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5G時(shí)代下,射頻器件、光模塊、PCB等電子元器件產(chǎn)業(yè)面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

發(fā)布時(shí)間:2019-11-05 責(zé)任編輯:lina

【導(dǎo)讀】2019 年 10 月 30 日至 11 月 1 日,第 94 屆中國(guó)電子展在上海新國(guó)際博覽中心盛大召開(kāi)。展會(huì)涵蓋上游基礎(chǔ)電子元器件到下游產(chǎn)品應(yīng)用端全產(chǎn)業(yè)鏈,匯聚 800 多家廠商和數(shù)萬(wàn)名買家、觀眾參加。

2019 年 10 月 30 日至 11 月 1 日,第 94 屆中國(guó)電子展在上海新國(guó)際博覽中心盛大召開(kāi)。展會(huì)涵蓋上游基礎(chǔ)電子元器件到下游產(chǎn)品應(yīng)用端全產(chǎn)業(yè)鏈,匯聚 800 多家廠商和數(shù)萬(wàn)名買家、觀眾參加。
    
 5G時(shí)代下,射頻器件、光模塊、PCB等電子元器件產(chǎn)業(yè)面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)?
 
為進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)電子元器件的產(chǎn)業(yè)發(fā)展,促進(jìn)新型電子元器件的技術(shù)進(jìn)步與應(yīng)用水平提高,在 5G 商用爆發(fā)前夕,2019 中國(guó) 5G 新型電子元器件創(chuàng)新發(fā)展論壇在展會(huì)期間如期舉辦,論壇圍繞 5G 產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)展示關(guān)鍵元器件及設(shè)備,旨在助力電子元器件行業(yè)把握發(fā)展機(jī)遇,實(shí)現(xiàn)跨越發(fā)展。
 
中國(guó)電子元件行業(yè)協(xié)會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)古群介紹了 5G 時(shí)代下電子元器件產(chǎn)業(yè)面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。古群認(rèn)為,在當(dāng)前不穩(wěn)定的國(guó)際貿(mào)易關(guān)系局勢(shì)下,分析 2018—2019 年中國(guó)電子元件行業(yè)發(fā)展情況可以看到,被美國(guó)加征關(guān)稅的電子元件產(chǎn)品的出口額占電子元件出口總額的比重僅為 10%,中美貿(mào)易對(duì)電子元件產(chǎn)業(yè)影響有限。
 
“回顧過(guò)去一年國(guó)內(nèi)電子元器件產(chǎn)業(yè)運(yùn)行情況,上半年市場(chǎng)低迷、部分外資企業(yè)產(chǎn)線轉(zhuǎn)移、中小企業(yè)經(jīng)營(yíng)困難,開(kāi)工不足等都是顯而易見(jiàn)的消極影響。但隨著電子元器件產(chǎn)業(yè)受到政府高度重視、下游企業(yè)與元器件產(chǎn)業(yè)的黏性增強(qiáng)、下游 5G 產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景明朗等利好因素的驅(qū)使下,我國(guó)電子元器件行業(yè)下半年形勢(shì)逐漸好轉(zhuǎn),骨干企業(yè)發(fā)展平衡、產(chǎn)線轉(zhuǎn)移步伐減緩以及行業(yè)集中度提高,進(jìn)一步倒逼企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。”對(duì)于 2018—2019 年國(guó)內(nèi)電子元器件產(chǎn)業(yè)運(yùn)營(yíng)情況,古群總結(jié)道。
 
面對(duì) 5G 大規(guī)模商用,中高頻器件的國(guó)產(chǎn)化之路在何方?
 
不難理解,中高頻器件即應(yīng)用于 5G 中頻(Sub-6GHz)和高頻(毫米波 mmWave)頻段的射頻器件,包含功率放大器(PA)、濾波器、天線、低噪聲放大器(LNA)、射頻開(kāi)關(guān)、射頻收發(fā)器等器件。
 
隨著 5G 通信的發(fā)展,5G 基站、載波聚合、Sub-6GHz 以及毫米波頻段的發(fā)展和成熟,將大幅度拉動(dòng)功率放大器(PA)、濾波器、低噪聲放大器(LNA)、開(kāi)關(guān)、天線等中高頻器件的市場(chǎng)需求。
 
5G時(shí)代下,射頻器件、光模塊、PCB等電子元器件產(chǎn)業(yè)面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)?
 
“當(dāng)前國(guó)內(nèi)芯片行業(yè)發(fā)展迅速,我國(guó) 5G 產(chǎn)業(yè)發(fā)展已走在世界前列,但在整體產(chǎn)業(yè)鏈布局方面,我國(guó)企業(yè)主要處于產(chǎn)業(yè)鏈的中下游。在產(chǎn)業(yè)鏈上游,尤其是中高頻芯片和器件等核心環(huán)節(jié),技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國(guó)外。尤其是射頻芯片、模組仍嚴(yán)重依賴進(jìn)口,射頻前端市場(chǎng)被 Qorvo、Skyworks、博通等企業(yè)壟斷。”廣東省未來(lái)通信高端器件創(chuàng)新中心首席架構(gòu)師樊永輝在論壇上表示。
 
5G時(shí)代下,射頻器件、光模塊、PCB等電子元器件產(chǎn)業(yè)面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)?
 
從上圖可以看到,通信射頻前端市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大,發(fā)展趨勢(shì)良好,但此類器件技術(shù)和市場(chǎng)目前被國(guó)外大廠掌控和壟斷。中高頻核心器件是實(shí)現(xiàn) 5G 通信網(wǎng)絡(luò)的核心與關(guān)鍵之一,面對(duì)我國(guó) 5G 產(chǎn)業(yè)發(fā)展的制約瓶頸,實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)射頻器件技術(shù)與市場(chǎng)的突破成為 5G 時(shí)代下的重要任務(wù)和目標(biāo)。
 
據(jù)工信部調(diào)研數(shù)據(jù)顯示,濾波器和天線具有國(guó)產(chǎn)化供應(yīng)鏈基本能力,但功率放大器供應(yīng)鏈弱小,中高頻核心器件是我國(guó) 5G 領(lǐng)域主要短板。因此,面對(duì)“關(guān)鍵核心技術(shù)缺失”、“產(chǎn)業(yè)上下游協(xié)同不足”的行業(yè)現(xiàn)狀以及“sub-6G 中材料和工藝不足”、“毫米波領(lǐng)域設(shè)計(jì)能力分散、制造產(chǎn)能稀缺”的技術(shù)現(xiàn)狀,緊扣 5G 中高頻核心器件設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試和應(yīng)用等各環(huán)節(jié)關(guān)鍵技術(shù),以器件設(shè)計(jì)為核心,垂直應(yīng)用為引擎,整合產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢(shì)資源,彌補(bǔ)通信產(chǎn)業(yè)鏈缺失環(huán)節(jié),實(shí)現(xiàn)中高頻核心器件前沿和共性技術(shù)研發(fā)供給、轉(zhuǎn)移擴(kuò)散和首次商用化等眾多舉措成為我國(guó)爭(zhēng)奪未來(lái)通信技術(shù)國(guó)際制高點(diǎn)提供有力支撐,也為打破國(guó)外技術(shù)壁壘提供了新的可能和機(jī)遇。
 
此外,對(duì)于中高頻器件未來(lái)的發(fā)展與技術(shù)路線,樊永輝總結(jié)道:“以 SiC 為襯底的 GaN 的功率放大器將是宏基站的主要技術(shù)。Si 基 GaN 功率放大器有望被應(yīng)用于微小基站以及高頻段的手機(jī)中,取決于 8 寸硅工藝能力以滿足大規(guī)模市場(chǎng)需求及降低成本;
 
5G時(shí)代下,射頻器件、光模塊、PCB等電子元器件產(chǎn)業(yè)面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)?
 
基站濾波器的主要技術(shù)仍將是陶瓷介質(zhì)濾波器;在手機(jī)中,在 sub-6G 頻率范圍內(nèi)將以 FBAR 為主,在更高的頻率,需要開(kāi)發(fā)基于電磁波的濾波器技術(shù);
 
5G 時(shí)代,中高頻器件總的趨勢(shì)是小型化、模塊化、更高的頻率與集成化。”
 
5G 時(shí)代,國(guó)產(chǎn)濾波器面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)?
 
對(duì)于濾波器部分,北京航天微電科技有限公司南京分公司副總經(jīng)理林樹(shù)超在論壇上進(jìn)行了分享。
 
林樹(shù)超表示,隨著 5G 時(shí)代的到來(lái),波器在通信終端中的應(yīng)用方面:濾波器在單個(gè)終端的使用數(shù)量從 2007 年的 5 個(gè)到如今超過(guò) 90 個(gè);成本從 3G 終端的 1.25 美元到如今超過(guò) 15 美元??梢钥吹?,在 5G 時(shí)代,濾波器的使用數(shù)量和成本都有了較大提升。
 
據(jù) Yole Development 數(shù)據(jù)顯示,預(yù)計(jì) 2023 手機(jī)射頻前端市場(chǎng)規(guī)模年將達(dá)到 352 億美元,年復(fù)合增速達(dá) 14%。其中,濾波器市場(chǎng)規(guī)模最大,2023 年 225 億美元,年復(fù)合增速達(dá) 19%。
 
在濾波器的應(yīng)用方面,5G 基站中,功率超過(guò) 5W 的主要采用介質(zhì)濾波器替代腔體濾波器(功率容量高);5G 基站中,功率 5W 以內(nèi)的主要采用 SAW/BAW 濾波器(選擇性好)。此外,隨著物聯(lián)網(wǎng)的成熟,預(yù)計(jì)到 2022 年,全球?qū)⒂?1,000 億(中國(guó) 200 億)個(gè)無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn),每個(gè)節(jié)點(diǎn)至少用濾波器 10 顆,將達(dá)到 10,000 億顆的市場(chǎng)規(guī)模;在國(guó)防領(lǐng)域,軍用通信器材、衛(wèi)星導(dǎo)航、電子對(duì)抗系統(tǒng)、雷達(dá)系統(tǒng)等領(lǐng)域?qū)V波器需求旺盛;領(lǐng)先國(guó)家限制我國(guó)進(jìn)口半導(dǎo)體核心器件,國(guó)內(nèi)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)生產(chǎn)廠家面臨我國(guó)軍用裝備市場(chǎng)的廣闊機(jī)遇。
 
5G時(shí)代下,射頻器件、光模塊、PCB等電子元器件產(chǎn)業(yè)面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)?
 
縱觀濾波器產(chǎn)業(yè)全球市場(chǎng)格局,可以看到 SAW/BAW 濾波器市場(chǎng)均被美日等國(guó)外大廠占據(jù),國(guó)內(nèi)企業(yè)占比極低,甚至為零。
 
面對(duì)差距,要加強(qiáng)在關(guān)鍵技術(shù)(諸如“仿真設(shè)計(jì)軟件(FEM/BEM、COM、EM)、微納米加工技術(shù)(0.25 微米工藝)、封裝技術(shù)(SMD-CSP-WLP-Film)、設(shè)備(光刻、鍍膜、濺射)、人才(聲學(xué)、射頻)等”)方面的投入和重視。除此之外,我國(guó)濾波器產(chǎn)業(yè)還面臨著來(lái)自于交叉學(xué)科、專利壁壘、重資產(chǎn)投資、技術(shù)快速迭代以及人才稀缺等近乎全方面的壓力和挑戰(zhàn)。
 
困難依舊,仍當(dāng)發(fā)展。在全方位的包圍和壟斷之下,尋找突破口才是國(guó)產(chǎn)廠商突圍的關(guān)鍵所在。
 
“5G 技術(shù)的發(fā)展、消費(fèi)產(chǎn)品需求帶動(dòng)、供應(yīng)鏈危機(jī)”成為了如今擺在國(guó)產(chǎn)企業(yè)面前,可遇不可求的機(jī)遇。
 
5G 時(shí)代,光模塊發(fā)展面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)?
 
2019 年 4 月,韓國(guó) KT、SKT、LGU+宣布 5G 網(wǎng)絡(luò)正式商用;2019 年 4 月,美國(guó) Verizon 宣布 5G 網(wǎng)絡(luò)正式商用;2019 年 6 月 6 日中國(guó)發(fā)放 5G 牌照、2020 年規(guī)模商用??梢灶A(yù)見(jiàn),5G 將于 2020 年—2021 年步入規(guī)模商用,每年新增上百萬(wàn)個(gè) 5G 基站,進(jìn)入 5G 建設(shè)高峰期。5G 的發(fā)展和成熟為光模塊市場(chǎng)帶來(lái)發(fā)展驅(qū)動(dòng)力。
 
青島海信寬帶多媒體技術(shù)有限公司技術(shù)合作總監(jiān)張華在論壇上介紹,光模塊由光電子器件、功能電路和光接口等組成,光電子器件包括發(fā)射和接收兩部分。其中,光電子芯片是光模塊的核心部件,成本占比大概在 50%—60%。但是,高端光電子芯片是我國(guó)光模塊企業(yè)的技術(shù)短板,當(dāng)前的國(guó)際形勢(shì)為國(guó)產(chǎn)化發(fā)展提供了契機(jī),加大研發(fā)投入和促進(jìn)自產(chǎn)自用是有效措施。
 
在通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、基站射頻、系統(tǒng)集成與應(yīng)用服務(wù)、光纖光纜、基站天線、光模塊 ... 等 5G 產(chǎn)業(yè)眾多細(xì)分領(lǐng)域中,光模塊投資占比僅為 4.6%,光通信模塊是產(chǎn)業(yè)鏈中盈利能力最差的環(huán)節(jié)。提高可持續(xù)發(fā)展的盈利能力是光模塊需要解決的重要問(wèn)題,行業(yè)整體的理性投入和企業(yè)自身的定位策略是可能的解決途徑。
 
5G時(shí)代下,射頻器件、光模塊、PCB等電子元器件產(chǎn)業(yè)面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)?
 
對(duì)于 5G 光模塊的發(fā)展策略,張華認(rèn)為,規(guī)模效應(yīng)、技術(shù)創(chuàng)新、國(guó)產(chǎn)化作為 5G 光模塊發(fā)展策略是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)。
 
規(guī)模效應(yīng):在滿足需求的前期下,減少光模塊型號(hào),以提高單款型號(hào)的總需求量,這將有利于降低材料成本,進(jìn)而降低光模塊價(jià)格;
 
技術(shù)創(chuàng)新:通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新降低成本;
 
5G時(shí)代下,射頻器件、光模塊、PCB等電子元器件產(chǎn)業(yè)面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)?
 
國(guó)產(chǎn)化:國(guó)內(nèi)仍在攻關(guān) 25G 芯片,國(guó)際已經(jīng)準(zhǔn)備量產(chǎn) 50G 芯片,我們?nèi)孕璞M力追趕一個(gè)“代際”的差距。
 
對(duì)于產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的挑戰(zhàn),張華指出,目前國(guó)內(nèi)光模塊供應(yīng)商、激光器芯片供應(yīng)商存在重復(fù)投入、不注重機(jī)會(huì)成本等不健康生態(tài),同質(zhì)化和產(chǎn)能過(guò)剩也是存在的挑戰(zhàn)之一。
 
同時(shí),我國(guó)光通信器件企業(yè)面臨的知識(shí)產(chǎn)權(quán)挑戰(zhàn)也較為嚴(yán)峻。我國(guó)企業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)實(shí)力與市場(chǎng)規(guī)模不匹配;核心光器件專利多數(shù)被美日企業(yè)掌握;我國(guó)光通信企業(yè)“出海”的第一門檻就是專利,加強(qiáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)布局是我國(guó)光模塊企業(yè)在海外做大做強(qiáng)的必備功課。此外,技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)特別是數(shù)據(jù)通信光模塊標(biāo)準(zhǔn),需要加大話語(yǔ)權(quán)。
 
當(dāng)前,面臨中美貿(mào)易爭(zhēng)端,短期內(nèi),可能會(huì)影響光通信器件出貨量和營(yíng)收;但從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度來(lái)看,中美角力也將加速中高端國(guó)產(chǎn)化器件的普及應(yīng)用。
 
與此同時(shí),近年來(lái)國(guó)外光模塊公司向上游收斂對(duì)我國(guó)企業(yè)的追趕也許是一個(gè)新的機(jī)遇。
 
5G時(shí)代下,射頻器件、光模塊、PCB等電子元器件產(chǎn)業(yè)面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)?
 
5G 時(shí)代,高速 PCB 面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)?
 
目前處于 5G 建網(wǎng)的初期階段,基站建設(shè)主要以宏基站為主,再用微基站作為補(bǔ)充,加大加深覆蓋區(qū)。隨著網(wǎng)絡(luò)深入部署,小基站需求會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大。通訊基站的大批量建設(shè)與升級(jí)換代對(duì)高頻高速 PCB 形成海量需求,PCB 正迎來(lái)新一輪升級(jí)換代的需求。
 
重慶方正高密電子有限公司技術(shù)開(kāi)發(fā)及應(yīng)用部技術(shù)專家唐耀表示,5G 時(shí)代下,高速 PCB 廣泛分布于企業(yè)網(wǎng)(ICT)、IT/ 數(shù)據(jù)中心(云 DC)、運(yùn)營(yíng)商無(wú)線(基站)等多領(lǐng)域中。在 5G 下高速 PCB 的發(fā)展歷程中,高速化對(duì) PCB 也提出了信號(hào)質(zhì)量、加工工藝、測(cè)量技術(shù)等多方面新的挑戰(zhàn)。
 
5G時(shí)代下,射頻器件、光模塊、PCB等電子元器件產(chǎn)業(yè)面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)?
 
測(cè)試測(cè)量如何助力 5G 走向規(guī)模商用?
 
隨著 5G 時(shí)代的到來(lái),終端和流量都取得了迅猛的增長(zhǎng)。5G 通過(guò)其高性能、低延遲和高容量的特性帶來(lái)網(wǎng)絡(luò)的變革。
 
5G 時(shí)代網(wǎng)絡(luò)的演變,eMBB(增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶)、mMTC(大規(guī)模機(jī)器通信)、uRLLC(高可靠低時(shí)延通信)等 5G 三大應(yīng)用場(chǎng)景將要催生出新的應(yīng)用和載體。
 
高速的物理連接作為 5G 的基礎(chǔ),憑借網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的更新和以太網(wǎng)聯(lián)盟的技術(shù)發(fā)展方向,速度和性能成為 5G 時(shí)代追求的目標(biāo)。
 
5G時(shí)代下,射頻器件、光模塊、PCB等電子元器件產(chǎn)業(yè)面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)?
 
同時(shí),隨著布線標(biāo)準(zhǔn)近幾年的更新,提供了更多的基于小基站、邊緣計(jì)算、云計(jì)算等數(shù)據(jù)線纜連接實(shí)施方案。并且,根據(jù)多種 IEEE 新完成的標(biāo)準(zhǔn),滿足了 5G 時(shí)代物聯(lián)網(wǎng)驅(qū)動(dòng)的速度需求,利用更少光纖實(shí)現(xiàn)更高速度成為主題;減少支持該速度所需的通道;完成 25G 以太網(wǎng)系列標(biāo)準(zhǔn)等。
 
論壇期間,福祿克網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專家潘凱恩介紹了公司的解決方案,支持多種線纜類型,以及網(wǎng)線、單模光纖和多模光纖等多應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)下的測(cè)試,幫助網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人員保障網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的性能和可靠性。
 
結(jié)語(yǔ)
 
綜上所述,可以看到我國(guó)電子元器件產(chǎn)業(yè)較國(guó)外先進(jìn)水平還存在一定差距,面臨著諸多挑戰(zhàn)。隨著國(guó)際貿(mào)易的緊張局勢(shì)和 5G 時(shí)代的到來(lái),給了國(guó)產(chǎn)廠商一個(gè)機(jī)會(huì),去追趕或被進(jìn)一步拉大。
 
任重道遠(yuǎn),需砥礪前行。
 
 
 
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