誰將成為5G射頻前端元件成長之最？

5G 濾波器市場即將爆發？

5G 牌照發放已有一年多的時間，根據工信部最新統計顯示，我國 5G 基站正以每周 1 萬多個的數量在新增。截至 5 月底，移動已建成 14 萬個 5G 基站，電信與聯通累計共建共享了 10 多萬個 5G 基站。根據運營商 5G 基站建設計劃，至 2020 年底，移動完成總量將達到 30 萬站，電信與聯通完成總量將達到 25 萬站。另根據信達證券的預估，2020-2025 年中國 5G 基站建設規模在 400 萬站左右，全球建設量在 800 萬站左右。

5G 產業鏈中上游基站的升級，帶動了射頻器件市場的擴張與變革。以濾波器為例，4G LTE 時代，基站大多采用 2/4/8 通道天線（FDD 制式多為 2/4 通道，TDD 制式多為 8 通道），而 5G 引入了 Massive MIMO 技術，天線升級為 64 通道，甚至 128/192/256 通道（理論上講，天線數量越多，噪聲和干擾越?。?。每個天線都需要配備相應的雙工器，并由相應的濾波器進行信號頻率的選擇和處理。假設每個基站需要 3 副天線，一副 64TR 天線需要 64 個濾波器，那么一個 5G 基站就至少需要 192 個濾波器，再以國內 400 萬站的基數預測計算，濾波器需求總量將達到 7.68 億個。肉眼可見，濾波器的需求量將大幅增加，據 Yole Development 的預測，到 2023 年全球濾波器的市場規模將會達到 225 億美元，年復合增長為 18.81%，是名副其實的射頻前端元件成長之最。

陶瓷濾波器如何脫穎而出？

先來看看 4G 時代的濾波器，金屬同軸腔體濾波器是絕對的主流, 其工作原理是通過不同頻率的電磁波在腔體中振蕩, 保留達到濾波器諧振頻率的電磁波, 而其他頻率的電磁波在振蕩中耗散掉, 從實現濾波的功能。這種濾波器技術成熟、生產成本低，本應是 5G 良選，但在 5G 通信中，遠端射頻單元（RRU）和天線將集成為主動天線單元（AAU）一起上塔，基站的高度集成化和小型化發展對于濾波器的尺寸、重量、功率和發熱性能有更高的要求（4G RRU 重量在 13-20kg 之間，5GAAU 重量在 38-47kg 之間）。而金屬同軸腔體濾波器體積大、重量大、發熱大等特點，價格相對又較貴（金屬濾波器初期價格為 120 元，由于原料成本較高，降價空間不大，到后期價格降為 80 元），將對安裝調試以及鐵塔負荷帶來不利的同時增加成本支出。為了解決上述問題，行業中開始關注小型金屬腔體濾波器、塑料濾波器和陶瓷介質濾波器這 3 種方案。

小型金屬腔體濾波器

顧名思義，小型金屬腔體濾波器是一種通過工藝優化實現在性能保持基本穩定的前提下縮減濾波器的體積和重量的快速商用方案，但該方案受限于工藝瓶頸，目前主要應用于 2.6GHz 以下的低頻段中，未來不會大規模覆蓋（金屬濾波器占比在初期為 50%，后期降到 20%），只會作為補償使用。

塑料濾波器

其次是塑料濾波器，出于對重量、剛性、價格的考慮，廠商開始考慮采用工程塑料制作濾波器腔體，但由于腔體形變要求較高，還處于研發試用階段，并無實際案例。

陶瓷介質濾波器

最后講一下陶瓷介質濾波器，陶瓷介質濾波器以陶瓷為材料制作而成，沒有金屬腔體, 電磁波諧振發生在介質材料內部，具有高介電常數、高 Q 值、插入損耗小、體積小、重量輕、成本低、抗溫漂性能好等特點，可承受功率高, 具有良好的選頻作用，便于大規模集成。但陶瓷介質濾波器生產精度要求高，目前成本還沒降下來，由于陶瓷粉體原料的價格低，一旦實現量產，成本可大幅降低（介質濾波器單只價格在初期為 80 元，到建設后期由于越來越多的廠商加入競爭，且良品率提高，價格將降到 20 元），因此未來陶瓷濾波器將占據 5G 濾波器的主要市場。