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5G时代即将到来,通信用PCB量价齐升

5G时代即将到来,通信用PCB量价齐升

  • 分类:行业动态
  • 作者:
  • 来源:路遥知道马力
  • 发布时间:2019-05-30 09:33

5G时代即将到来,通信用PCB量价齐升

  • 分类:行业动态
  • 作者:
  • 来源:路遥知道马力
  • 发布时间:2019-05-30 09:33
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5G相关进展顺利,通信用PCB需求爆发。随着我国5G试验频谱规划落地,各大主设备商和运营商的基站建设采购计划已经向下一阶段发展。
 
三大运营商频谱划分各有特色。从确定的5G频谱划分方案来看,中国电信和联通主要分配到3.5GHz附近频段资源,该频段产业链成熟,5G铺设进展较快;而中国移动获得2.6GHz和4.8-4.9GHz频段资源。对于2.6GHz频段,市场一度担心产业链相对不成熟会对中国移动推进5G商用造成影响,但是随华为完成5G试验中低频2.6GHz频段下5G基站的新空口测试,下行速率达到1.8Gbps,与业界成熟的3.5GHz频段下的5G技术相当。因为2.6GHz附近频段为4GLTE网络重耕部分,5G建设初期可以不用新增基站站址,所以测试成功之后,中国移动有望迅速铺设5G建设。
 
5G建设加速通信PCB市场增长,将成为PCB行业增长的核心驱动力。近年以来,作为PCB产业增长驱动力的消费电子、计算机行业需求趋于饱和,2016年通信PCB板产值占比第一次超过计算机PCB板产值,占总量26%,成为PCB行业第一大细分市场。通信用PCB是目前PCB行业最大细分领域,广泛应用于无线网、传输网、数据通信、固网宽带中,涉及背板、高速多层板、高频微波板、多功能金属基板等相关PCB产品。
 
5G建设频段高多频化,带动通信用PCB板量价齐升。5G建设时期基站先行,基站相关的通信用PCB需求首先爆发。后续因5G时代信息传输速度整体提升,下游物联网、消费电子等网络流量爆发,5G网络容量相较4G有明显提升,通信用PCB需求继续增长。
 
 
MassiveMIMO技术应用于5G基站中,5G基站的软件和硬件架构出现显著变化。5G基站结构将4G基站中的BBU拆分为CU-DU二级架构,其中DU是分布单元,CU是中央单元,具有非实时的无线高层协议处理功能。RRU和天线的组合在5G时代则直接被整合为AAU,其数字接口独立控制每个天线振子,成为主动式天线阵列。
 
应对上述架构改变,基站射频材料发生明显变化:
 
1)5G对天线系统的集成度提出了更高的要求。AAU射频板需要在更小的尺寸内集成更多的组件。同时为了满足隔离的需求,这种情况下,高多层PCB技术的应用是较为成熟的解决方案;因此在5G基站建设时期,AAU单元对高多层PCB板的需求将会大幅度上升。
 
2)5G的工作频段更高,发射功率相较4G出现较大提升。高频段意味着对于PCB上游覆铜板材料的传输损耗和散热性能要求更高,材料要求更高,通信用PCB板材向高频化发展。
 
3)单站PCB用量大幅提升,5G基站密度更高。MassiveMIMO的应用带来器件数量的大幅提升,相应PCB使用面积增加,单基站AAU的PCB用量预计达到4000平方厘米,单基站高频PCB材料总用量或有望达到8000平方厘米。而5G使用信号传输频段上升后,波段穿透性降低,需要更多中介基站进行信号传输中转,5G宏基站密度有望达到4G时代的1.5倍,基站总量有望实现量的突破,驱动通信PCB板材的需求上升。
 
高频高速PCB所用制造工艺难度上升。对应5G多通道、大数据、极低延时的特点,对BBU(CU/DU)的处理能力提出更高要求。更大的流量要求天线具备64、128甚至256通道数,相应对基站BBU数据处理能力提出更高的要求,高速PCB的用量相较4G出现较大提升。AAU在5G时代的应用上也需要高速PCB,但是由于AAU的特点,BBU所用PCB板层数更高,面积更大。
 
在移动基站中,背板是移动基站中面积最大的线路板,背板是电子系统的核心组成部分,承担着连接、支撑各功能板的功能,并实现各子板信号的传输。5G时代下,背板的发展趋势是承载子板的数量不断增加、信号损耗不断减少。
 
多层板占比提升、基材转向高频材料的趋势下,单个基站PCB均价有望提升。5G对天线系统的集成度有更高要求,需采用多层PCB,据Prismark,4层以上PCB在通信设备中用量占比合计超过70%,其中8-16层占比35.2%。5G要达到高速率、多通道、大容量的标准,数据链路将更复杂、I/O(输入/输出)量更大,背板则要更高层数、超大尺寸、超大厚度、超多孔数和超高可靠性,工艺难度远超4G。高速板加工的核心工艺在层压、钻孔、电镀等环节,更复杂的工艺将增加PCB加工环节的附加值。此外,基材方面需要使用高速高频材料,价格将是原有材料的3-5倍。
 
5G基站搭载PCB面积、层数增加,通信PCB有望迎来新一轮高增长。随着5G传输数据大幅增加,对于基站BBU的数据处理能力有更高的要求,BBU将采用更大面积,更高层数的PCB;AAU集成MassiveMIMO技术后也将在单站天线数量上出现较大提升,天线数量预计在6-12根/站,每根150片左右的PCB用量,单片PCB面积也因5G通信频道增加而上升,从4G时代的0.0015平方米上升为0.0035平方米左右;并且AAU需要在更小的尺寸内集成更多组件,推升PCB高多层化和PCB高频高速化,基站射频PCB单站用量在3.15-6.30平方米/站。高频高速PCB单位价格至少为4G时期的1.5倍,根据PCB信息网,4G设备商对射频PCB的采购价格平均约2000元/平方米,则预计5G时期高频高速PCB价格在3000元/平方米以上。
 
通信(基站)用PCB需求增速最快。中国移动所在2.6GHz的5G建设初期,PCB价值增量主要来源于基站PCB的ASP上升,基站数量不会增加很多,初期整体建设节奏或主要由中国电信和中国联通贡献。参考4G基站总建设规模据统计在400万站左右,我们保守估计5G宏基站建设总量在2025年时预计与4G基站持平,参考4G头一年的建设节奏并做一定调整,我们预计2019年中国5G宏基站建设总量为12万站左右。
 
根据以上假设,我们测算5G宏基站建设带来的国内PCB投资总空间为300亿元左右;借鉴4G和3G的建设经验,单年基站市场空间峰值将会在建设开始后大约第3-4年出现,即2021-2022年左右实现,单年贡献市场增量空间在97亿元左右。
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