2019 年美、日、中、欧等国将步入 5G 商用服务,其中中国发展 5G 脚步依旧维持 2019 年试商用与 2020 年商用目标,5G 基地台方面,随之带动大规模多输入多输出(Massive MIMO)对天线振子、氮化镓功率放大器(GaN PA)、滤波器、低噪声放大器(LNA)等射频元件需求增加及微型化发展。
由于 5G 频段增高,带动射频元件和天线需求提升
射频元件在发射讯号过程中将二进制讯号转换成高频率之无线电磁波讯号,在接收讯号过程中将收到的电磁波讯号转换成二进制数字信号,由于 5G 频段包括 Sub-6GHz 和毫米波部分,相较 4G 频段,频率大幅提高,此将改变滤波器市场发展。滤波器种类繁多,分为介质滤波器、LC 滤波器、SAW 滤波器和 BAW 滤波器等,皆有各自应用领域,目前以声表面波滤波器(SAW)和体声波滤波器(BAW)应用最被看好,随着 5G 频段更趋高频,未来 BAW 市占率将提升。
▲ 各类滤波器特色比较。(Source:拓墣产业研究院整理,2019.2)
由于 3GPP 定义的 4G(LTE)频段达 66 个,预期 5G 将新增 50 个频段,从大厂 2G、3G、4G 射频解决方案来看,射频前端元件(包括滤波器、PA)数量都因频段数量增加而明显提升。以 iPhone 为例,第一代 iPhone 只需支援 2G 的 4 个频段,至 2016 年支援频段提升至 40 个,未来 5G 商用后,手机支援的频段数量将进一步提升,对应射频前端元件需求也将增加;此外,4G 多模多频手机所需 PA 芯片增加至 5~7 颗,预估 5G 手机内的 PA 数将超过 16 颗。
大厂纷纷突破技术瓶颈,推出 5G 射频模组
除射频前端元件数量增加外,射频前端模组单机价值亦提高,以 2G 手机和 3G 手机为例,分别落在 0.8 美元与 3.25 美元,4G 中阶手机单机提升至 7.25 美元,高阶机种甚至达 16.25 美元(含 10 颗以上射频芯片,包括 2~3 颗 PA、24 颗开关与 6~10 颗滤波器,未来在手机中套件价格甚至超过主芯片);整体射频前端模组的单机价值倍数提高,预估 5G 时射频前端元件数量将再次增加,单机价值甚至达 40 美元。
目前射频前端主要厂商包括 Skyworks、Qorvo 与博通(Broadcom)等,然芯片大厂高通为 5G 射频需仰赖 modem 调整射频前端功能,因此高通提供 5G modem 和天线,比传统射频业者更具竞争优势;换言之,高通希望借由 5G modem 到天线的通包服务取得市占率,角逐射频前端市场商机。
(首图来源:shutterstock)