披荆斩棘,5G基站供应链国产化已经全面开启!

章鹰 发表于 2020-07-16 09:37:07 收藏 已收藏
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400万+工程师在用
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披荆斩棘,5G基站供应链国产化已经全面开启!

章鹰 发表于 2020-07-16 09:37:07
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7月骄阳似火,而在全球新冠疫情不断蔓延,患病人数超过300万的时候,中国北京虽然经历了第二波疫情爆发,但很快在1个月内得到了有效控制,中国经济一枝独秀。笔者最新在慕尼黑上海电子展上采访到福禄克测试仪器(上海)有限公司FRS事业部总监陆惟益,他指出,2020年进入了“中国时代”。背后两大推手:第一、投资在其他地方无法找寻安全地区的时候,中国是最佳投资地的首选;第二、在工业物联网领域,全球分为中国、欧洲、美国派等,其他地区在停摆的情况下,中国有机会引领行业发展潮流。

作为引领经济复苏的5G新基建,已经在中国全面推进,工信部部长苗圩在全国两会期间表示,年初以来5G加快建设速度,现在每周大概增加1万多个5G基站。6月8日,中国5G宏基站部署已经超过25.8万站,预计到年底中国的5G基站将超过70万站。

高盛集团分析师对媒体表示,2020年的中国5G基站资本支出可能达到300亿美元的峰值,高于去年的50亿美元。5G基站具有较长的价值链,其中包括电气组件、半导体、天线单元和电路板,中国5G基站推进将催生众多公司来争夺这个市场,美国颁布更多对中国5G网络设备供应商的制裁计划,将会催生供应链上中国厂商的崛起。

5G基站射频芯片,卓胜微向高端滤波器迈进

目前全球5G普及率最高的韩国,截至4月,只有11.5万个5G基站运营。截止到6月6日,中国已累计建成5G基站25.8万个。5G基站投入之大前所未有,由于频率更高、功耗更大,美国又对中国5G网络设备供应商华为进行元器件供应的封锁,华为5G基站元器件的国产替代计划已经全面展开。

4G宏基站主要采用4T4R方案,对应的射频PA需求量为12个,而5G基站以64T64R大规模天线阵列为主,对应的PA需求量高达192个,即5G基站PA的数量将增加16倍。

据行业专家表示,国内射频PA三大市场:手机市场、WIFI市场、基站市场。根据法国调研机构Yole统计,手机PA市场约占65%,WIFI PA市场约占20%,基站市场约占10%,其他为5%。5G基站GaN PA将成为主流技术,GaN PA能较好的适用于大规模MIMO技术。2019年底,SKyworks和Qorvo在去年已经量产交货,据坊间预测,2020年底,这两家下一代5G PA产品会量产。国内厂商正在努力追赶。

作为国内射频开关领域全球第四大射频开关生产商,卓胜微在全球率先推出了集成射频低噪声放大器和开关的单芯片企业质疑,面对5G渗透率不断提升,卓胜微研发并推出多款用于5G种sub-6GHz频段的射频低噪声放大器、射频天线调谐开关系列产品,已经在华为、OPPO、三星等终端客户实现量产销售。2020年6月1日,卓胜微公告拟定增资金30亿,进一步加码射频滤波器及5G基站射频器件产业化项目。

此外,华为采用自己研发的业界首款5G基站核心芯片天罡芯片,罡芯片支持200M频宽频带,可以让全球90%的站点在不改造市电的情况下实现5G,预计可以把5G基站重量减少一半。华为常务董事、运营BG总裁丁耘透露,天罡芯片拥有超高集成度和超强算力,比以往芯片增强约2.5倍。

东芯存储芯片已经导入5G核心网和宏基站

东芯半导体副总经理陈磊对电子发烧友记者表示,5G宏基站相比4G基站,密度更大,5G宏基站对存储器提出了更多的性能要求。尤其这种大容量FLASH在5G基站的AAU上面的应用。在存储容量上,从512Mb上升1Gb,甚至2Gb的容量。5G宏基站也增加对SLC NAND需求。

5G基站对高容量的NOR Flash需求大,东芯半导体已经研发1Gb的大容量SPI NOR Flash。“5G宏基站的部署条件非常复杂,在我们和客户交流后,基站部署横跨高热高潮湿度的地域,也部署在北方低温、干燥的环境中,还有部署在布满粉尘等恶劣的环境下,5G基站信号要做到7*24*365天,器件要求高过车规要求。通过研发工程师和客户做过技术对接后,做了客制化的开发,得到国内中芯国际北京、国内封装测试厂的支持,目前在合作伙伴中芯国际的生产线上,已经实现了38纳米和24纳米NAND FLASH的量产。这些器件满足工业宽温(105C)的要求,和符合车规AEC Q100的SLC NAND FLASH产品。”陈磊分析说。

据悉,东芯半导体公司的4Gb/8Gb SLC NAND已经取得了国内领先的5G宏基站供应商的认可,已经开始量产供应。陈磊指出,东芯半导体以往的NAND主要用于客户的接入网、个人和家庭的光猫、路由器,今年东芯半导体的高容量NAND进入5G核心网、骨干网和5G宏基站内部,为中国的电信级设备提供了完全国产化的存储器产品。

5G基站使用PCB,深南电路已经持续供货

7月15日,深南电路发布半年度业绩报告,报告期内,公司实现归母净利润6.83-7.30亿元,同比增长45%-55%。得益于5G基站的快速部署,深南已成为华为、爱立信、中兴和诺基亚等核心供应商,高多层PCB 具备产能和技术优势,下半年业绩展望会呈现快速增长。

图:来源深南电路2020年上半年业绩报告

华创证券的分析显示,5G 基站与IDC 需求共振,国际贸易摩擦不改深南电路公司竞争优势。深南在高端通讯板积累深厚,是全球第一大通信板厂商。5G 新基建提速,增量需求以高多层的高频高速板为主,行业需求爆发导致交货周期显著拉长。深南电路拿下国内客户订单比较重高,目前深南南通一期厂区产能已经满载,二期厂区则在2020年3月开始开出产能,目前产能利用率还在爬坡,产能完全开出预计1-2年,下半年市场需求有望持续增长。

图:来自深南电路官网

5G基站带来了PCB的量价齐升,5G Massive MIMO的引入增加PCB的使用面积,5G信号高频化和传输数据量的提升增加了高频高速PCB的需求。以深南、沪电为代表的国内PCB厂商凭借自主研发实力,抓住市场机会。

5G基站使用MLCC,宇阳科技产品已经成功导入

2020年,全球开始逐步向5G网络过渡,5G在全球商用将带动包括SAW滤波器在内的整个元器件市场约10倍需求量的增长,5G基站对MLCC的需求超出预期。除了5G基站需求,过去8年智能手机使用的电容器数量几乎增加一倍。

小型化、大容量、高可靠性和高品质已经成为5G时代,电子元器件发展的必然趋势。“5G基站应用环境苛刻,从单个宏基站MLCC需求看,5G基站对于MLCC需求主要来自基带处理单元(BBU)和有源天线处理单元(AAU),其中BBU使用高容量电容,AAU 使用高Q值电容,基站对MLCC的尺寸要求没有终端那么严格,但是随着5G小基站的建设开展,小型微基站对MLCC已经有0201产品的需求。而且5G基站对MLCC的可靠性要求比较高,使用期要长达十多年,所以对产能供应和产品可靠性的要求远远高于终端产品。” 宇阳科技战略开拓中心总监陈永学对电子发烧友记者表示。

宇阳科技推出的射频大功率UPC系列产品具有高电压、高Q值,低ESR,非常适合5G基站等射频大功率场景使用,已经成功给客户导入。

5G基站电源,华为数字电源产品已经规模商用

5G时代,基站设备AAU单扇输出功率有望从4G时期的40W-80W增加到200W甚至更高,运算量的提升也将推动BBU功率的提升,5G单站的供电功率预计达到4000W甚至更高,基站电源存在极大的扩容需求。

经过调研机构测算,5G网络建设阶段基站电源市场空间有望超过200亿元。华为数字电源副总裁张峰对媒体表示,5G时代,基站电力功耗是巨大挑战。

“5G覆盖面很广,伴随着算力和传输速率的提升,电力传输和存储、设备功耗和效率、设备易用性和可靠性都面临着很多新的挑战,对于电源提出了新要求,我们总结了四点:高密、高效、易用和可靠。比如华为根据无线RRU供电需求,开发的三合一无线电源模组化和芯片化电源,支撑RRU体积降低30%以上,华为5G RRU产品的成功也有电源模块的很大贡献。”张峰表示。

无线电源模块系列

华为盒式电源系列

华为Smart UPS电源

华为自研的PSiP,用芯片的技术做电源,改变了以往用分立式器件的方式,采用封装模组技术,大幅提高功率密度和可靠性,节省客户单板电源占板面积30%以上,提高开发效率50%,简单易用。

小结:

2020年,5G基站的部署将推动供应链上配套厂商的激烈竞争,国内厂商在突破细分行业的技术难点后,可以在国内5G基站供应链上争取到出货的机会,对于上半年已经大规模出货的厂商,未来也要适应5G宏基站和小基站对不同元器件的功能需求。我们相信,随着国内厂商的努力,5G基站的国产化率可以得到不断的提升。未来,国内厂商能否在全球市场占据一定的市场份额,与国际大厂近身搏击,还要看技术提升和产品质量能否得到关键性的提升。

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