谁将成为5G射频前端元件成长之最？

5G 滤波器市场即将爆发？

5G 牌照发放已有一年多的时间，根据工信部最新统计显示，我国 5G 基站正以每周 1 万多个的数量在新增。截至 5 月底，移动已建成 14 万个 5G 基站，电信与联通累计共建共享了 10 多万个 5G 基站。根据运营商 5G 基站建设计划，至 2020 年底，移动完成总量将达到 30 万站，电信与联通完成总量将达到 25 万站。另根据信达证券的预估，2020-2025 年中国 5G 基站建设规模在 400 万站左右，全球建设量在 800 万站左右。

5G 产业链中上游基站的升级，带动了射频器件市场的扩张与变革。以滤波器为例，4G LTE 时代，基站大多采用 2/4/8 通道天线（FDD 制式多为 2/4 通道，TDD 制式多为 8 通道），而 5G 引入了 Massive MIMO 技术，天线升级为 64 通道，甚至 128/192/256 通道（理论上讲，天线数量越多，噪声和干扰越小）。每个天线都需要配备相应的双工器，并由相应的滤波器进行信号频率的选择和处理。假设每个基站需要 3 副天线，一副 64TR 天线需要 64 个滤波器，那么一个 5G 基站就至少需要 192 个滤波器，再以国内 400 万站的基数预测计算，滤波器需求总量将达到 7.68 亿个。肉眼可见，滤波器的需求量将大幅增加，据 Yole Development 的预测，到 2023 年全球滤波器的市场规模将会达到 225 亿美元，年复合增长为 18.81%，是名副其实的射频前端元件成长之最。

陶瓷滤波器如何脱颖而出？

先来看看 4G 时代的滤波器，金属同轴腔体滤波器是绝对的主流, 其工作原理是通过不同频率的电磁波在腔体中振荡, 保留达到滤波器谐振频率的电磁波, 而其他频率的电磁波在振荡中耗散掉, 从实现滤波的功能。这种滤波器技术成熟、生产成本低，本应是 5G 良选，但在 5G 通信中，远端射频单元（RRU）和天线将集成为主动天线单元（AAU）一起上塔，基站的高度集成化和小型化发展对于滤波器的尺寸、重量、功率和发热性能有更高的要求（4G RRU 重量在 13-20kg 之间，5GAAU 重量在 38-47kg 之间）。而金属同轴腔体滤波器体积大、重量大、发热大等特点，价格相对又较贵（金属滤波器初期价格为 120 元，由于原料成本较高，降价空间不大，到后期价格降为 80 元），将对安装调试以及铁塔负荷带来不利的同时增加成本支出。为了解决上述问题，行业中开始关注小型金属腔体滤波器、塑料滤波器和陶瓷介质滤波器这 3 种方案。

小型金属腔体滤波器

顾名思义，小型金属腔体滤波器是一种通过工艺优化实现在性能保持基本稳定的前提下缩减滤波器的体积和重量的快速商用方案，但该方案受限于工艺瓶颈，目前主要应用于 2.6GHz 以下的低频段中，未来不会大规模覆盖（金属滤波器占比在初期为 50%，后期降到 20%），只会作为补偿使用。

塑料滤波器

其次是塑料滤波器，出于对重量、刚性、价格的考虑，厂商开始考虑采用工程塑料制作滤波器腔体，但由于腔体形变要求较高，还处于研发试用阶段，并无实际案例。

陶瓷介质滤波器

最后讲一下陶瓷介质滤波器，陶瓷介质滤波器以陶瓷为材料制作而成，没有金属腔体, 电磁波谐振发生在介质材料内部，具有高介电常数、高 Q 值、插入损耗小、体积小、重量轻、成本低、抗温漂性能好等特点，可承受功率高, 具有良好的选频作用，便于大规模集成。但陶瓷介质滤波器生产精度要求高，目前成本还没降下来，由于陶瓷粉体原料的价格低，一旦实现量产，成本可大幅降低（介质滤波器单只价格在初期为 80 元，到建设后期由于越来越多的厂商加入竞争，且良品率提高，价格将降到 20 元），因此未来陶瓷滤波器将占据 5G 滤波器的主要市场。