濾波器現(xiàn)狀發(fā)展及5G推動基站濾波器市場空間分析[圖]

濾波器王密 2019-05-17 05:49 來源：智研咨詢

濾波器是移動通信中進(jìn)行信號傳輸頻率選擇的關(guān)鍵器件，主要通過電容、電感、電阻等元器件的組合移除信號中不需要的頻率分量，同時保留需要的頻率分量，從而保障信號能在特定的頻帶上傳輸，消除頻帶間相互干擾。從用途的角度來看，當(dāng)前濾波器的兩大主要用途為基站用濾波器與終端用濾波器。據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)預(yù)測，濾波器的市場空間將從2016年的52.08億美金快速成長至在2022年的163.11億美金，復(fù)合增速達(dá)到21%。

廣義的基站又稱基站子系統(tǒng)（BSS），是移動通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)四大組成部分之一，與移動臺（MS）、交換子系統(tǒng)（NSS）和操作維護(hù)子系統(tǒng)（OMS）共同實現(xiàn)移動信息的傳遞。其中，基站子系統(tǒng)主要包括兩類設(shè)備：基站收發(fā)臺(BTS)和基站控制器(BSC)，兩者相互協(xié)作傳遞信號和用戶信息，保障固定網(wǎng)絡(luò)與移動臺之間的通信連接。狹義的基站則特指公用移動通信基站，一般來說包含基帶處理單元、射頻處理單元、天饋系統(tǒng)三大部分，是通過移動通信交換中心，與移動電話終端之間進(jìn)行信息傳遞的無線電收發(fā)信電臺。

在移動通信基站和天饋系統(tǒng)中，射頻器件是核心部件之一。射頻器件主要包括各種類型的濾波器、雙工器、合路器、塔放、饋電單元、功分器、耦合器、天線控制單元等產(chǎn)品。濾波器位于天線側(cè)，針對5G的基站天線建設(shè)安排，在新型的MassiveMIMO類天線中，可以基本確定每個天線通道將對應(yīng)一個濾波器。而雙工器位于基站側(cè)，本質(zhì)上由一個發(fā)射濾波器和一個接收濾波器組成。

在移動通信基站中，濾波器作為射頻器件重要組成部分，承擔(dān)了幫助基站選頻的重任。一般來講，不同基站有屬于自己的明確的工作頻段，因此基站必須有選擇各種頻率信號來進(jìn)行收發(fā)的能力。而濾波器的主要功能負(fù)責(zé)對發(fā)送和接收信號進(jìn)行濾波，可以剔除不需要頻段的信號，從而保證發(fā)送和接受信號的準(zhǔn)確度。

濾波器在通信基站系統(tǒng)中承擔(dān)選頻功能

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基站濾波器在雙工器中的應(yīng)用

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在無線通信從4G時代飛速向4.5G乃至5G演進(jìn)的大背景下，濾波器市場需求不斷增加，品質(zhì)要求不斷提升，蘊含著巨大的發(fā)展?jié)撃?。在巨大的機遇與變革的挑戰(zhàn)面前，基站濾波器廠商市場格局也處于不斷的變革與發(fā)展過程中，國內(nèi)廠商積極布局，并在一系列技術(shù)領(lǐng)域取得突破，未來力圖實現(xiàn)國產(chǎn)替代。

基站濾波器作為射頻器件的一部分，應(yīng)用于移動通信基站建設(shè)與使用，位處行業(yè)中游。產(chǎn)業(yè)鏈上游連接的是鋁、銀、銅等材料行業(yè)和與機械、電子相關(guān)的零部件行業(yè)，上游這些行業(yè)的特點是受原材料價格影響較大，市場格局分散，對產(chǎn)品的議價能力較低。處于基站濾波器下游行業(yè)則涉及通信運營和設(shè)備供應(yīng)，在我國，通信運營商和設(shè)備供應(yīng)商主要由國營和大型龍頭等企業(yè)主導(dǎo)，形成寡頭壟斷的市場格局，廠商議價能力較高，對基站濾波器行業(yè)起決定作用。

四大通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備巨頭壟斷濾波器下游市場

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國外基站側(cè)濾波器主要生產(chǎn)商為康普安德魯（美國），國內(nèi)具備一定研發(fā)實力、產(chǎn)能規(guī)模較大的企業(yè)主要包括東山精密、春興精工、大富科技、武漢凡谷等。
隨著5G時代的到來，新一輪基站建設(shè)潮將不可避免，濾波器也將迎來新一波需求高峰，在這樣的背景下，國內(nèi)優(yōu)質(zhì)濾波器廠商將有望利用自身優(yōu)勢實現(xiàn)快速擴(kuò)張與發(fā)展，享受5G時代的紅利。

通過運營商爆發(fā)式投資為濾波器行業(yè)短時間帶來大量機遇并不現(xiàn)實。另一方面，在基站由腔體濾波器向介質(zhì)濾波器的轉(zhuǎn)型過程中，仍有技術(shù)創(chuàng)新，工藝精細(xì)等諸多問題有待解決，加之近些年公司盈利能力下降，發(fā)展放緩，企業(yè)難以在短期內(nèi)實現(xiàn)大規(guī)模高質(zhì)量濾波器產(chǎn)出?？傊?G時代中雖然出現(xiàn)濾波器行業(yè)爆發(fā)式增長的可能性比較小，但在技術(shù)發(fā)展中巨大的濾波器需求量以及三大運營商在5G領(lǐng)域的持續(xù)投入仍會給濾波器行業(yè)帶來巨大并可持續(xù)的市場空間。

2018-2025年5G宏基站投資預(yù)測

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2018-2025年5G小基站投資額及預(yù)測

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預(yù)計2020年MIMO64×8將成為標(biāo)準(zhǔn)配置，即基站端采用64根天線，移動終端采用8根天線的配置模式，甚至未來5GMIMO使用天線數(shù)將達(dá)到128甚至256個。目前市場多數(shù)手機僅僅支持MIMO2×2技術(shù)，若采用MIMO64×8技術(shù)，基站天線的配置數(shù)量需要增長31倍，手機天線數(shù)量需要增長3倍。

5G時代基站天線需求量

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此外尤其在毫米波頻段面臨穿透力差、衰減大等問題，傳統(tǒng)宏基站信號又存在弱覆蓋或者盲點區(qū)域，無信號或質(zhì)量差，同時，由于5G時代的終端設(shè)備數(shù)量或?qū)⒊时ㄔ鲩L，單位面積內(nèi)的入網(wǎng)設(shè)備可能會增至千倍，宏基站將不能滿足正常需求。因此，未來5G通信料將是以宏基站為主，大量小基站為輔的雙基站時代。運營商可以在每個城市中部署數(shù)千個小基站以形成密集網(wǎng)絡(luò)，每個基站可以從其他基站接受信號并向任何位置的用戶發(fā)送數(shù)據(jù)，從而彌補宏基站存在覆蓋盲點的劣勢。

與腔體濾波器相比，介質(zhì)濾波器具有損耗小、體積小、Q值高等優(yōu)點。同時，隨著科研技術(shù)的不斷攻關(guān)，介質(zhì)濾波器存在的問題正在被逐漸解決，實用性不斷增強。有望緊跟時代洪流，利用自身優(yōu)勢更好地滿足5G時代下的基站需求，逐步實現(xiàn)對腔體濾波器的超越，從而成為行業(yè)主流。

5G時代下基站介質(zhì)濾波器的優(yōu)勢：隨著5G時代的來臨，MIMO技術(shù)所使用的天線數(shù)量將迎來成倍增長，預(yù)計將需要64個乃至128個天線。由于每個天線都需要配備相應(yīng)的雙工器，并由相應(yīng)的濾波器進(jìn)行信號頻率的選擇與處理，濾波器的需求量將大量增加，因此這就對濾波器的器件尺寸與發(fā)熱性能有更高的要求。腔體濾波器由于其體積大，發(fā)熱多，難以在高密集型天線中廣泛使用，面臨較大的發(fā)展壓力。

5G時代所使用的電磁波頻率將繼續(xù)提升，這意味更加高效的毫米波將逐步開始使用。為了實現(xiàn)毫米波的信號覆蓋與高密度連接，基站天線尺寸也將降至毫米級，逐步實現(xiàn)微型基站。而在此發(fā)展背景下，基站所使用的濾波器也將逐步縮小尺寸至毫米級，保持其與電磁波波長在同一級別。因此，介質(zhì)濾波器將發(fā)揮其體積小的優(yōu)勢，在未來廣闊的5G市場中占得先機。

2014-2020年全球基站濾波器市場規(guī)模及預(yù)測