6月6日工信部向中國移動、中國電信、中國聯(lián)通和中國廣電4家發(fā)放5G正式商用牌照。 工信部跳過預(yù)商用牌照直接發(fā)放5G正式商用牌照，較此前市場預(yù)期提前了半年左右。 中國成為繼韓國、美國、瑞士、英國之后，第五個宣布5G商用的國家，躋身5G梯隊！ 5G的數(shù)據(jù)量更大、發(fā)射頻率更大、工作的頻段也更高，基站的建設(shè)將有別于4G基站。 從5G的建設(shè)需求來看，5G將會采取“宏站+小站”組網(wǎng)覆蓋的模式，歷次基站的升級，都會帶來一輪原有基站改造和新基站建設(shè)潮。 根據(jù)賽迪顧問發(fā)布的《2018年中國5G產(chǎn)業(yè)與應(yīng)用發(fā)展白皮書》，預(yù)計5G宏站增量將達到360-500萬個，小基站數(shù)量將達到720-1000萬個，合計基站總數(shù)量將是4G基站的3.3-4.6倍，奠定了海量增長空間。 5G基站的海量增長，將同步帶動PCB、天線振子及濾波器等元器件應(yīng)用的大幅增長。 移動通信基站的天線陣列演化將帶來高頻材料需求大幅增加(資料來源：中國聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究院，安信證券研究中心) 根據(jù)主流的方案，5G基站將采用大規(guī)模天線關(guān)鍵技術(shù)(Massive MIMO)，原本4G基站的天饋系統(tǒng)和RRU(射頻拉遠單元)合并，形成全新部分AAU(有源天線)。 AAU集成了RRU和傳統(tǒng)天線的功能，數(shù)字接口獨立控制每個天線振子，構(gòu)成主動式天線陣列。 每兩個天線對應(yīng)一個天線振子，對應(yīng)的天線G的天線個天線G有源天線的結(jié)構(gòu)圖：天線振子將集成在一張PCB板上。(資料來源：CNKI，安信證券研究中心) 在5G基站中，印刷電路板(Printed Circuit Board，簡稱PCB)作為基礎(chǔ)的連接裝置將被廣泛使用。 PCB是指在基材上按照預(yù)先設(shè)計好的形成點之間連接和印刷元件的基板。PCB的功能是讓電子元器件按照預(yù)定電路連接(就是關(guān)鍵互連件)。 首先5G基站的天線陣子需要使用PCB作為連接；其次5G基站的濾波器等元器件將大幅增加，需要使用一塊單獨的PCB來連接這些元器件；后5G基站的CU/DU等部分也需要使用PCB。 5G建設(shè)初期，對于PCB的需求增量直接體現(xiàn)在無線網(wǎng)和傳輸網(wǎng)上，對PCB背板、高頻板、高速多層板的需求較大。 目前PCB產(chǎn)業(yè)界廣泛應(yīng)用的基板材料是玻纖布增強的環(huán)氧型基材FR-4(環(huán)氧樹脂玻纖布覆銅板)，該材料是由一層或者多層浸漬過環(huán)氧樹脂的玻璃纖維布構(gòu)成。 因為它成本較低，且電氣和機械性能適于多方面的需求，所以是應(yīng)用廣的一類基板材料。但是FR-4的介電常數(shù)()高達4.2~4.8以上，介質(zhì)損失因子(tan)大于0.0015，難以滿足高頻應(yīng)用的需求。 PCB上游原材料主要包括銅箔、玻璃纖維布、以及PTFE在內(nèi)的特殊樹脂和陶瓷等其他化工材料。 原材料中，銅箔是主要的組成部分，約占覆銅板成本的30%-50%(取決于覆銅板的薄厚)，它作為性能良好的導(dǎo)電體在PCB中起到導(dǎo)電和散熱的作用。 此外，玻璃纖維布和特殊樹脂也是重要的原材料，玻璃纖維布作為增強材料，起著絕緣和增加強度的作用；特殊樹脂作為填充材料，起著粘合和提升板材性能的作用。 其中，PCB上游的特殊樹脂領(lǐng)域目前國際的商還是以海外商為主，包括日本的三菱瓦斯、Panasonic、日立化成，美國的羅杰斯、伊索拉、泰康利，以及中國臺灣的聯(lián)茂、臺光等。 PCB各產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)供應(yīng)商。(資料來源：覆銅板資訊，印刷電路信息，各公告，華創(chuàng)證券) 為了滿足高頻高速PCB產(chǎn)品的可靠性、復(fù)雜性、電性能和裝配性能等諸多方面的要求，許多PCB基板材料的商對特殊樹脂進行了不同的改進。 在目前高速高頻化的趨勢下，較為主流的PCB材料包括聚四氟乙烯樹脂(PTFE)、環(huán)氧樹脂(EP)、雙馬來酰亞胺三嗪樹脂(BT)、熱固性氰酸脂樹脂(CE)、熱固性聚苯醚樹脂(PPE)和聚酰亞胺樹脂(PI)，由此衍生出的覆銅板種類超過130種。 對于基站PCB而言，為重要的指標(biāo)是介電特性、信號傳輸速度和耐熱性，前兩點上PTFE基板都具有較好的性能。 它是目前為止發(fā)現(xiàn)的介電性能的有機材料，優(yōu)異的介電性能有利于信號完整快速地傳輸，這角度而言PTFE是5G時代基站PCB板的優(yōu)選樹脂材料。 根據(jù)國內(nèi)PCB龍頭企業(yè)深南電路的招股說明書中的采購數(shù)據(jù)，可以知道PTFE板材在2017年的市場價格為600元(人民幣：下同)/m2。 假設(shè)其價格不變，五年之后也即2023年5G基站能全部建設(shè)完畢，可以推知單基站PTFE的價值為1875元，屆時中國基站用PTFE需求空間為89.06億元，全球基站用PTFE需求空間預(yù)期為127.23億元。 目前生產(chǎn)PTFE的企業(yè)主要有科慕、大金氟化工、阿科瑪、3M、德清科賽、浙江巨化集團等企業(yè)。 天線振子是天線的核心部件。天線振子作為天線的主要組成部分，主要負(fù)責(zé)將信號放大和控制信號輻射方向，同樣可以使天線接收到的電磁信號更強。 根據(jù)天線的形態(tài)，天線振子形態(tài)也包括多種多樣，有桿狀、面狀等;根據(jù)加工工藝，主要有鈑金、PCB、塑料等。傳統(tǒng)4G天線振子多以金屬鈑金為主。 從5G設(shè)商測試情況來看，在熱點高容量地區(qū)優(yōu)先選擇64通道的天線振子天線振子在覆蓋能力上能提升1.7dB，目前設(shè)商測試64通道天線個雙極化天線個天線振子。 一個基站需要三面天線，假設(shè)未來單面天線振子，對應(yīng)需要一個基站需要3*192=576個振子。 天線振子加工方式主要有金屬壓鑄/鈑金、PCB貼片和塑料振子，4G時代更多以金屬壓鑄/鈑金方式加工，組裝更多的靠人工，效率低下。 5G時代由于頻段更高且采用Massive-MIMO技術(shù)，天線振子尺寸變小且數(shù)量大幅增長，綜合考慮天線性能及AAU安裝問題，塑料天線振子方案具有一定的綜合優(yōu)勢。 為了應(yīng)對5G新型天線的變化，市場上出現(xiàn)了全新的工藝3D選擇性電鍍塑料振子方案，其中代表企業(yè)為飛榮達。 所謂的塑料天線振子即采用內(nèi)含有機金屬復(fù)合物的改性塑料材料，用注塑成型的方式將復(fù)雜的3D立體形狀一次性制造出來，再利用特殊技術(shù)使塑料表面金屬化。 塑料振子在保證天線G電器性能的同時，產(chǎn)品重量大大減輕，減少了危險過程工序，也節(jié)約了成本。 3D塑料振子的制造工藝一般指注塑工藝+激光工藝，其中激光工藝指在新型的塑料件上用激光直接 電路板的技術(shù)。激光工藝中又分為選擇性電鍍和LDS兩種工藝。LDS激光工藝適用于小型電子器件，目前廣泛的應(yīng)用是手機天線和各類智能終端。 而選擇性電鍍激光工藝適用于較大型的設(shè)，包括宏基站天線D塑料振子方案的分類圖解(資料來源：安信證券研究中心整理) 3D塑料振子除了重量非常輕，還能滿足鈑金和壓鑄工藝所不能實現(xiàn)的精度要求。注塑和選擇性電鍍都是精度非常高的工藝，將它們結(jié)合在一起，可以保證天線G以上的高頻場景要求。 通達集團也于今年1月初發(fā)布公告稱，通達集團已就應(yīng)用于5G主流大規(guī)模多輸入多輸出天線(Massive MIMO)完成對雷射直接成型(LDS)、塑膠電鍍(POP)的基站天線、天線罩： 由于5G天線遵循MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)概念，意思是多輸入多輸出，這意味著一個基站內(nèi)可安裝多個天線，而這些天線的尺寸又很小，需要天線罩的保護。 天線罩要具有良好的電磁波穿透特性，機械性能上要能經(jīng)受外部惡劣環(huán)境的侵蝕如暴風(fēng)雨、冰雪、沙塵以及太陽輻射等。在材料要求方面，要求在工作頻率下的介電常數(shù)和損耗角正切要低，及要有足夠的機械強度。 一般而言，充氣天線罩常用涂有海帕龍橡膠或氯丁橡膠的聚酯纖維薄膜；剛性天線罩用玻璃纖維增強塑料；夾層結(jié)構(gòu)中的夾心多用蜂窩狀芯子或泡沫塑料。 而在5G趨勢下，性能優(yōu)越的復(fù)合材料成為受歡迎的天線外罩材料。復(fù)合材料能起到絕緣防腐、防雷、抗干擾、經(jīng)久耐用等作用，而且透波效果非常好。 透波復(fù)合材料由增強纖維和樹脂基體構(gòu)成，通常，增強材料的力學(xué)性能和介電特性均優(yōu)于樹脂基體，故此復(fù)合材料的透波性能主要取決于樹脂基體的性能。 因此，選擇具有優(yōu)良電性能的樹脂基體至關(guān)重要，同時樹脂在復(fù)合材料中也起膠粘劑的作用，是決定復(fù)合材料耐熱性的基本成分。 樹脂基體主要選擇包括：傳統(tǒng)的不飽和聚酯樹脂(UP)、環(huán)氧樹脂(EP)、改性酚醛樹脂(PF)以及近年來開始研究和應(yīng)用的氰酸酯樹脂(CE)、有機硅樹脂、雙馬來酰亞胺樹脂(BMI)、聚酰亞胺(PI)、聚四氟乙烯(PTFE)等新型耐高溫樹脂。
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