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5G天線材料的變革與發展

國開聯 2020.09.01

5G作為我國新基建的重要任務和核心基礎，是人工智能、云計算、大數據等顛覆性技術賦能各行各業的重要支撐，已經進入了快速發展階段。天線作為5G通信的重要一環，無論是在5G終端還是5G天線，都是信號與發射接收的關卡，天線性能的好壞直接影響通信的質量。隨著5G基站數量的爆發，天線5G網絡中的作用將越來越重要。

5G天線核心技術變革驅動相關材料革新

5G天線材料的更新來自于5G天線技術的革新升級，從2G到5G，5G天線一直延續著輕量化、小型化、多頻段、高頻率的特性。5G天線主要分為基站天線和終端天線，在基站天線方面，為提高數據傳輸速度、減緩傳輸延時、增加移動性，5G采用Massive MIMO（大規模天線）技術使天線從4/8通道上升至了64通道、128通道，同時也提升了設備的運行功耗，原有的器件材料已難以滿足5G的需求，從而推動了材料的革新。而在終端方面，5G頻段的增加，也使得終端設備單機天線的數量有所提升，相應核心零部件的材料需求量也有所增加，同時5G設備耗電量的大幅提升，也相應對天線的材料提出了更高的要求。

五大核心零部件領域相關材料將迎爆發性增長機遇

5G天線中，天線、天線陣子、PCB、射頻濾波器、功率放大器是影響5G天線性能的核心所在，為匹配5G高頻高速的需求，相關材料也不斷革新。

天線：天線的性能直接決定了通信的質量，4G時代的天線材料由于介電性能相對較差、吸水性強且其高頻傳輸損耗較大，無法滿足高頻、高傳輸的5G天線，LCP、MPI逐漸成為主要材料。

天線陣子：5G采用Massive MIMO的技術，單面的天線陣子數量由8個上升到64、128個甚至更多的天線陣子，天線陣子趨向于輕量化，塑料替代金屬板材/鈑金成為天線陣子的主要材料之一；

PCB：由于天線陣子主要集中于PCB上，隨著天線陣子數量的提升，PCB的面積和層數也不斷提升，傳統的PCB板難以滿足高頻高速的5G信號傳輸需求，介電性能優異的PTFE將取代FR-4成為5G時代PCB基板的重要材料；

射頻濾波器：5G的每一條通道都需要濾波器構成完整的通路，因此5G時代對濾波器的數量需求不斷上升，也對濾波器的體積和質量提出更高要求，陶瓷介質基于高穩定性、高Q值、高介電常數的特點成為5G射頻濾波器的重要材料。

功率放大器（PA）：5G對高功率、高性能、高密度的射頻元件需求不斷增加，GaN功率放大器以其高擊穿電壓、高功率、大帶寬、高效率等優勢符合新技術要求，逐漸成為LDMOS的最佳替代者。

相關材料潛在市場規模不斷擴大，高端領域國產化仍需突破

當前我國已加快對5G基站的布局，根據中國工信部，未來5G宏基站的數量將是4G基站的1.25倍，約為450萬，整體投資額將達到7050億元，5G宏基站數量的快速增長將驅動天線以及相應材料的市場規模同步擴大。在5G終端方面，隨著5G的大規模商用，將帶動智能手機、智能平板、智能可穿戴設備等終端設備出現新一輪更新換機潮，終端天線的市場規模也相應擴大，相關材料的潛在市場存在進一步擴大的空間。

   

但從目前市場競爭格局來看，5G新材料的國產化率仍然不及預期，由于材料特殊性，且技術壁壘較高，我國5G天線關鍵材料主要集中在低端產能部分，高端產能、電子級的材料多依賴于進口。以LCP為例，目前LCP的電子級材料市場行業集中度較高，主要被塞拉尼斯、寶理塑料、住友化工等日美企業所壟斷，2019年三家企業的產能市場占比達60%，而目前國內只有沃特新材料突出重圍。

  當前全球主要發達國家針對5G已經擬定了明確的計劃，我國也制定了5G的發展計劃，并加快5G商用的步伐。我國在5G技術的領先，將推動我國成為5G最大的領先市場，天線作為5G網絡構建關鍵的一環，在核心關鍵材料領域仍需突破，而濾波器和天線一體化將成為主要發展趨勢，未來全球5G天線的市場規模將達690億美元，為相關材料市場的增長帶來海量增長空間。


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