我国 天线行业参考观研天下发布《2018年中国天线行业分析报告-市场运营态势与发展趋势预测》  

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2018年我国天线行业在5G时代发展预测 3D塑料振子有望成为主流方案

字体大小: 2018-07-25 10:52  来源:中国报告网

中国报告网提示:参考观研天下发布《2018年中国天线行业分析报告-市场运营态势与发展趋势预测》  

        参考观研天下发布《2018年中国天线行业分析报告-市场运营态势与发展趋势预测

        在天线构造中,振子是天线的关键部件之一,是用于放大和接收电磁波的辐射单元。天线振子形状万千,不同厂家的方案、制作工艺、材料及辐射效率都大不相同,对应的电气性能和成本都有较大差异。在 4G 时代,天线振子的基本类型通常分为半波振子和贴片振子两类。 
 
        1. 5G 时代,传统半波振子的局限性凸显,可能会逐步被抛弃 
 

        半波振子是 4G 时代最成熟的产品应用,也是目前被普遍采用的方案。传统半波天线振子的材料主要为金属。按照加工的方法不同,可以分为冲压(钣金)成型和一次性铸造成型两种(后者表面有镀层,抗腐蚀性好,但成本高)。但是,半波振子装配复杂、成本高,更重要的是单件重量较大。相对而言,另一种成熟的方案——贴片天线振子具有结构简单、重量小的优势,但是这个方案损耗大、效率低,对装配的精度要求高。 
 
        进入了 5G 时代,天线结构将发生较大的变化。一方面,5G 天线单扇面振子数量达到 64 个、 128 个,更高甚至达到 256 个。而单个宏基站扇面通常为 3 面,多则达到 6 面。在这样的场景下,以往金属(金属压铸/铝材冲压)材料重量大、成本高、安装复杂等问题变得非常突出。另一方面,如上文所述,5G 应用频段大幅上升,钣金和压铸工艺到了 3.5G、4.9G 这样的频段已经超过了它所能达到的精度极限。在这个频段,他们没法达到 5G 天线所要求的电器性能。 
 
        2. 3D 塑料振子有望成为 5G 主流方案,百亿市场空间开启 
 

        为了应对 5G 新型天线的变化,市场上出现了全新的工艺——3D 选择性电镀塑料振子方案,其中代表企业为飞荣达。所谓的塑料天线振子即采用内含有机金属复合物的改性塑料材料,用注塑成型的方式将复杂的 3D 立体形状一次性制造出来,再利用特殊技术使塑料表面金属化。塑料振子在保证天线满足 5G 电器性能的同时,产品重量大大减轻,减少了危险过程工序,也节约了成本。 
 
        3D 塑料振子的制造工艺一般指注塑工艺+激光工艺,其中激光工艺指在新型的塑料件上用激光直接 3D 打印电路板的技术。激光工艺中又分为选择性电镀和 LDS 两种工艺。LDS 激光工艺适用于小型电子器件,目前最广泛的应用是手机天线和各类智能终端。而选择性电镀激光工艺适用于较大型的设备,包括宏基站天线。3D 塑料振子除了重量非常轻,还能满足钣金和压铸工艺所不能实现的精度要求。注塑和选择性电镀都是精度非常高的工艺,将它们结合在一起,可以保证天线振子精度满足 3.5G 以上的高频场景要求。 
 
图:3D 塑料振子方案的分类图解
资料来源:互联网

        因此,5G 天线振子工艺形成了铸造(压铸)、钣金、PCB 贴片、3D 塑料(注塑+激光工艺)四种备选方案。尤其是采用选择性电镀工艺 3D 塑料天线振子,因为具有小型化、轻型化、性能好等优点,有望成为 5G Massive MIMO 场景下的首选方案。同时,由于在加工过程中引入了选择性电镀激光工艺,而使得振子的单体价值也有所提升。在未来 Sub 6GHz 频段内(宏基站场景),3D 立体振子的方案可能替代部分 PCB 贴片的功能。由于 PCB 贴片振子是二维平面的,而工作在 6GHz 以下的天线要求振子具有立体结构,因此需要用到两到三块的 PCB 进行组装、焊接、调测,成本相对较高。而 3D 振子只需要通过注塑直接加工成三维形状,再进行激光电镀,就可以实现立体的馈电结构,具有一体化制造的优势。而在毫米波频段(5G 小站场景),立体要求相对不高,PCB 贴片振子可能成为主流。 
 
图:5G 天线振子存在可能性的备选方案
 资料来源:互联网

        在用量方面,传统基站 MIMO 一般为 2 天线、8 天线或 16 天线模式,而 Massive MIMO 以阵列的形式排列,可以达到 128 天线、256 天线。此外,一般宏基站有 3 面天线,少数可能有 6 面天线,5G 单站振子数量大幅增加;同时,宏基站自身的数量达到 4G 的 1.5 倍,天线振子的市场规模将大幅增长。 
 
        我们预测全球 5G 天线振子市场的规模将会达到 161 亿元,其中国内市场规模 115 亿元。在 4G 时代,单个天线整体的价值量约为 2000 元。到了 5G 时代,由于 Massive MIMO(大规模天线技术)和波束成形技术的应用,最常用的 128 通道天线通过 64 个天线振子实现(64T64R,一个天线振子对应 2 个通道)。我们按照历史数据,假设新工艺天线振子成本约 10 元/个,若每面天线需要双极化天线振子 64 对,则每面天线振子的价值量变为 640 元(64 个×10 元/个振子=640 元)。以国内 5G 基站 600 万个的预期计算,国内天线振子的市场规模将达到 115 亿元。同理,以全球 5G 基站 840 万的预期计算,全球天线振子的市场规模将达到 161 亿元。 
 
表 :国内和全球天线振子市场规模测算
 资料来源:互联网

        我们预计,在未来 5G 天线的成本构成上,PCB 板材、天线振子和接头的比例将是 2:1:1。未来,随着选择性电镀工艺的成熟,下游运营商经过了大规模应用的检验后,可以逐步应用该方案替代 PCB 的一部分馈电功能。届时 5G 天线成本比例可能会是 1.5:1.5:1,天线振子
价值量大幅上升。 
 
        3. 飞荣达提前 6 年布局,有望率先获得下游设备商认可,提前锁定市场份额 
 
        为了应对 5G 天线振子的性能要求,飞荣达提前 6 年研发布局,创新开发出了“改性塑料+ 选择性电镀”工艺的全新一代非金属天线振子解决方案。我们认为飞荣达已经形成了技术、专利和认证三大门槛,有望率先锁定市场份额。 
 
         在工艺方面:3D 激光工艺是在机械实体上产生导电图形,因此结合屏蔽和天线功能于一体。该工艺本身并不高深,但是精度要求高,可以说厂商的精度控制水平是核心,要通过长期实践积累。另一方面,由于金属和塑料的膨胀系数不一样,在极限高温或低温环境下,塑料振子的表面金属有可能从塑料上脱落下来,给良品率带来挑战。飞荣达凭借原来在屏蔽器件方面的技术底子,提早 6 年开始投入实验,建立起较高的工艺门槛。现阶段,公司为 5G 准备的天线振子已经基本完成前期的各项验证工作,并且提前具备量产条件。 
 
        在专利方面:早申请专利的公司会形成壁垒,后进入的公司需要专利规避,避免产生潜在的侵权行为。公司目前已经形成了自身独有的专利群,可以实现技术垄断。 
 
        在认证方面:华为是飞荣达第一大客户,公司早在 1997 年就通过薄膜开关产品打入华为,陪伴华为高速成长,双方已经建立了稳固的互信关系。在 4G 天线中,3D 塑料工艺已经有部分应用,但是 4G 天线对成本和精度敏要求并不高,传统压铸工艺更加成熟,应用也更广泛。我们认为通信设备厂商在 5G 供应商选择上,会偏向已经长期合作,且能提供更多备选方案的企业,飞荣达作为同时掌握 LDS 和选择性电镀激光工艺的供应商,有望能成为 H 设备商和 N 设备商的首选。 
 
        因此,在未来 5G 四种天线振子候选方案中(钣金振子、铸造振子、贴片振子、塑料振子),公司塑料天线振子具有独特技术方案优势。公司“改性塑料+选择性电镀”产品有望抢占原有金属材料天线振子的市场份额。我们预计,5G 天线振子将成为公司新的业绩增长点。 
 
表 :飞荣达塑料天线振子解决方案
资料来源:公开资料整理


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