5G時代下,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 屆中國電子展在上海新國際博覽中心盛大召開。展會涵蓋上游基礎(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)萬名買家、觀眾參加。
2019 年 10 月 30 日至 11 月 1 日,第 94 屆中國電子展在上海新國際博覽中心盛大召開。展會涵蓋上游基礎(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)萬名買家、觀眾參加。
為進(jìn)一步推動我國電子元器件的產(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 5G 新型電子元器件創(chuàng)新發(fā)展論壇在展會期間如期舉辦,論壇圍繞 5G 產(chǎn)業(yè)重點展示關(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,實現(xiàn)跨越發(fā)展。
中國電子元件行業(yè)協(xié)會秘書長古群介紹了 5G 時代下電子元器件產(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)定的國際貿(mào)易關(guān)系局勢下,分析 2018—2019 年中國電子元件行業(yè)發(fā)展情況可以看到,被美國加征關(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)易對電子元件產(chǎn)業(yè)影響有限。
“回顧過去一年國內(nèi)電子元器件產(chǎn)業(yè)運(yùn)行情況,上半年市場低迷、部分外資企業(yè)產(chǎn)線轉(zhuǎn)移、中小企業(yè)經(jīng)營困難,開工不足等都是顯而易見的消極影響。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,我國電子元器件行業(yè)下半年形勢逐漸好轉(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。”對于 2018—2019 年國內(nèi)電子元器件產(chǎn)業(yè)運(yùn)營情況,古群總結(jié)道。
面對 5G 大規(guī)模商用,中高頻器件的國產(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,將大幅度拉動功率放大器(PA)、濾波器、低噪聲放大器(LNA)、開關(guān)、天線等中高頻器件的市場需求。
“當(dāng)前國內(nèi)芯片行業(yè)發(fā)展迅速,我國 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,射頻前端市場被 Qorvo、Skyworks、博通等企業(yè)壟斷。”廣東省未來通信高端器件創(chuàng)新中心首席架構(gòu)師樊永輝在論壇上表示。
從上圖可以看到,通信射頻前端市場規(guī)模不斷擴(kuò)大,發(fā)展趨勢良好,但此類器件技術(shù)和市場目前被國外大廠掌控和壟斷。中高頻核心器件是實現(xiàn) 5G 通信網(wǎng)絡(luò)的核心與關(guān)鍵之一,面對我國 5G 產(chǎn)業(yè)發(fā)展的制約瓶頸,實現(xiàn)國產(chǎn)射頻器件技術(shù)與市場的突破成為 5G 時代下的重要任務(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 5G 領(lǐng)域主要短板。因此,面對“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、制造、測試和應(yīng)用等各環(huán)節(jié)關(guān)鍵技術(shù),以器件設(shè)計為核心,垂直應(yīng)用為引擎,整合產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢資源,彌補(bǔ)通信產(chǎn)業(yè)鏈缺失環(huán)節(jié),實現(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爭奪未來通信技術(shù)國際制高點提供有力支撐,也為打破國外技術(shù)壁壘提供了新的可能和機(jī)遇。
此外,對于中高頻器件未來的發(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)模市場需求及降低成本;
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,需要開發(fā)基于電磁波的濾波器技術(shù);
5G 時代,中高頻器件總的趨勢是小型化、模塊化、更高的頻率與集成化。”
5G 時代,國產(chǎn)濾波器面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)?
對于濾波器部分,北京航天微電科技有限公司南京分公司副總經(jīng)理林樹超在論壇上進(jìn)行了分享。
林樹超表示,隨著 5G 時代的到來,波器在通信終端中的應(yīng)用方面:濾波器在單個終端的使用數(shù)量從 2007 年的 5 個到如今超過 90 個;成本從 3G 終端的 1.25 美元到如今超過 15 美元??梢钥吹?,在 5G 時代,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 2023 手機(jī)射頻前端市場規(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 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)計到 2022 年,全球?qū)⒂?1,000 億(中國 200 億)個無線物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點,每個節(jié)點至少用濾波器 10 顆,將達(dá)到 10,000 億顆的市場規(guī)模;在國防領(lǐng)域,軍用通信器材、衛(wèi)星導(dǎo)航、電子對抗系統(tǒng)、雷達(dá)系統(tǒng)等領(lǐng)域?qū)V波器需求旺盛;領(lǐng)先國家限制我國進(jìn)口半導(dǎo)體核心器件,國內(nèi)自主知識產(chǎn)權(quán)生產(chǎn)廠家面臨我國軍用裝備市場的廣闊機(jī)遇。
縱觀濾波器產(chǎn)業(yè)全球市場格局,可以看到 SAW/BAW 濾波器市場均被美日等國外大廠占據(jù),國內(nèi)企業(yè)占比極低,甚至為零。
面對差距,要加強(qiáng)在關(guān)鍵技術(shù)(諸如“仿真設(shè)計軟件(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,我國濾波器產(chǎn)業(yè)還面臨著來自于交叉學(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、供應(yīng)鏈危機(jī)”成為了如今擺在國產(chǎn)企業(yè)面前,可遇不可求的機(jī)遇。
5G 時代,光模塊發(fā)展面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)?
2019 年 4 月,韓國 KT、SKT、LGU+宣布 5G 網(wǎng)絡(luò)正式商用;2019 年 4 月,美國 Verizon 宣布 5G 網(wǎng)絡(luò)正式商用;2019 年 6 月 6 日中國發(fā)放 5G 牌照、2020 年規(guī)模商用??梢灶A(yù)見,5G 將于 2020 年—2021 年步入規(guī)模商用,每年新增上百萬個 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帶來發(fā)展驅(qū)動力。
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光模塊企業(yè)的技術(shù)短板,當(dāng)前的國際形勢為國產(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。
對于 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,以提高單款型號的總需求量,這將有利于降低材料成本,進(jìn)而降低光模塊價格;
技術(shù)創(chuàng)新:通過技術(shù)創(chuàng)新降低成本;
國產(chǎn)化:國內(nèi)仍在攻關(guān) 25G 芯片,國際已經(jīng)準(zhǔn)備量產(chǎn) 50G 芯片,我們?nèi)孕璞M力追趕一個“代際”的差距。
對于產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的挑戰(zhàn),張華指出,目前國內(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)會成本等不健康生態(tài),同質(zhì)化和產(chǎn)能過剩也是存在的挑戰(zhàn)之一。
同時,我國光通信器件企業(yè)面臨的知識產(chǎn)權(quán)挑戰(zhàn)也較為嚴(yán)峻。我國企業(yè)知識產(chǎn)權(quán)實力與市場規(guī)模不匹配;核心光器件專利多數(shù)被美日企業(yè)掌握;我國光通信企業(yè)“出海”的第一門檻就是專利,加強(qiáng)知識產(chǎn)權(quán)布局是我國光模塊企業(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),需要加大話語權(quán)。
當(dāng)前,面臨中美貿(mào)易爭端,短期內(nèi),可能會影響光通信器件出貨量和營收;但從長遠(yuǎn)角度來看,中美角力也將加速中高端國產(chǎn)化器件的普及應(yīng)用。
與此同時,近年來國外光模塊公司向上游收斂對我國企業(yè)的追趕也許是一個新的機(jī)遇。
5G 時代,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,小基站需求會進(jìn)一步擴(kuò)大。通訊基站的大批量建設(shè)與升級換代對高頻高速 PCB 形成海量需求,PCB 正迎來新一輪升級換代的需求。
重慶方正高密電子有限公司技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用部技術(shù)專家唐耀表示,5G 時代下,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)營商無線(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 PCB 也提出了信號質(zhì)量、加工工藝、測量技術(shù)等多方面新的挑戰(zhàn)。
測試測量如何助力 5G 走向規(guī)模商用?
隨著 5G 時代的到來,終端和流量都取得了迅猛的增長。5G 通過其高性能、低延遲和高容量的特性帶來網(wǎng)絡(luò)的變革。
5G 時代網(wǎng)絡(luò)的演變,eMBB(增強(qiáng)型移動寬帶)、mMTC(大規(guī)模機(jī)器通信)、uRLLC(高可靠低時延通信)等 5G 三大應(yīng)用場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 時代追求的目標(biāo)。
同時,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、邊緣計算、云計算等數(shù)據(jù)線纜連接實施方案。并且,根據(jù)多種 IEEE 新完成的標(biāo)準(zhǔn),滿足了 5G 時代物聯(lián)網(wǎng)驅(qū)動的速度需求,利用更少光纖實現(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
綜上所述,可以看到我國電子元器件產(chǎn)業(yè)較國外先進(jìn)水平還存在一定差距,面臨著諸多挑戰(zhàn)。隨著國際貿(mào)易的緊張局勢和 5G 時代的到來,給了國產(chǎn)廠商一個機(jī)會,去追趕或被進(jìn)一步拉大。
任重道遠(yuǎn),需砥礪前行。
特別推薦
- 兆易創(chuàng)新GD32F30x STL軟件測試庫獲得德國萊茵TüV IEC 61508功能安全認(rèn)證
- 芯科科技第三代無線開發(fā)平臺引領(lǐng)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展
- MSO 4B 示波器為工程師帶來更多臺式功率分析工具
- 艾為電子推出新一代高線性度GNSS低噪聲放大器——AW15745DNR
- 瑞薩發(fā)布四通道主站IC和傳感器信號調(diào)節(jié)器, 以推動不斷增長的IO-Link市場
- e絡(luò)盟現(xiàn)貨供應(yīng) Abracon 新推出的 AOTA 系列微型鑄型電感器
- 加賀富儀艾電子推出支持Wi-Fi 6和藍(lán)牙的無線局域網(wǎng)/藍(lán)牙組合模塊
技術(shù)文章更多>>
- 讓汽車LED照明無死角,LED驅(qū)動的全面進(jìn)化
- 開關(guān)模式電源問題分析及其糾正措施:晶體管時序和自舉電容問題
- 熱電偶的測溫原理
- 【泰克先進(jìn)半導(dǎo)體實驗室】 遠(yuǎn)山半導(dǎo)體發(fā)布新一代高壓氮化鎵功率器件
- ADALM2000實驗:變壓器
技術(shù)白皮書下載更多>>
- 車規(guī)與基于V2X的車輛協(xié)同主動避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
電容器公式
電聲器件
電位器
電位器接法
電壓表
電壓傳感器
電壓互感器
電源變壓器
電源風(fēng)扇
電源管理
電源管理IC
電源連接器
電源濾波器
電源模塊
電源模塊
電源適配器
電子書
電阻測試儀
電阻觸控屏
電阻器
電阻作用
調(diào)速開關(guān)
調(diào)諧器
鼎智
動力電池
動力控制
獨(dú)石電容
端子機(jī)
斷路器
斷路器型號