首先慣例科普:
濾波器,可以理解成對波進行過濾的器件。 從1G到5G,傳輸信號都是有固定頻率的,濾波器可以通過電容、電感、電阻等元器件的組合,移除信號中不需要的頻率,同時保留需要的頻率,從而保障信號能在特定的頻帶上傳輸,消除頻帶間相互干擾。
一般而言,每個濾波器只針對專門的頻率。(劃重點)
分析5G時代濾波器的市場空間,就要分兩端分析,分別是基站端和手機端。
手機端
5G手機肯定要向下兼容4G/3G/2G,所以前代頻段的濾波器不能少,再多增加5G頻段的濾波器。每個頻率至少一個發射及一個接收的濾波器,而5G頻段現在國內就有劃分有5個,加上歐洲美國劃分的5G頻段,全球可能最終會在10個頻段左右。而頻段之中具體的頻率選擇各國運營商也會有自己的選擇,那麼保守估計對射頻濾波器的需求將是4G時代的1.7倍以上。
而且在之前《 》中提到過,5G速度快的原因就是頻率高,高頻就要求各類元器件的質量要求大幅提高,自然價格也就更高。對PCB是如此,對直接作用於傳輸信號的濾波器更是如此,製作難度更大,成本更高,自然價格也將比4G時代要高。
基站端
手機端需要濾波器,基站端更是如此。在《 》介紹過,5G基站的總量可能要達到4G基站的3.3—4.6倍,基站數量增多本身對濾波器需求就要成倍增加,加上5G採用MIMO(Multiple Input Multiple Output)多天線技術方案,基站端採用64根天線,是4G時代TDD8通道的8倍,FDD4通道的16倍,保守按照一個通道一個濾波器計算,5G單基站濾波器用量將是4G時代的數倍到十數倍。
這樣疊加基站數量和單基站用量增加的因素,最終5G時代濾波器的需求量最低也是4G時代的26倍,最高可能達到70餘倍。
需要注意的是,5G時代的濾波器與4G時代有所不同。
5G之前,廣泛應用的是金屬同軸腔體濾波器,其原理是通過不同頻率的電磁波在同軸腔體濾波器中振盪,與濾波器頻率諧振的電磁波得以保留,其餘頻率在振盪中耗散掉。
金屬同軸腔體濾波器示意圖
但金屬腔體濾波器存在尺寸大、介電損耗大、溫度穩定性差、成本高等缺點。而5G時代,由於基站天線數量巨幅增加,金屬腔體濾波器存在尺寸大、介電損耗大、成本高等缺點完全不能接受,使得基於低溫共燒陶瓷技術的陶瓷介質濾波器成為5G時代的主流。其尺寸最小、介電損耗小、溫度穩定高、成本小(是金屬腔體濾波器的1/3左右)的特點簡直就是為5G準備的。
陶瓷介質濾波器與金屬腔體濾波器的比較
介質濾波器製造工藝流程主要包括陶瓷粉料配方、壓制燒結、調試研磨、檢驗包裝,其中最有技術門檻的部分在於陶瓷粉料配方以及濾波器製造工藝部分,陶瓷粉料配方決定介電常數,製造工藝決定選頻的性能。目前產業鏈參與廠商較多,同時擁有上游陶瓷粉料配方、擁有成熟的製造工藝的國內屈指可數,具有一定的投資價值。
5G濾波器是射頻前端芯片組合中銷售額佔比最高的部分,隨著5G時代的到來,手機終端中使用的濾波器數量最多會高達上百個(包含5G頻段、WIFI、GPS、藍牙等),基站端濾波器用量更是可能達到4G的數十倍,市場空間廣闊,景氣度至少貫穿整個5G建設週期,預計為3-5年,建議關注國內相關上市公司。
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