中高頻器件如何與5G商用同頻發展?

齊旭

5G采用“中低頻宏基站+高頻小基站”的組網覆蓋模式，其中小基站將以超密集組網方式部署，對中高頻器件的需求將大幅增長。特別是為了提供泛在、融合網絡，5G采用了多項新型關鍵技術，對中高頻器件的要求和依賴性進一步提升，但我國5G中高頻器件的國產化水平與國外存在顯著差距。

賽迪研究院副院長黃子河在8月7日舉辦的2019匯芯（中國）產業技術發展論壇上指出，全球5G網絡技術正在深入推進，我國企業需打通產業上下游，協同整個產業并肩“作戰”、補齊技術短板。5G拉動中高頻器件需求

2022年全球手機射頻前端市場規模將增至227億美元，射頻濾波器市場可達163億美元。

在移動通信系統中，中高頻器件是指工作頻率在3GHz-6GHz（中頻）和6GHz以上（高頻）的射頻器件，主要包含濾波器、功率放大器、天線、射頻開關等。隨著5G技術在商用關鍵時期的深入布局，中高頻器件的重要性日益凸顯。

5G時代的射頻器件采用了多項新型關鍵技術，推動著中高頻器件的技術更迭，也帶來巨大的市場需求。在終端設備方面，工業和信息化部通信科技委常務副主任韋樂平在“2019匯芯（中國）產業技術發展論壇”上指出，5G為通用元器件和終端設備中的中高頻射頻器件市場帶來增長機遇。5G比4G頻率高至少1倍、頻帶寬5倍、功率高5倍、速率高10倍、天線多幾十倍。4G手機中射頻器件已超過10個，成本約8～15美元，而5G手機中，包括功率放大器、濾波器、天線、開關和調諧器等器件整體數量將是4G手機的2-4倍，成本提升了2～3倍。

據Skyworks預測，2022年全球手機射頻前端市場規模將從2016年的101億美元增長至227億美元，年均復合增長率達14%。其中，2022年射頻濾渡器市場可達163億美元，年均增長率達21%。

在網絡設備方面，賽迪智庫集成電路研究所副所長朱邵歆表示，5G采用“中低頻宏基站+高頻小基站”的組網覆蓋模式，其中小基站將以超密集組網方式部署，對中高頻器件的需求將大幅增長。賽迪數據顯示，到2026年，國內新建5G宏基站數量將達475萬個，小基站數量將達950萬個;大規模陣列天線市場規模將達到855億元，天線射頻集成模塊市場規模將達到641億元，小基站市場規模將達到1050億元。

5G時代中高頻器件技術面臨更大挑戰

在濾波器方面，以往主流的聲表面濾波囂將被工作頻率更高、技術難度更大的體聲波濾波器取代：

5G采用了多項新型關鍵技術，自然對射頻器件的技術要求大大提高，也就是說，5G對中高頻器件需求不僅在于數量的增加，還要求其“質變”。

中興通訊股份有限公司5G規劃總工張國俊表示，5G網絡的中頻段支持靈活自由度的數字空分波束賦形，高頻段實現小小區高流量覆蓋。這就意味著5G需采用6GHz以上的高頻通信以提升傳輸速率與系統容量，這給射頻器件的技術路線和產業格局帶來巨大挑戰。

具體而言，在濾波器方面，以往主流的聲表面濾波器將被工作頻率更高、技術難度更大的體聲波濾波器取代;功率放大器方面，基于傳統的橫向擴散金屬氧化物半導體工藝的器件也將被更適于高頻高功率工作場景的氮化鎵器件取代;天線方面，大規模天線技術的引用，要求終端設備天線集成有源器件，陣列天線將被大量采用。

此外，智能終端小型化、集成化的發展趨勢將大大增加設備中射頻電路布局、信號處理、功耗和成本控制的難度。

產業鏈協同培育良好生態

我國5G總投入預計達1.15萬億元，中國射頻器件廠商應牢牢把握機會

隨著政府大力推動5G發展、工信部發放5G牌照、三大運營商積極推進5G商用部署，以及華為、中興等通信設備企業已具備全球競爭力，我國在全球范圍內已具備5G通信競爭力以及巨大的市場潛力。

賽迪顧問發布的《2018年中國5G產業與應用發展白皮書（2019年-2026年）》顯示，我國5G總投入預計達1.15萬億元，比4G建設增加50%。在市場條件如此完備的情況下，中國射頻器件廠商應牢牢把握機會。

開元通信技術有限公司CEO賈斌表示，射頻芯片器件是信息行業的基礎，國產射頻芯片企業正面臨著潛力巨大的市場，需從以下方面人手培養產業。一是要攻克核心技術難題，提升自主水平。圍繞5G建設需求，瞄準當前薄弱環節，抓牢5G網絡大規模部署前的寶貴時間，加強在材料、工藝等領域的研究和布局，統籌規劃5G中高頻器件發展路線。

二是產業上下游各環節打好配合，培育良好生態。產業鏈各環節要協同創新，主動融入系統廠商生態體系。其中，5G系統設備企業主動牽頭，帶領器件企業同步開展新技術、新產品研發。

三是加強內部資源均衡建設，從標準化產品切入。如果缺乏某些資源，要么盡快補齊，要么以產業合作的形式借用外部力量。標準化產品是良好切口，然后再聚焦細分領域，循序漸進。