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原标题:因为今年我们看到小基站出货量有了明显的增长

浏览次数:175 时间:2019-09-18

信息时代通信网络的建设一直是投资发展重点,4G、5G、光通信、宽带建设,一直吸引着人们的目光。

5G时代,智能手机将采用2发射4接收方案,未来有望演进为8接收方案。功率放大器是一部手机最关键的器件之一,它直接决定了手机无线通信的距离、信号质量,甚至待机时间,是整个射频系统中除基带外最重要的部分。5G将带动智能移动终端、基站端及IOT设备射频PA稳健增长。功率放大器市场增长相对稳健,复合年增长率为7%,将从2017年的50亿美元增长到2023年的70亿美元。高端LTE功率放大器市场的增长,尤其是高频和超高频,将弥补2G/3G市场的萎缩。

射频功率放大器主要用于将收发器输出的射频信号放大,是射频前端器件中的重要组成部分,也直接影响到设备的通信质量、信号接收能力、电池续航能力等重要指标。以手机市场为例,根据市场研究机构Strategy Analytics的调查报告指出,2013年全球手机射频前端的市场规模约为270亿美元,至2018年,预计这一数据有望扩大至450亿美元以上,其原因主要是由于市场对基带、功率放大器以及相关射频前端元件需求量的快速增长。特别是伴随着无线通信技术进入到4G,甚至5G阶段,高速增长的数据流量使得调制解调的难度不断上升,为了支持高速LTE载波聚合、传送分集以及多重输入多重输出的应用需求,使得功率放大器、分集接收模块、天线调谐器等具有相当强劲的增长态势。

5G时代,智能手机将采用2发射4接收方案,未来有望演进为8接收方案。功率放大器是一部手机最关键的器件之一,它直接决定了手机无线通信的距离、信号质量,甚至待机时间,是整个射频系统中除基带外最重要的部分。5G将带动智能移动终端、基站端及IOT设备射频PA稳健增长。功率放大器市场增长相对稳健,复合年增长率为7%,将从2017年的50亿美元增长到2023年的70亿美元。高端LTE功率放大器市场的增长,尤其是高频和超高频,将弥补2G/3G市场的萎缩。

5G是当前的热点话题之一。目前5G标准尚未形成,其发展仍有一个过程。预计2020年后各厂商将对5G形成不同提案,共识之一是天线方式将从基站播放式向共振的有源天线转变。这对放大器效率有更高要求,至少要提高60%以上,同时带宽和工作频率都将有极大跃升。实现这些目标的基础是要有相应的器件进行支持。我们认为要满足高频、高带宽、高效率的需求,砷化镓将是放大器的最好一个选择。

1 5G智能移动终端,射频PA的大机遇

整合型方案大行其道

1 5G智能移动终端,射频PA的大机遇

即使是移动网络,其背后的骨干网络仍由光纤构成,光网络升级也就成为当前宽带建设的重要事件。目前看到的趋势,40G光网络向100G光网络升级,这个进程正在进行或部分区域已接近完成。未来要讨论的是从100G到400G的升级,也许中间会有200G这样一个过渡,但可以确定,从100G到400G的光网络升级是未来几年就会发生的事情。这会给我们带来巨大的商业机会。

1.1 5G推动手机射频PA 量价齐升

最近两年,RF射频行业整合化的趋势越来越明显。随着4G LTE通信市场的快速成长,载波聚合、多频段、繁多的射频器件,以及严格的系统指标等为产品设计带来了严峻的挑战,加上消费电子特别是可穿戴设备市场对于价格的敏感度,都促使集成度更高、性能更好的产品方案成为了现今行业开发的大势所趋,围绕这一目标,近期业内企业之间的整合与并购活动日益频繁。

1.1 5G推动手机射频PA 量价齐升

随着光网络升级,一方面是制式或者调制方式变得越来越复杂,让同样的带宽传输更多的信息。另一方面,对组网产品的尺寸要求却在变小,功耗降低、成本下降。这些都是我们努力的方向。

无论是在基站端还是设备终端,5G给供应商带来的挑战都首先体现在射频方面,因为这是设备“上”网的关键出入口,即将到来的5G手机将会面临更多频段的支持、不同的调制方向、信号路由的选择、开关速度的变化等多方面的技术挑战外,也会带来相应市场机遇。

2015年初,射频行业的两家领导厂商RFMD和TriQuint宣布完成对等合并行为,并以全新名称“Qorvo”亮相业界,象征着两家公司携手并肩,共同开启新的航程,以整合型解决方案带往全球市场。RFMD在PA功率放大器和开关、TriQuint在滤波器和整合方案的开发上各具优势,新公司将集两家所长,把原来适用于单个频段的器件延伸到可以覆盖一个宽频段的范围之内;同时,滤波器跟功率放大器的整合也可以更好地帮助客户节省频段、做到最小的尺寸,以适应市场多频多模的发展需求。

无论是在基站端还是设备终端,5G给供应商带来的挑战都首先体现在射频方面,因为这是设备“上”网的关键出入口,即将到来的5G手机将会面临更多频段的支持、不同的调制方向、信号路由的选择、开关速度的变化等多方面的技术挑战外,也会带来相应市场机遇。

“小基站元年”这个概念被说了好多年了,但是,相信在今年真正有望来临。因为今年我们看到小基站出货量有了明显的增长。相信未来几年的增长率会更加显着。这一增长不仅源于家用市场,还包括企业级产品,以及对热点区域的覆盖、盲点地区的补盲等。

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Qorvo亚太区高级总监熊挺表示,Qorvo未来的发展目标是要在RF领域做大、做强,公司计划先以顶尖技术投入到国防/航天领域,然后再引入到高性能的通信基础设施产品中,通过以上两个市场的技术积累,最终将成熟的技术方推向移动设备市场,借助这样一个循环链条,Qorvo既可以保证技术的延续性,也可保证产品的稳定性。另外,小基站市场的成长也尤为可期,熊挺介绍道:“今年小基站的出货量明显增长,相信未来几年的增长会更加显着,在这一领域,以体声波和温度补偿声表面波滤波器为代表的高级滤波器、GaN/GaAs放大器等都有大量的用武之地。”

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对于一般的城市街区、郊区、农场等,宏基站已经可以满足需求。但在商务中心、体育馆等人流密集的区域,对移动数据有着极大需求,目前小基站是比较好的补盲方法。

5G将给天线数量、射频前端模块价值量带来翻倍增长。以5G手机为例,单部手机的射频半导体用量达到25美金,相比4G手机近乎翻倍增长。其中滤波器从40个增加至70个,频带从15个增加至30 个,接收机发射机滤波器从30个增加至75个,射频开关从10个增加至30个,载波聚合从5个增加至200个。

而在5月,Avago与博通公司宣布双方达成一项最终协议——Avago将以总价高达370亿美元的现金与股票价值收购博通,这项交易使得Avago成为一家拥有强大有线与无线通信产品组合的业界“巨人”,也对目前这一市场的格局带来一定的冲击。

5G将给天线数量、射频前端模块价值量带来翻倍增长。以5G手机为例,单部手机的射频半导体用量达到25美金,相比4G手机近乎翻倍增长。其中滤波器从40个增加至70个,频带从15个增加至30 个,接收机发射机滤波器从30个增加至75个,射频开关从10个增加至30个,载波聚合从5个增加至200个。

Qorvo是由TriQuint和RFMD合并而成的,RFMD在PA和开关、TriQuint在滤波器和整合方面具有优势,两者的整合让Qorvo有能力提供业界领先的RF产品和解决方案。目前,Qorvo主要关注3个市场:航空和国防、网络基础设施、移动设备。如何增加数据的互联性,从射频RF的架构上来说,主要有2大方面:第一,载波聚合。通过增加带宽获取更快的速率。第二,包络跟踪。除了带宽之外,对用户体验来说,也十分关注手机耗电。射频领域的耗电,尤其是功率放大器的耗电,占整个手机耗电量的比重是非常大的。目前一些高端的智能机,像苹果iPhone6、三星的edge都是采用了包络跟踪的技术,以提升PA的能效、延长电池寿命。

5G手机功率放大器用量翻倍增长:PA是一部手机最关键的器件之一,它直接决定了手机无线通信的距离、信号质量,甚至待机时间,是整个射频系统中除基带外最重要的部分。手机里面PA的数量随着2G、3G、4G、5G 逐渐增加。以PA模组为例,4G多模多频手机所需的PA芯片为5-7颗,预测5G手机内的PA芯片将达到16 颗之多。

有专业人士分析道,对于Avago来说,最大的好处就在于取得了博通的无线芯片产品组合,博通是Wi-Fi、蓝牙与NFC领域的领导厂商之一,同时还主导着SoC架构的开发。借助此次的企业联合,使得Avago有望为其客户以及涉及物联网领域的厂商提供包括通信、射频、功率放大器与薄膜体声波谐振器/低噪声PA滤波器等在内的整合型产品组合(即将RF、PA以及其它非基带通信产品集成于单一封装内),从而在日益激烈的市场竞争中获得更高的市场占有率。

5G手机功率放大器用量翻倍增长:PA是一部手机最关键的器件之一,它直接决定了手机无线通信的距离、信号质量,甚至待机时间,是整个射频系统中除基带外最重要的部分。手机里面PA的数量随着2G、3G、4G、5G 逐渐增加。以PA模组为例,4G多模多频手机所需的PA芯片为5-7颗,预测5G手机内的PA芯片将达到16 颗之多。

从产品角度来说,以下3大产品是我们来支撑载波技术和包络跟踪2大技术的根基。第一,我们有性能较好的滤波器。一个运营商有好几个频段,这几个频段其实是非常临近的,如果滤波器的性能不佳,互相之间有干扰,则不能共存。在这种情况下,就需要非常好的滤波器工艺来实现运营商这种共存的需求。第二,天线控制解决方案。频段数量的增加意味着手机可能需要多根天线或者一根天线去覆盖所有的频段。这种情况下,天线调节的器件就可以帮助用户做到天线性能的优化。这样一是可以保证整个射频性能的良好,跟基站能够做更好的连接。二是可以优化PA耗电。第三,开关。开关在任何的产品里都需要。好的开关技术也带来更小的损耗。损耗从两方面来说,对上行内容、发射内容来说,低损耗可以带来更好的发射性能。从接收内容来说,低损耗则意味着你的手机有更好的接收灵敏度,比如在远离基站的情况下,也可以潜入一个通信的呼叫。

5G手机功率放大器单机价值量有望达到7.5美元:同时,PA的单价也有显著提高,2G手机用PA平均单价为0.3美金,3G手机用PA上升到1.25美金,而全模4G手机PA的消耗则高达3.25美金,预计5G手机PA价值量达到7.5美元以上。

5G手机功率放大器单机价值量有望达到7.5美元:同时,PA的单价也有显著提高,2G手机用PA平均单价为0.3美金,3G手机用PA上升到1.25美金,而全模4G手机PA的消耗则高达3.25美金,预计5G手机PA价值量达到7.5美元以上。

载波聚合与Massivie MIMO对PA 的要求大幅增加。一般情况下,2G只需非常简单的发射模块,3G需要有3G的功率放大器,4G要求更多滤波器和双工器载波器,载波聚合则需要有与前端配合的多工器,上行载波器的功率放大器又必须重新设计来满足线性化的要求。

载波聚合与Massivie MIMO对PA 的要求大幅增加。一般情况下,2G只需非常简单的发射模块,3G需要有3G的功率放大器,4G要求更多滤波器和双工器载波器,载波聚合则需要有与前端配合的多工器,上行载波器的功率放大器又必须重新设计来满足线性化的要求。

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5G无线通信前端将用到几十甚至上百个通道,要求网络设备或者器件供应商能够提供全集成化的解决方案,这大大增加了产品设计的复杂度,无论对器件解决方案还是设备解决方案提供商都提出了很大技术挑战。

5G无线通信前端将用到几十甚至上百个通道,要求网络设备或者器件供应商能够提供全集成化的解决方案,这大大增加了产品设计的复杂度,无论对器件解决方案还是设备解决方案提供商都提出了很大技术挑战。

1.2 GaAs射频器件仍将主导手机市场

1.2 GaAs射频器件仍将主导手机市场

5G时代,GaAs材料适用于移动终端。GaAs材料的电子迁移率是Si的6倍,具有直接带隙,故其器件相对Si器件具有高频、高速的性能,被公认为是很合适的通信用半导体材料。在手机无线通信应用中,目前射频功率放大器绝大部分采用GaAs材料。在GSM通信中,国内的紫光展锐和汉天下等芯片设计企业曾凭借RF CMOS制程的高集成度和低成本的优势,打破了采用国际龙头厂商采用传统的GaAs制程完全主导射频功放的格局。但是到了4G时代,由于Si 材料存在高频损耗、噪声大和低输出功率密度等缺点,RFCMOS已经不能满足要求,手机射频功放重新回到GaAs制程完全主导的时代。与射频功放器件依赖于GaAs材料不同,90%的射频开关已经从传统的GaAs工艺转向了SOI(Silicon on insulator)工艺,射频收发机大多数也已采用RFCMOS制程,从而满足不断提高的集成度需求。

5G时代,GaAs材料适用于移动终端。GaAs材料的电子迁移率是Si的6倍,具有直接带隙,故其器件相对Si器件具有高频、高速的性能,被公认为是很合适的通信用半导体材料。在手机无线通信应用中,目前射频功率放大器绝大部分采用GaAs材料。在GSM通信中,国内的紫光展锐和汉天下等芯片设计企业曾凭借RF CMOS制程的高集成度和低成本的优势,打破了采用国际龙头厂商采用传统的GaAs制程完全主导射频功放的格局。但是到了4G时代,由于Si 材料存在高频损耗、噪声大和低输出功率密度等缺点,RFCMOS已经不能满足要求,手机射频功放重新回到GaAs制程完全主导的时代。与射频功放器件依赖于GaAs材料不同,90%的射频开关已经从传统的GaAs工艺转向了SOI(Silicon on insulator)工艺,射频收发机大多数也已采用RFCMOS制程,从而满足不断提高的集成度需求。

5G时代,GaN材料适用于基站端。在宏基站应用中,GaN材料凭借高频、高输出功率的优势,正在逐渐取代SiLDMOS;在微基站中,未来一段时间内仍然以GaAs PA件为主,因其目前具备经市场验证的可靠性和高性价比的优势,但随着器件成本的降低和技术的提高,GaN PA有望在微基站应用在分得一杯羹;在移动终端中,因高成本和高供电电压,GaN PA短期内也无法撼动GaAs PA的统治地位。

5G时代,GaN材料适用于基站端。在宏基站应用中,GaN材料凭借高频、高输出功率的优势,正在逐渐取代SiLDMOS;在微基站中,未来一段时间内仍然以GaAs PA件为主,因其目前具备经市场验证的可靠性和高性价比的优势,但随着器件成本的降低和技术的提高,GaN PA有望在微基站应用在分得一杯羹;在移动终端中,因高成本和高供电电压,GaN PA短期内也无法撼动GaAs PA的统治地位。

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