幅提高,天线和通道数量可以达64个、128个,最大天线数量可达256个。5G将成为天线行业发展的分水岭,5G Massive MIMO的天线系统将直接与射频器件融合,印制电路板将取代原来的馈线和功率分配网络,原因基站射频器件的市场附加值将向PCB及其商业高频铜板转移。大阵列天线布局将对PCB和高频率波板材的需求倍增,预计5G基站天线的高频PCB/覆铜板价值量将是4G的10倍以上。

无源天线毛利率下降 产业链价值迁移有源天线

在无源天线时代,直接材料成本占比较大,由于单价下滑,天线厂商毛利率空间被挤压,在传统的天线和视频器件厂商的成本中,直接材料占比在70%-80%之间,2015-2016年通宇通讯直接材料成本占营业成本分别达75.74%、78.20%,占营业收入分别为45.82%、47.45%,同期公司毛利率分别达39.5%、39.32%,产业链的上游金属原料接近完全竞争市场,价格波动较大,天线厂商的业绩同时也受国外金属大宗商品价格变化影响。

由于天线工作频率提升,高频段天线对覆铜板和PCB的电气性能及技术含量要求更高,天线材料附加值将从传统金属板件向PTFE或碳氢化合物覆铜板转移,加工过程的附加值将从无源天线加工向PCB加工转移,天线产业链生态发生较大变化。

本土龙头有望率先实现进口代替

PCB板的“工业+材料”将分享5G带来的行业附加值,高频/高速覆铜板核心门槛要掌握独门配方需要大量的时间和成本的投入,目前我国尚未能实现高端材料的国产化替代,安信证券研究认为,5G时代A股将会出现通过不多的积累和布局将逐步实现国产化的上市公司,同时,PCB厂商的工艺和设计对PCB成品的最终性能影响很大,5G高频/高速板需要超高的工艺实现阻抗控制,看好通讯用PCB板领域的深南电路和沪电股份。

4G时代末期,设备商对视频PCB的采购价格最低2000元/平方米,4G时代,深南电路PCB板对中兴华为、诺基亚等主要通信设备销售价格平均每平方米3000元左右,天线的附加值将转移至天线阵子和安装天线阵子的PCB板上,预计5GPCB板价格将超3000元/平方米。

5G时代带来更多天线阵子需求

传统MIMO一般为2天线、8天线或16天线模式,而5G时代以Massive MIMO以阵列的形式排列,可达到128天线、256天线,而单个宏基站扇面通常为3面,多则达6面,5G单站振子数量大幅增加,天线振子的市场规模将大幅增长。