在上海申银万国证券《5G行业深度报告》中，预测了5G产业链各环节的受益时间点。
以下为更详细的分析：
1、5G天馈一体化变革，高频多通道带来集成化、小型化趋势
1.1典型基站图解
以典型的塔站为例，分为两部分：铁塔和机房
- 铁塔实现把天线架设在高达几十米到上百米的高度。
- 机房实现BBU、IPRAN、电源、空调等设备的室内运行环境。
铁塔及机房图示
塔上设备包括:
- 无线设备（4G）：天线、 RRU （射频处理单元：包含功率放大器、滤波器等射频元器件）。
- 配套设备：馈线和电源线。
4G天线及RRU图示
1.2 5G一体化集成变革
天线与射频模块一体化集成
5G为了满足大带宽的应用场景，其通道数较4G有大幅增加，同时基站的滤波器、功率放大器等射频器件将和天线进行一体化集成，通过集成方式，站点部署大大简化，馈线复杂度降低，数据损耗减少，基站整体网络性能提升。
5G一体化集成基站外观变化
5G一体化集成内部结构变化
1.3 5G天馈一体化集成基站结构
5G变化：天线和RRU一体化集成AAU
采用C-RAN的部署方式
- AAU拉远的距离可能在2-10KM，光缆传输为主
5G基站结构示意图
1.4天线射频信号处理过程
典型的射频信号收发过程
发射信号时，声音、图像、文字等信号源经过输入变换器，生成基带信号，之后通过调制器得到中频信号，再经变频器生成射频信号，经过PA放大后，由合路器合路后，送入双工器中的发射滤波器滤波，此时天线开关处于发射通路上，信号经天线转换成电磁波在空中传播。
接收信号时，天线将接收到的电磁波信号转换成电信号，之后经过滤波、LNA放大后，经变频器得到中频信号，通过解调生成基带信号。
天线射频原理图
2、产业链推进时间预判，天线射频环节最先受益，2020年弹性最大
2.1高频、大带宽特性要求更多基站数
5G的无线接入将实现中低高频段的全频谱接入，中低频段将提供连续性覆盖，毫米波高频段将作为热点区域或容量提升的覆盖。
- 中低频段的宏站可实现与4G宏站相当的覆盖范围，预计最终4G基站380万（预计宏站265万+小站115万），5G 宏站数量为4G宏站1.2倍，达到320万个。
- 毫米波高频段的小站数量保守估计将是宏站的2 倍多，我们预计5G 小站将达到640 万个。
5G宏站与小站预估数量（万站）
3G/4G/5G总投资规模（亿元）
2.2天线射频为最先受益环节
5G各产业链业绩释放时序
- 基站天线射频有望提前放量，在2019年业绩初显。
- 正常情况下，我们预计2019年国内建设10万个基站以内。
- 预计2019年下半年发放5G牌照，下半年开启较大规模的运营商预商用集采。
各产业链环节受益顺序
2.3产业链环节主要上市公司
前端天线射频产业链环节分解
- 天线集成设计：完成天线无源部分的整体解决方案
- 射频连接：射频电缆、连接器等
- PCB：覆铜板材料、PCB
- 滤波器：介质滤波器及小型金属滤波器
- 射频器件：包括数模转换器、PA等有源射频器件
产业链公司
3、各环节投资规模及竞争格局剖析
3.1天线架构图
天线是用来接收和辐射无线电波的装置，主要由以下部分组成：
- 辐射单元（振子）
- 反射板（底板）
- 功率分配网络（馈电网络）
- 封装防护（天线罩）
天线结构图
3.2多通道数要求更高的集成度
5G相对于4G天线无源部分的变化
- 5G未来主要使用2.6GHZ、3.5GHZ等相对于4G更高的频段。频率更高，与之对应的波长越短，单个振子和滤波器可以做的更小。
- 5G的EMBB场景需要更大的带宽支撑。采用大规模天线技术会需要更多的通道数，零部件更多，集成化程度更高；例如振子、功放、滤波器等都会集成在PCB上相互连接。
5G天线
5G天线拆解示意图（无源部分）
3.3 5G带来天线厂商竞争格局变化
5G天线技术及形态的变革带来了产业链竞争格局的变化
- 4G时代天线厂商的竞争格局相对比较分散，建设后期竞争十分激烈，厂商利润率下降迅速。
- 5G时代由于采用大规模天线技术，通道数更多，集成化程度更高，带来了更高的技术难度；具有技术优势的厂商有望脱颖而出，行业集中度相比4G有望更高。
- 4G时代天线直接由运营商统一集采再交由设备商进行安装。5G时代由于天线有源化趋势，会要求设备商进行一体化测试，因此天线厂商需要提前和设备商进行有源天线的一体化研发测试，之后再由设备厂商进行集采。天线厂商下游由运营商变为设备厂商。
4G后期天线厂商净利润率呈下降趋势（%）
3.4全球宏站天线市场规模测算
全球5G宏站天线规模有望超过1000亿元
建设初期5G天线（振子+PCB+天线罩+结构件+接口等）整体价格约6500元（参考4G价格，相同产品国外价格普遍要高于国内），未来随着5G规模起量，国内外价格有望持续下降。
宏站天线规模=宏基站数量*3*价格（分国内外）。
19年假设全球30万站，预计规模在67.5亿元左右。
全球宏基站天线（无源部分）5G投资规模（单位：亿元）
全球宏基站天线5G投资测算
3.5振子结构及辐射原理
振子是天线收发信号的核心部件发射信号时，交变电流通过振子时会产生电磁辐射从而产生向外的信号传输；接收信号时则反之。
随着天线形态以及对电磁波性能要求的变化，振子形态也会发生相应的改变。
振子电磁辐射示意图
不同类型的振子
3.6 5G塑料阵子有望大放异彩
量价分析
- 4G时代以金属阵子、PCB贴片振子为主、5G时代塑料阵子有望迎来增长空间，市占率较4G有明显提升。
- 假设单个振子的价格3.5~4元左右（按不同材质平均）。
- 假设5G采用64通道，每通道3振子，需要192个振子。
- 总计规模约148亿。
天线振子规模（亿元）
不同材料的振子优劣比较
3.7滤波器原理及分类
滤波器的特性及分类
当电磁波通过时，过滤或者留下特定频率的信号。该特定信号与滤波器的固有频率有关，进一步与滤波器的基本属性相关，例如材质的介电常数、体积、温度系数等等。
按照传输线分类可分为：同轴腔体、螺旋、梳状、波导等等。按照材料分类可以分为金属，介质等。
不同类型滤波器
3.8陶瓷介质滤波器是5G未来趋势
衡量滤波器性能滤波器的关键指标
- 插入损耗、带内波动、功率容量、回波损耗等；根据对滤波器不同应用场景的需求对性能要求会有不同偏好。
不同滤波器性能的比较
- 介质滤波器：高Q值，小体积，峰值功率较高，价格未来会比较便宜。
- 小型金属滤波器：更大的带宽、更低的谐波干扰、平均功率更稳定、调试方便。
核心关注设备商供应链地位
滤波器关键性能指标
3.8陶瓷介质滤波器是5G未来趋势
陶瓷滤波器是未来5G趋势。
体积减少；重量减少；更高的Q值（品质因素）；更低价格。小型金属滤波器部分性能上仍存在优势，因此需综合考量，两者会共存一段时间。
金属腔体向陶瓷介质滤波器演进
量价分析
- 单个5G滤波器价格目前平均约100元左右，未来产品成熟起量后有望降到30元左右，介质滤波器相较于金属价格稍低。
- 假设5G宏站采用64通道，每个通道对应一个滤波器。
- 预计全球5G宏站滤波器规模：420亿左右。
5G全球宏站滤波器规模预测（亿元）
3.9 5G基站PCB高频高速多层化演进
核心公司及发展趋势
- 5G相对于4G需要更多的通道数来满足大流量的需求，对应了更多的零部件，PCB的面积和层数都需要增加。
- 5G主要工作在2.6GHZ、3.5GHZ及以上频段，相对于4G来说频段更高，并且数据的吞吐量相对之前有较大提升，
- 对板材工艺等均有较高的要求，需要高频高速板材，也会对工艺精度、线宽等有更高要求。
- 国内具有技术积淀和研发优势的厂商有望获得先机，重点关注PCB厂龙头，沪电股份和深南电路。
规模测算
- 目前PCB定制化为主，高频高速的高端PCB平均每平方米大致在3500元~5000元左右。
- 假设按每个扇面总计0.75平方米PCB计算。
- 5G PCB总体规模在700亿左右。
全球5G 宏站PCB规模预测（亿元）
3.10 GaN有望成为5G时代PA的主流材料
未来5G宏基站功率器件将逐步使用GaN材料，因为LDMOS不适用于高频段，而GaAs在高功率时性能欠佳。Yole预计到2023年底，RF GaN（射频氮化镓）市场总规模将增长3倍。
全球GaN功率器件规模（百万美元）
核心公司
目前PA主要供应商在国外，如恩智浦、英飞凌；国内厂商尚
处于起步阶段。
量价分析
- 假设单个基站每通道对应一个PA。
- 按5G采用64通道。
- 预计全球宏站PA总体规模越510亿。
全球5G宏站PA规模（亿元）
本文由5G产业圈编辑整理自上海申银万国证券《5G行业深度报告-5G基站天线与射频投资节奏全景解构》部分内容，仅作分享参考。
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