信息通信

中高频器件如何与5G商用同频发展?

作者:齐旭来源:中国电子报、电子信息产业网发布时间:2019-08-11 22:54我要评论

5G采用“中低频宏基站+高频小基站”的组网覆盖模式,其中小基站将以超密集组网方式部署,对中高频器件的需求将大幅增长。特别是为了提供泛在、融合网络,5G采用了多项新型关键技术,对中高频器件的要求和依赖性进一步提升,但我国5G中高频器件的国产化水平与国外存在显著差距。

赛迪研究院副院长黄子河在8月7日举办的2019汇芯(中国)产业技术发展论坛上指出,全球5G网络技术正在深入推进,我国企业需打通产业上下游,协同整个产业并肩“作战”、补齐技术短板。

5G拉动中高频器件需求

在移动通信系统中,中高频器件是指工作频率在3GHz-6GHz(中频)和6GHz以上(高频)的射频器件,主要包含滤波器、功率放大器、天线、射频开关等。随着5G技术在商用关键时期的深入布局,中高频器件的重要性日益凸显。

5G时代的射频器件采用了多项新型关键技术,推动着中高频器件的技术更迭,也带来巨大的市场需求。在终端设备方面,工业和信息化部通信科技委常务副主任韦乐平在“2019汇芯(中国)产业技术发展论坛”上指出,5G为通用元器件和终端设备中的中高频射频器件市场带来增长机遇。5G比4G频率高至少1倍、频带宽5倍、功率高5倍、速率高10倍、天线多几十倍。4G手机中射频器件已超过10个,成本约8~15美元,而5G手机中,包括功率放大器、滤波器、天线、开关和调谐器等器件整体数量将是4G手机的2~4倍,成本提升了2~3倍。

据Skyworks预测,2022年全球手机射频前端市场规模将从2016年的101亿美元增长至227亿美元,年均复合增长率达14%。其中,2022年射频滤波器市场可达163亿美元,年均增长率达21%。

在网络设备方面,赛迪智库集成电路研究所副所长朱邵歆表示,5G采用“中低频宏基站+高频小基站”的组网覆盖模式,其中小基站将以超密集组网方式部署,对中高频器件的需求将大幅增长。赛迪数据显示,到2026年,国内新建5G宏基站数量将达475万个,小基站数量将达950万个;大规模阵列天线市场规模将达到855亿元,天线射频集成模块市场规模将达到641亿元,小基站市场规模将达到1050亿元。

5G时代中高频器件技术面临更大挑战

5G采用了多项新型关键技术,自然对射频器件的技术要求大大提高,也就是说,5G对中高频器件需求不仅在于数量的增加,还要求其“质变”。

中兴通讯股份有限公司5G规划总工张国俊表示,5G网络的中频段支持灵活自由度的数字空分波束赋形,高频段实现小小区高流量覆盖。这就意味着5G需采用6GHz以上的高频通信以提升传输速率与系统容量,这给射频器件的技术路线和产业格局带来巨大挑战。

具体而言,在滤波器方面,以往主流的声表面滤波器将被工作频率更高、技术难度更大的体声波滤波器取代;功率放大器方面,基于传统的横向扩散金属氧化物半导体工艺的器件也将被更适于高频高功率工作场景的氮化镓器件取代;天线方面,大规模天线技术的引用,要求终端设备天线集成有源器件,阵列天线将被大量采用。

此外,智能终端小型化、集成化的发展趋势将大大增加设备中射频电路布局、信号处理、功耗和成本控制的难度。

产业链协同培育良好生态

随着政府大力推动5G发展、工信部发放5G牌照、三大运营商积极推进5G商用部署,以及华为、中兴等通信设备企业已具备全球竞争力,我国在全球范围内已具备5G通信竞争力以及巨大的市场潜力。

赛迪顾问发布的《2018年中国5G产业与应用发展白皮书(2019年—2026年)》显示,我国5G总投入预计达1.15万亿元,比4G建设增加50%。在市场条件如此完备的情况下,中国射频器件厂商应牢牢把握机会。

开元通信技术有限公司CEO贾斌表示,射频芯片器件是信息行业的基础,国产射频芯片企业正面临着潜力巨大的市场,需从以下方面入手培养产业。一是要攻克核心技术难题,提升自主水平。围绕5G建设需求,瞄准当前薄弱环节,抓牢5G网络大规模部署前的宝贵时间,加强在材料、工艺等领域的研究和布局,统筹规划5G中高频器件发展路线。

二是产业上下游各环节打好配合,培育良好生态。产业链各环节要协同创新,主动融入系统厂商生态体系。其中,5G系统设备企业主动牵头,带领器件企业同步开展新技术、新产品研发。

三是加强内部资源均衡建设,从标准化产品切入。如果缺乏某些资源,要么尽快补齐,要么以产业合作的形式借用外部力量。标准化产品是良好切口,然后再聚焦细分领域,循序渐进。


责任编辑:马利亚
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