进入5G时代,基站天线通道数量大幅成长,从现有4G的4、8通道逐步升级为16、32、64,及128 通道。由于每一通道都需要一套完整的射频元件对上、下行信号进行接收与发送,并由相应的滤波器进行信号频率的选择与处理,因此滤波器的需求量将大幅增加。根据Yole预估,全球射频元件的市场将从2017年的150亿美金提升至2023年的350亿美金,其中,滤波器的部份则从80亿美金提升至225亿美金。并预计在2020 -2021年的这两年时间里,基站滤波器会因5G基站的大量安装而迎来爆发增长。同时,由于5G设备的重量和体积相对于4G要求将更为严格,滤波器必须小型化、集成化,因此体积更小、更轻的陶瓷介质滤波器将成为5G基站市场的主流选择。
目前,5G基站滤波器存在小型金属腔体滤波器、塑料滤波器和陶瓷介质滤波器3个选择方案。
一、小型金属腔体滤波器
小型金属腔体滤波器是通过提升金属加工工艺使得滤波器在性能保持基本稳定的前提下缩减滤波器的体积和重量,满足5G基站系统的要求。相比于其他滤波器,小型金属腔体滤波器性能稳定,工艺成熟,能快速商用。在5G低频段,小型金属腔体滤波器仍具竞争力,但随着频率的升高,对滤波器要求也越高,工艺更难实现,因此未来小型金属腔体滤波器市场较小,主要用于补偿。
二、塑料滤波器
就目前的实际情况来说,塑料滤波器还没有实际应用案例,但是出于减重降本的目的,滤波器厂商开始考虑采用工程塑料如PPS经过电镀制作滤波器腔体,相比于金属腔体滤波器,塑料腔体具有较轻的重量,较强的刚性性能,不易受到外界温度的影响,且成本低。但由于腔体轻微形变就会影响波形,因此塑料滤波器还需要发展突破,目前只是一个备选方案。
三、陶瓷介质滤波器
陶瓷介质滤波器具备高介电常数、高Q值、低损耗、体积小、重量轻、成本低、抗温漂性能好等特点。相比于小型金属腔体滤波器,陶瓷介质滤波器的性能较低,这是由材质的性质决定。目前很多滤波器厂商已纷纷布局5G基站用陶瓷介质滤波器,但由于陶瓷工艺技术尚未完全成熟,能够量产的企业并不是很多。
塑料滤波器未来可能在低端产品上用,小型金属腔体滤波器将在5G低频段靠近4G频段上补偿使用,所占市场较小,而相比于小型金属腔体滤波器,陶瓷滤波器具有更高的Q值,插损更低,高介电常数使得滤波器的尺寸更小、重量更低,同时陶瓷粉体原料的价格低,成本较金属滤波器低。因此未来陶瓷滤波器将占据5G滤波器的主要市场。
目前,全球优秀的介质滤波器供应商主要有日本的村田、京瓷,以及美国的CTS、康普。由于美国公司产品价格相对较高,此前国内主设备商在滤波器领域的海外供应商主要为日本的村田、京瓷。在国内,陶瓷滤波器的生产企业有:灿勤、东山精密、武汉凡谷、大富科技、世嘉科技、风华高科、佳利电子、春兴精工、顺络电子、思睿创等。
值得注意的是,5G时期,中国企业的全球竞争力将快速提升,提升国产品牌国内占有率的同时,有望走出国门。4G时期,国内企业与海外公司相比尚存在差距,部分市场空间被日企村田、京瓷占据。但从近年的情况来看,从技术方面,国内企业与海外公司的差距快速缩小,已形成赶超之势;从价格方面,国产企业由于在成本端具有优势,价格与海外企业相比具有明显的优势。预计5G时期国产品牌的市场占有率将得到大幅提升。