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5G時代同期,中國濾波器行業市場空間預測:鑄就600億產值空間[圖]

2019年05月17日 14:30:26字號:T|T

    濾波器是由電容、電感和電阻組成的濾波電路。濾波器可以對電源線中特定頻率的頻點或該頻點以外的頻率進行有效濾除,得到一個特定頻率的電源信號,或消除一個特定頻率后的電源信號。

    濾波器是基站射頻系統的關鍵組成部分,主要工作原理是使發送和接收信號中特定的頻率成分通過,而極大地衰減其它頻率成分。目前,我國基站濾波器產業成熟,3/4G時期金屬腔體濾波器廠家眾多,并已實現全面國產化。

    介質濾波器將代替腔體濾波器成5G市場主流。基站側濾波器主要包括金屬腔體濾波器和介質濾波器兩類。相較于4G腔體濾波器為主的市場,5G濾波器有望采用全新技術,將以能實現小型化的介質濾波器為主。5G時代,受限于AAU對大規模天線集成化的要求,濾波器需更加小型化和集成化。與傳統腔體濾波器相比,介質濾波器在產品性能上更加優異,尺寸更小,功耗也更低等優點。因此,綜合考慮性能、成本和實際需求,預計陶瓷介質濾波器憑借成熟的產業鏈以及性價比優勢,將有望在5G時期中低頻段成為主流選擇。未來,隨著技術的不斷成熟和成本的降低,包括微帶等新型小型化濾波器或將有望在5G市場占據一席之地。

    濾波器作為通信行業高精尖技術的代表,在移動通信網絡,包括通信基站、手機終端等中起著消除信號干擾,實現準確選頻的作用,成為移動通信領域核心器件之一,也是業界普遍認可的高成長細分行業。中國4G建設漸入尾聲,國內廠商積極布局把握5G機遇,也給濾波器行業的發展帶來較大的機遇。

    一、2019年發放5G臨時牌照,5G進程加速

    5G時代已經到來,美國、韓國陸續商用5G網絡。2018年6月14日,3GPP會議批準了第五代移動通信技術標準(5GNR)獨立組網(Standalone,SA)功能凍結。5G標準凍結后,全球5G網絡部署由測試驗證階段進入商用階段。10月1日,美國Verizon宣布商用5G,12月1日,韓國三大運營商同時宣布商用5G,芬蘭推出全球第一個移動套餐。部分運營商部署計劃激進,韓國LGU+2018年部署了7000多基站。

驗證網絡使用頻譜比例

數據來源:公開資料整理

    相關報告:智研咨詢發布的《2019-2025年中國濾波器行業市場供需預測及投資戰略研究報告

    2018年12月6日,國內三大運營商獲得全國范圍5G中低頻段試驗頻率使用許可。中國電信、中國聯通獲得的3.4G-3.6G頻率,與全球主流頻率一致,具有較為成熟的產業鏈資源,部署進展快,漫游用戶支持度高。但與4G相比,5G覆蓋率低,需要增加基站數量來滿足覆蓋需求,預期基站數將達4G時期的1.2-1.5倍。中國移動獲得2.6G160M頻譜,以及4.8-4.9GHz100M帶寬。相對于3.4-3.6G,4.8-4.9G的覆蓋范圍較大,與4G共站部署即可,4.8-4.9G部分未來將主要用于熱點覆蓋。但中國移動2.6G獲得頻率中間部分60M屬于目前4G已部署頻率,為發揮5G最大效用,頻率資源需要連續,也就意味著中國移動需要將目前4G的2.6G頻譜進行重耕,對現行網絡將產生影響。

    2019年5G臨時牌照有望發放。2019年1月,工業和信息化部部長苗圩表示,2019年將進行5G商業推廣,一些地區將會發放5G臨時牌照,下半年推出5G手機、5GiPad等終端。除了消費領域,還將加快5G技術在教育、醫療、養老等各個領域的應用,車聯網將構建車、路、人互通的網絡體系。

    2018年運營商從試驗城市數量、產業合作、終端推進等方面積極推進5G全國布局。隨著5G周期到來,三大運營商CAPEX將結束當前4G后周期下降趨勢,重回上升通道。回顧國內3G/4G建設周期,3G時期國內發放牌照事件相對全球來說較晚,國內2G網絡難以滿足智能手機上網需求,三大運營建設節奏較快,建設周期較短。4G建設中國移動較為激進,主要受制于3G網絡難以滿足需求,而聯通、電信建設初期較為保守,整體投資周期拉長。目前5G初期產業鏈并不成熟,伴隨5G版本迭代,未來兩到三年時間,投資額度將逐年加大。近期頻譜分配的完成,設備側預期2019年一季度運營商即將開啟5G設備招標。

三大運營商CAPEX回顧

數據來源:公開資料整理

中國移動5G進展情況

合作伙伴
華為、愛立信、中興通訊、諾基亞、大唐移動,聯合了全球20家終端企業合作伙伴共同啟動了“5G終端先行者計劃”
試驗城市數量
計劃試驗17個城市,已經試驗5個:武漢、上海、蘇州、杭州、廣州,參與了發改委規劃的12個城市5G應用示范
5G頻譜
獲得2515MHz-2675MHz、4800MHz-4900MHz頻段的5G試驗頻率資源,其中2515-2575MHz、2635-2675MHz和4800-4900MHz頻段為新增頻段,2575-2635MHz頻段為重耕中國移動現有的TD-LTE(4G)頻段
5G標準
中國移動已經累計提交5G標準化文稿超過1600余篇,申請專利接近870項,3GPP主導5G標準立項20個,居全球首位。中國移動在5G詳細階段提交文稿200多篇,通過100多篇,均居全球運營商之首。在詳細階段報批的30多份規范中,中國移動擔任報告人的就達5份
新生態
依據5G聯合創新中心,已經在全國設立18個開放實驗室,聯合255個合作伙伴,聚焦九大垂直行業
產業聯盟
推動ORAN聯盟的成立。目前共有15個董事會席位,設立八個工作組。內容涵蓋四個方向,分別是網絡智能化、接口開放化、軟件開源化、硬件白盒化

數據來源:公開資料整理

中國電信5G進展情況

5G智能網絡建設
中國電信成立了5G創新中心,全力做好5G研究創新;打造5G示范工程
終端產業推進方面
加快5G終端多元化,中國電信聯合終端芯片、品牌廠商、儀表廠商等成立了5G終端研發聯盟,還發布中國電信5G終端白皮書1.0,并啟動行業終端研究
試驗城市數量
“6+6”模式:上海、蘇州、深圳、成都、雄安試點(將根據相關部委要求,再增設6個城市),在17個城市進行5G規模組網建設及應用示范試驗5G頻譜獲得3400MHz-3500MHz共100MHz帶寬的5G試驗頻率資源SA組網率先完成了業界首個SA(獨立組網)方案的4G與5G網絡互操作驗證
5G標準
主導5G國際標準化項目及任務33項;提交國際文稿657篇,申請5G發明專利197項。中國電信承擔了5G方面的國家科技重大專項課題19項,其中牽頭7項
5G產業合作
打通了部分聯盟廠商啟動5G的開發項目,5G聯合開放實驗室建成首個運營商基于自主掌控開放平臺的5G模型網,第十屆天翼智能生態博覽會上正式公布了“Hello5G行動”計劃,積極布局建設5G生態

數據來源:公開資料整理

中國聯通5G進展情況

終端產業推進
發布了5G行業終端推進計劃,同時“5G行業終端聯合創新實驗室”成立
合作伙伴
和百度、騰訊、阿里、華為、中國信科等簽署戰略合作協議,攜手中國CORD產業聯盟、中國聯通物聯網產業聯盟、人工智能產業發展聯盟等多個產業聯盟一起推動生態合作;在工業互聯網領域,與中科院、海爾數字、格力、北汽福田、Intel、樹根互聯等40余家單位共同成立中國聯通5G工業互聯網產業聯盟;車聯網方面,聯通與國內外50余家合作伙伴建立了車聯網發展生態,并獲得眾多獎項
試驗城市數量
試點城市最多的運營商,已經試驗16個城市:沈陽、天津、青島、南京、上海、杭州、福州、深圳、北京、雄安、鄭州、成都、重慶、武漢、貴陽、廣州5G頻譜獲得3500MHz-3600MHz共100MHz帶寬的5G試驗頻率資源
5G標準
已在3GPP?RAN5?4G/5G領域提交文稿30多篇,牽頭立項三個項目。其中,TS38.521-1技術標準已經實現第一版本交付,其余兩個LTE終端項目仍在推動中

數據來源:公開資料整理

    二、4G到5G濾波器行業市場格局分析

    4G時期,基站RRU主要采用金屬腔體濾波器,廠商包括武漢凡谷、大富科技、春興精工、東山精密、國人通信、波發特、摩比發展和華瓷等。同時,愛立信、諾基亞等設備商在供應海外客戶時,部分采用金屬腔體+陶瓷諧振柱方案,國內生產陶瓷諧振柱的公司主要有燦勤科技、艾福電子、國華新材料、大富科技、佳利電子、中科新華等。

    進入5G初期,由于單個RRU濾波器需求量激增,金屬小型化成為必然趨勢,原來金屬濾波器供應商也逐漸研發小型化濾波器。為了節省成本、控制重量,華為率先啟動陶

    瓷介質濾波器的設計、研發工作,目前燦琴科技、艾福電子分別拿到華為訂單,正在批量生產陶瓷介質濾波器,武漢凡谷也在積極參與華為測試。國華新材料目前正在攜手艾福電子與愛立信展開合作。此外,波發特、大富科技等公司也在積極培育自己的介質濾波器團隊,參與到5G陶瓷介質濾波器競爭中來。未來,3.5G頻段介質濾波器有成熟趨勢,而2.6G頻段尚未成熟,能夠批量生產陶瓷介質濾波器的廠商,在未來5G發展中將占據有利地位,獲得更大收益。

4G到5G濾波器演化方向

數據來源:公開資料整理

濾波器行業格局

數據來源:公開資料整理

同行業上市公司頻射器收入對比數據(單位:萬元)

數據來源:公開資料整理

    三、2019-2025濾波器市場空間預測

    4G基站按制式,FDD一般采用2T2R或者4T4R方案,TDD最多采用8T8R方案。4G只有非常少量基站采用了MassiveMIMO方案,也就是說現網大量基站采用的方案,通道數分別對應為2通道,4通道以及8通道方案,而5GMassiveMIMO方案普遍采用的是64T64R的64通道方案,甚至未來可能達到128通道。基站使用濾波器與通道數一一對應,每個通道均需要相應的濾波器。考慮到5G使用較高頻譜,國內基站數量相對于4G基站數量約為1.2至1.5倍。

    4G基站建設時間基本為從2014年至2019年六年,其中2014年-2016年為建設高峰,每年新增約100萬站,預計到2019年中國4G基站有望達到486萬站。因此假設5G建設周期比4G多增加一年,即2019年至2025年。參考4G基站建設速度,且假設中國的5G基站數量是全球的60%,則預計整個5G周期,中國基站數量約為600萬站,全球約為1000萬站,分年度建設進度如下圖。

2014-2018年三大運營商4G基站數(萬站)

數據來源:公開資料整理

2014-2019年三大運營商4G基站數量增長情況

數據來源:公開資料整理

2019-2025年全球基站建設進度預測

數據來源:公開資料整理

    5G時代,64T64R有64個通道,因此每個基站有192個通道,則國內需要11億通道,全球需要19億通道。對于陶瓷介質濾波器來說,單通道對應一個濾波器。由于體積的要求,金屬腔體濾波器是雙通道對應一個濾波器。產品價格角度,由于2019年供應商產能處于爬坡過程中,供應量較少,且2.6G相對于3.5G還不夠成熟,產品價格略貴于2.6G,因此預測2019年金屬腔體濾波器單通道價格約為80元,陶瓷介質約為50元。

2019-2025年全球分年度濾波器通道數預測

數據來源:公開資料整理

2019-2025年濾波器價格預測

數據來源:公開資料整理

    從設備商采購方案角度,通過調研發現,華為、愛立信已經開始布局陶瓷介質濾波器,中興和諾基亞在2019年仍會選擇金屬腔體濾波器。但是長遠來看,陶瓷介質濾波器在體積和成本上具備明顯優勢,因此隨著供應商逐漸豐富,全球主流設備商會逐步采取全陶瓷方案。

濾波器設備商方案選擇

公司名稱
2019
2020
2021
華為
50%金屬
100%陶瓷
100%陶瓷
愛立信
50%金屬
100%陶瓷
100%陶瓷
諾基亞
100%金屬
50%金屬
100%陶瓷
中興
100%金屬
50%金屬
100%陶瓷
三星
50%金屬
100%陶瓷
100%陶瓷

數據來源:公開資料整理

    假設5G階段,供應商份額為:華為和愛立信占比28%,諾基亞占比23%,中興占比13%,三星占比8%,則2019年華為、愛立信和諾基亞的濾波器均超過10億元人民幣,金屬腔體濾波器市場規模達到34億元,陶瓷介質達14億元,全球總市場規模達48.6億元。

2019年全球設備商市場規模預測(單位:萬個;萬元)

-
合計通道數
陶瓷通道數
市場規模
金屬通道數
市場規模
公司總規模
華為
1792
896
62720
896
71680
134400
愛立信
1728
896
62720
896
71680
134400
諾基亞
1472
0
0
1472
117760
117760
中興
768
0
0
768
61440
61440
三星
512
256
17920
256
20480
38400
市場總規模
5760
2048
143360
4288
343040
486400

數據來源:公開資料整理

    根據對基站數的預測,預計整個5G周期,濾波器需求將接近600億元人民幣。

2019-2025年中國整個5G周期濾波器需求規模預測

數據來源:公開資料整理

    5G時代,技術升級支撐產品革新,濾波器行業前景可期。在基站濾波器領域,大規模天線+毫米波+超密集組網技術料將帶動基站建設數量增加及基站濾波器使用量大幅提升。伴隨三大運營商基站支出回暖,基站濾波器制造商有望持續穩定發展。

    在終端濾波器領域,5G時代萬物互聯,移動終端數量將大幅提升,為終端濾波器帶來強勁增長動能;手機支持的網絡制式增加(多模)和通信技術升級帶來頻段數量的增加(多頻)又將提升單機濾波器需求。5G時代巨大的市場增量,將為濾波器行業帶來蓬勃發展的良機。預計從2018-2022年,中國濾波器市場規模年復合增長率可達21%。

    但是,從濾波器行業整體發展態勢來看,在5G時代的拉動下發展前景廣闊,但是實質上濾波器行業內部細分市場的博弈也在不斷推進,產品不斷升級。在基站濾波器領域,腔體濾波器一直是各大基站的主流,但近年來隨著介質濾波器不斷突破原有技術限制,損耗小、體積小、Q值高的介質濾波器有望成為未來新的發展方向。

    在終端濾波器領域,目前市場上聲表面波濾波器與BAW兩類濾波器共存,分別占據低頻與高頻市場,但隨著5G時代來臨,各項性能明顯占優的BAW類將逐漸成為行業主流。 

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