5G時(shí)代中高頻器件技術(shù)面臨更大挑戰(zhàn)

5G采用“中低頻宏基站+高頻小基站”的組網(wǎng)覆蓋模式，其中小基站將以超密集組網(wǎng)方式部署，對中高頻器件的需求將大幅增長。特別是為了提供泛在、融合網(wǎng)絡(luò)，5G采用了多項(xiàng)新型關(guān)鍵技術(shù)，對中高頻器件的要求和依賴性進(jìn)一步提升，但我國5G中高頻器件的國產(chǎn)化水平與國外存在顯著差距。

賽迪研究院副院長黃子河在8月7日舉辦的2019匯芯（中國）產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展論壇上指出，全球5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)正在深入推進(jìn)，我國企業(yè)需打通產(chǎn)業(yè)上下游，協(xié)同整個(gè)產(chǎn)業(yè)并肩“作戰(zhàn)”、補(bǔ)齊技術(shù)短板。

5G拉動(dòng)中高頻器件需求

在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，中高頻器件是指工作頻率在3GHz-6GHz（中頻）和6GHz以上（高頻）的射頻器件，主要包含濾波器、功率放大器、天線、射頻開關(guān)等。隨著5G技術(shù)在商用關(guān)鍵時(shí)期的深入布局，中高頻器件的重要性日益凸顯。

5G時(shí)代的射頻器件采用了多項(xiàng)新型關(guān)鍵技術(shù)，推動(dòng)著中高頻器件的技術(shù)更迭，也帶來巨大的市場需求。在終端設(shè)備方面，工業(yè)和信息化部通信科技委常務(wù)副主任韋樂平在“2019匯芯（中國）產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展論壇”上指出，5G為通用元器件和終端設(shè)備中的中高頻射頻器件市場帶來增長機(jī)遇。5G比4G頻率高至少1倍、頻帶寬5倍、功率高5倍、速率高10倍、天線多幾十倍。4G手機(jī)中射頻器件已超過10個(gè)，成本約8~15美元，而5G手機(jī)中，包括功率放大器、濾波器、天線、開關(guān)和調(diào)諧器等器件整體數(shù)量將是4G手機(jī)的2~4倍，成本提升了2~3倍。

據(jù)Skyworks預(yù)測，2022年全球手機(jī)射頻前端市場規(guī)模將從2016年的101億美元增長至227億美元，年均復(fù)合增長率達(dá)14%。其中，2022年射頻濾波器市場可達(dá)163億美元，年均增長率達(dá)21%。

在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備方面，賽迪智庫集成電路研究所副所長朱邵歆表示，5G采用“中低頻宏基站+高頻小基站”的組網(wǎng)覆蓋模式，其中小基站將以超密集組網(wǎng)方式部署，對中高頻器件的需求將大幅增長。賽迪數(shù)據(jù)顯示，到2026年，國內(nèi)新建5G宏基站數(shù)量將達(dá)475萬個(gè)，小基站數(shù)量將達(dá)950萬個(gè)；大規(guī)模陣列天線市場規(guī)模將達(dá)到855億元，天線射頻集成模塊市場規(guī)模將達(dá)到641億元，小基站市場規(guī)模將達(dá)到1050億元。

5G時(shí)代中高頻器件技術(shù)面臨更大挑戰(zhàn)

5G采用了多項(xiàng)新型關(guān)鍵技術(shù)，自然對射頻器件的技術(shù)要求大大提高，也就是說，5G對中高頻器件需求不僅在于數(shù)量的增加，還要求其“質(zhì)變”。

中興通訊股份有限公司5G規(guī)劃總工張國俊表示，5G網(wǎng)絡(luò)的中頻段支持靈活自由度的數(shù)字空分波束賦形，高頻段實(shí)現(xiàn)小小區(qū)高流量覆蓋。這就意味著5G需采用6GHz以上的高頻通信以提升傳輸速率與系統(tǒng)容量，這給射頻器件的技術(shù)路線和產(chǎn)業(yè)格局帶來巨大挑戰(zhàn)。

具體而言，在濾波器方面，以往主流的聲表面濾波器將被工作頻率更高、技術(shù)難度更大的體聲波濾波器取代；功率放大器方面，基于傳統(tǒng)的橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體工藝的器件也將被更適于高頻高功率工作場景的氮化鎵器件取代；天線方面，大規(guī)模天線技術(shù)的引用，要求終端設(shè)備天線集成有源器件，陣列天線將被大量采用。

此外，智能終端小型化、集成化的發(fā)展趨勢將大大增加設(shè)備中射頻電路布局、信號處理、功耗和成本控制的難度。

產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同培育良好生態(tài)

隨著政府大力推動(dòng)5G發(fā)展、工信部發(fā)放5G牌照、三大運(yùn)營商積極推進(jìn)5G商用部署，以及華為、中興等通信設(shè)備企業(yè)已具備全球競爭力，我國在全球范圍內(nèi)已具備5G通信競爭力以及巨大的市場潛力。

賽迪顧問發(fā)布的《2018年中國5G產(chǎn)業(yè)與應(yīng)用發(fā)展白皮書（2019年—2026年）》顯示，我國5G總投入預(yù)計(jì)達(dá)1.15萬億元，比4G建設(shè)增加50%。在市場條件如此完備的情況下，中國射頻器件廠商應(yīng)牢牢把握機(jī)會(huì)。

開元通信技術(shù)有限公司CEO賈斌表示，射頻芯片器件是信息行業(yè)的基礎(chǔ)，國產(chǎn)射頻芯片企業(yè)正面臨著潛力巨大的市場，需從以下方面入手培養(yǎng)產(chǎn)業(yè)。一是要攻克核心技術(shù)難題，提升自主水平。圍繞5G建設(shè)需求，瞄準(zhǔn)當(dāng)前薄弱環(huán)節(jié)，抓牢5G網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模部署前的寶貴時(shí)間，加強(qiáng)在材料、工藝等領(lǐng)域的研究和布局，統(tǒng)籌規(guī)劃5G中高頻器件發(fā)展路線。

二是產(chǎn)業(yè)上下游各環(huán)節(jié)打好配合，培育良好生態(tài)。產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)要協(xié)同創(chuàng)新，主動(dòng)融入系統(tǒng)廠商生態(tài)體系。其中，5G系統(tǒng)設(shè)備企業(yè)主動(dòng)牽頭，帶領(lǐng)器件企業(yè)同步開展新技術(shù)、新產(chǎn)品研發(fā)。

三是加強(qiáng)內(nèi)部資源均衡建設(shè)，從標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品切入。如果缺乏某些資源，要么盡快補(bǔ)齊，要么以產(chǎn)業(yè)合作的形式借用外部力量。標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品是良好切口，然后再聚焦細(xì)分領(lǐng)域，循序漸進(jìn)。